【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 110天。貴溪市季節(jié)氣候特點(diǎn)，可概括為：春季溫和，陰雨連綿；夏季炎熱，汛旱分明；秋季溫涼，降水稀少；冬季較長(zhǎng)，初雪偏早?！?，年降水總量1900mm左右。表21為貴溪?dú)夂蚍治霰?。?1 貴溪?dú)夂蚍治霰碓路?月3月4月5月6月8月9月10月11月12月平均溫度(℃)平均最高溫度(℃)極端最高溫度(℃)平均最低溫度(℃)極端最低溫度(℃)平均降水量（mm）降水天數(shù)(d)平均風(fēng)速（m/s）氣象站位置：176。，海拔52m，交通便利?？者\(yùn)：南昌昌北機(jī)場(chǎng)，位于江西省南昌市昌北新區(qū)，與昌九高速公路相連，貴溪至昌北機(jī)場(chǎng)約180公里，貴溪至臺(tái)北直線距離約560公里。鐵路：浙贛、皖贛、鷹廈、杭昌長(zhǎng)高速鐵路客運(yùn)專(zhuān)線四條鐵路縱橫境內(nèi)，縱貫?zāi)媳保?5個(gè)火車(chē)站連珠成串。是國(guó)內(nèi)重要的交通樞紐，也是華東地區(qū)最大的鐵路貨運(yùn)編組站，鐵路密度和火車(chē)站密度居全國(guó)前列。　公路：3206國(guó)道縱橫境內(nèi)，滬昆、濟(jì)廣高速公路橫貫東西、通達(dá)南北，公路交通網(wǎng)絡(luò)密集。公路四通八達(dá)，3206國(guó)道縱橫境內(nèi)，上海至瑞麗高速公路穿境而過(guò)，高速掛線一期工程已建成通車(chē)，，到杭州4小時(shí)，市、鄉(xiāng)、村公路網(wǎng)絡(luò)相通。全市水運(yùn)通暢，千里信江直通鄱陽(yáng)湖。海港：鷹潭（貴溪）的銅產(chǎn)業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)基地“貴溪港”項(xiàng)目正式運(yùn)營(yíng)，并在積極籌建鐵路專(zhuān)用線。進(jìn)口原料主要經(jīng)九江口岸入港，也可經(jīng)上海、寧波、廈門(mén)口岸入港，與主要出口海港將實(shí)現(xiàn)海鐵聯(lián)運(yùn)。土地肥沃，農(nóng)業(yè)資源豐富。，品位極高 已探明儲(chǔ)量的有金、銀、鉛、鋅、鈾、瓷土、石膏、硅石、花崗巖等30余種，其中冷水銀礦儲(chǔ)量為全國(guó)之最，雷溪石膏礦為華東之冠，上祝瓷土礦儲(chǔ)量、品位列江西省之最，花崗巖品種繁多，儲(chǔ)量達(dá)64萬(wàn)立方米。工業(yè)發(fā)達(dá)，經(jīng)濟(jì)實(shí)力雄厚。駐有中央、省屬10多家大中型企業(yè)，有中國(guó)300強(qiáng)工業(yè)企業(yè)之一的江西銅業(yè)集團(tuán)公司；有亞洲最大、世界排名第十位、中國(guó)現(xiàn)代化程度最高的銅冶煉廠——貴溪冶煉廠，陰極銅產(chǎn)量達(dá)40萬(wàn)噸，享譽(yù)“中國(guó)銅都”之稱(chēng)；有裝機(jī)容量50萬(wàn)千瓦的華東電網(wǎng)主力電廠——貴溪電廠，2004年11月已開(kāi)工建設(shè)投資27億元、裝機(jī)容量60萬(wàn)千瓦的二期工程；有全國(guó)四大磷胺廠之一，年產(chǎn)24萬(wàn)噸復(fù)合化肥廠；有銀鋅儲(chǔ)量“華東之最”的銀礦及國(guó)家大型建筑企業(yè)首鋼四建，中國(guó)有色十五冶等。全市地方工業(yè)迅速崛起。按照“五高”要求規(guī)劃建設(shè)了10平方公里貴溪市工業(yè)園，已投產(chǎn)企業(yè)35家，形成了銅材、光電子、建材、化工、醫(yī)藥食品等五大支柱產(chǎn)業(yè)。其中，南方照明公司、竹輝公司被列入國(guó)家高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)企業(yè)，一批名、優(yōu)、特、高、精、新產(chǎn)品打入國(guó)際市場(chǎng)。城市優(yōu)美，人居環(huán)境適宜。具有工業(yè)、交通、商貿(mào)、信息、旅游等諸多優(yōu)勢(shì)和較強(qiáng)輻射功能，是贛東北地區(qū)中心城市。城市基礎(chǔ)設(shè)施完善，道路循環(huán)互通；城市空氣清新，主要指標(biāo)達(dá)標(biāo)；完成了老城區(qū)主要街道改造和城南區(qū)開(kāi)發(fā)，已初步形成“顯山、露水、綠色”的生態(tài)城市。全市河流眾多，水量充沛。我市現(xiàn)有山塘水庫(kù)10236座，其中中型水庫(kù)6座，?。ㄒ唬┬退畮?kù)18座，小（二）型水庫(kù)126座，境內(nèi)除信江干流外，流域面積在50平方公里以上的主要支流有11條，全市水能源蘊(yùn)藏量23萬(wàn)千瓦，可開(kāi)發(fā)量11萬(wàn)千瓦。綜上所述，將廠址設(shè)在貴溪合理。第三章 電解精煉及凈化流程的選擇與論證銅電解精煉的原理【6】如下：圖31 銅電解精煉原理陽(yáng)極反應(yīng)： Cu2e＝Cu2+ ＝+； (31) H2O2e＝1/2O2+2H+ ＝+； (32) 2e＝SO2+1/2O2 ＝+； (33) Me－2e＝Me2+ E0Me/Me2＋＜； (34)式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更負(fù)電性的金屬，它們從陽(yáng)極上溶解進(jìn)入溶液。H2O和SO42失去電子的反應(yīng)由于其電位比銅正，故在正常情況下不會(huì)發(fā)生。貴金屬的電位更正，不溶解，而進(jìn)入陽(yáng)極泥。 陰極反應(yīng)：Cu2+＋2e＝Cu =+ (35) 2H++2e=H2 =0V (36)Me2＋＋2e＝Me E0Me/Me2＋＞0. 34V (37)在這些反應(yīng)中，具有標(biāo)準(zhǔn)電位比銅正、濃度高的金屬離子才可能在陰極上被還原，但它們?cè)陉?yáng)極不溶解，因此只有銅離子還原是陰極的主要反應(yīng)。電解過(guò)程中還形成一價(jià)銅離子Cu+并建立下列平衡： (38) 上式在不同溫度下的平衡數(shù)據(jù)列在表31中。表31 的平衡數(shù)據(jù)溫度/℃Ek(v)Cu/()/ gl1 / gl1253342255527010089可見(jiàn)，平衡的Cu+濃度是很小的。但是它的存在，與硫酸作用進(jìn)行Cu2SO4+1/2O2+H2SO4=2CuSO4+H2O反應(yīng)，結(jié)果使電解液中的H2SO4不斷減少，而Cu2+又不斷增加，并按Cu2SO4= CuSO4+Cu反應(yīng)生成銅粉進(jìn)入陽(yáng)極泥，使其中的貴金屬含量下降。在電極與電解液界面上還進(jìn)行銅的化學(xué)溶解反應(yīng)： (39)銅電解工藝有三種方案可供選用，即傳統(tǒng)電解法、永久陰極電解法和周期反向電流電解法。傳統(tǒng)的銅電解法用純銅薄片作為陰極片，這種方法歷史悠久，工藝成熟。20世紀(jì)70年代以來(lái)，相繼出現(xiàn)了幾種新的電解生產(chǎn)技術(shù)。1963年，周期反向電流電解技術(shù)首次應(yīng)用于工業(yè)規(guī)模的生產(chǎn)。永久性不銹綱陰極電解分為ISA法和KIDD法，艾薩法是由澳大利亞Mount ISA公司在1978年研制成功并投入生產(chǎn)，KIDD法是加拿大鷹橋公司在1986年開(kāi)發(fā)成功。下面分別對(duì)這幾種電解方法進(jìn)行簡(jiǎn)要的簡(jiǎn)述和比較。周期反向電流電解法【6】是隨著高電流密度電解的成功使用應(yīng)運(yùn)而生的，是強(qiáng)化生產(chǎn)的有效措施。常規(guī)電解法中，在電流密度高于250A/m2時(shí)，陽(yáng)極鈍化和電銅質(zhì)量惡化現(xiàn)象就較為明顯。通過(guò)整流器產(chǎn)生的周期反向電流可以消除由于電流密度提高而帶來(lái)的陽(yáng)極鈍化的影響，從而達(dá)到強(qiáng)化生產(chǎn)、保證電銅質(zhì)量的目的。與傳統(tǒng)電解法比較，在相同的生產(chǎn)能力下電解槽少、廠房面積小、投資省、蒸汽單耗降低。其缺點(diǎn)是隨著電流密度的提高，電能消耗增加（據(jù)統(tǒng)計(jì)，約增加30%），電流效率降低，整流設(shè)備成本高。1962年保加利亞銅精練廠成功地進(jìn)行了周期反向電流電解的工業(yè)試驗(yàn)。采用周期反向電流電解，陽(yáng)極鈍化現(xiàn)象在電流密度高達(dá)550～650 A/m2時(shí)才開(kāi)始出現(xiàn)。此后這個(gè)方法在國(guó)外銅電解精練生產(chǎn)中得到了一定程度的發(fā)展。根據(jù)生產(chǎn)實(shí)踐，一般認(rèn)為350A/m2的電流密度是周期反向電流電解的最佳電流密度。高于此值時(shí)，電銅的化學(xué)組分雖可符合標(biāo)準(zhǔn)，但表現(xiàn)不好。周期反向電流電解的優(yōu)點(diǎn)為：（1）因電流密度高，同樣的生產(chǎn)規(guī)模，所需電解槽數(shù)及廠房面積均相應(yīng)減少，可節(jié)省建設(shè)投資。處于生產(chǎn)中的銅積壓量較少，占用流動(dòng)資金少，資金周轉(zhuǎn)快。（2）特別適用于對(duì)常規(guī)電解精練工廠挖潛增產(chǎn)，在已有的工廠對(duì)電解供電系統(tǒng)作必要改造，即可大幅度提高生產(chǎn)能力。由于電流密度高，槽電壓一般高于常規(guī)電解法。此外，電流效率也略低于常規(guī)電解法。因此，周期反向電流電解的電能消耗要比常規(guī)電解高出30%左右。表32 電解精練主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)指標(biāo)名稱(chēng)單位傳統(tǒng)法周期反向電解永久陰極電解電流密度A/m2220～250300～400280～330電流效率%96～9790～9595～98直流電耗kwh/t Cu250～280360～500260～280硫酸消耗kg/t Cu4～104～104～10蒸汽消耗t/t Cu～1～水耗t/t Cu2～3殘極率%18～2018～2016～18傳統(tǒng)電解法目前在多數(shù)電解銅廠使用。以純銅始極片為陰極，電源為恒向直流電，電流密度為220～280A/m2。該法在世界各國(guó)均已有多年生產(chǎn)歷史，工藝成熟可靠，電耗低。特別是采用了機(jī)械化、自動(dòng)化水平高的陰陽(yáng)極加工機(jī)組，并采用新技術(shù)適當(dāng)提高了陰陽(yáng)極板的垂直度以后，陰極銅產(chǎn)品質(zhì)量得到顯著的改善。常規(guī)電解精煉工藝流程見(jiàn)圖32。圖32 常規(guī)電解精煉工藝但是傳統(tǒng)法的始極片制作工藝復(fù)雜，不僅需要獨(dú)立的生產(chǎn)系統(tǒng)，而且制作過(guò)程中勞動(dòng)強(qiáng)度過(guò)大。除此之外，這種工藝流程自身還存在幾個(gè)難以克服的缺點(diǎn)： （l）電解精煉過(guò)程中存在“極限電流密度”，電解精煉時(shí)的實(shí)際電流密度必須低于極限電流密度，否則就會(huì)使陰極銅沉積表面粗糙，甚至形成“枝晶”，造成電解槽短路，使電解過(guò)程能耗大大增加，并且影響正常生產(chǎn)過(guò)程和產(chǎn)品質(zhì)量。（2）容易形成“陽(yáng)極鈍化”，在正常電壓下陽(yáng)極不能溶解，必須提高電壓使鈍化膜在更高的電壓下被破壞并溶解，不僅影響正常生產(chǎn)，還會(huì)造成電能浪費(fèi)和陰極銅的化學(xué)成分不穩(wěn)定，進(jìn)而影響產(chǎn)品的質(zhì)量和物理性能。（3）始極片的生產(chǎn)與制作工作量占整個(gè)電解工作量的一半，又由于始極片薄軟，平直度難以保證，電解工程易造成短路，只得采用較大的同極距和較底的電流密度，從而影響生產(chǎn)能力。此外，種板槽及其單獨(dú)的循環(huán)系統(tǒng)，使廠房面積加大，建筑費(fèi)用提高。（4）作業(yè)時(shí)需要打排列、拍片子、照缸、提放液位等操作，出裝槽作業(yè)自動(dòng)化程度低，需大量的手工操作，操作工的勞動(dòng)強(qiáng)度較大。在高雜質(zhì)、高陽(yáng)極率情況下，陰極銅板面質(zhì)量控制難度較大。（5）陰極懸垂度受始極片生產(chǎn)、加工、裝槽質(zhì)量影響較大，環(huán)節(jié)多、與人員關(guān)系非常密切，懸垂度較差，且陰極周期長(zhǎng)。（ISA）永久陰極電解法是針對(duì)傳統(tǒng)電解法需要生產(chǎn)并加工始極片的缺點(diǎn)而研制開(kāi)發(fā)的，并得到了快速發(fā)展，目前該法生產(chǎn)的電解銅已占世界總產(chǎn)量的30%。其主要優(yōu)點(diǎn)是。（1）由于使用永久不銹鋼陰極，省去了始極片的生產(chǎn)制作及相應(yīng)的組裝陰極作業(yè)，使生產(chǎn)工序簡(jiǎn)化。（2）由于永久陰極強(qiáng)度高、平直度好，可縮短同極距，減少短路，提高電流密度。因此，既可保證產(chǎn)品質(zhì)量，又能提高電銅產(chǎn)量。（3）陰極周期短，銅的積壓量少，加快資金周轉(zhuǎn)。（4）機(jī)械化程度高，操作人員少。（5）采用較高的電流密度（320A/m2）和較小的極距（105mm）進(jìn)行生產(chǎn)，單位面積產(chǎn)能高，因此，電解槽數(shù)、廠房面積及防腐面積比傳統(tǒng)電解法少30%左右，配套設(shè)備也少。（6）電銅單塊質(zhì)量輕，相同重量ISA銅表面積是傳統(tǒng)法的3倍，加大了表面粘附雜質(zhì)對(duì)銅質(zhì)量的影響。由于使用不銹鋼永久陰極，且機(jī)械化程度高，因此一次性投資較大。ISA法電解由于電流密度高，極距小，從而可以減少電解槽數(shù)量和廠房面積。但是永久性不銹鋼陰極價(jià)格昂貴，一次性投資大。因此總的基建投資將略高于常規(guī)電解的投資。永久性不銹鋼陰極的極板用316L不銹鋼板制作，其表面粗糙度為2B。用304不銹鋼異型鋼管焊接在鋼板上，代替?zhèn)鹘y(tǒng)電解法的陰極導(dǎo)電棒，起到吊掛陰極并導(dǎo)電的作用。不銹鋼表面有一層永久性的很薄的氧化層，可以很好地解決沉積銅的粘附性和剝離性之間的矛盾。既能使沉積的電銅不會(huì)從陰極上掉落于電解槽內(nèi)，又可以容易地從陰極上剝離下來(lái)。不銹鋼板的兩個(gè)側(cè)邊用聚氯乙稀的擠壓件包邊，并用高熔點(diǎn)的蠟密封其間的縫隙。不銹鋼板的底邊則用高熔點(diǎn)蠟蘸邊。從永久陰極上剝?nèi)‰娊忏~，日本三井金屬礦業(yè)公司MESCO公司開(kāi)發(fā)了專(zhuān)門(mén)用于ISA法電解的陰極剝離機(jī)組。其功能包括受板、洗滌、剝片、電解銅堆垛、稱(chēng)重、打字、捆包、陰極側(cè)邊噴蠟，陰極底邊蘸蠟，陰極排板等。ISA電解法自1979年首次在澳大利亞湯斯維爾PTY精練有限公司用于工業(yè)生產(chǎn)以來(lái)，發(fā)展甚快，目前已在30余家工廠推廣應(yīng)用。其約有1/3的工廠用于電解精煉，2/3的工廠用于電解沉積。表32為ISA電解精煉工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)。表33 ISA電解精煉工廠生產(chǎn)數(shù)據(jù)工廠名稱(chēng)澳大利亞湯斯維爾公司美國(guó)銅山公司白松冶煉廠奧地利布利赫勒格冶煉廠德國(guó)北德精煉公司精煉能力/kta11925050320電解槽數(shù)量/個(gè)10242781561080每槽陽(yáng)極數(shù)44575757陽(yáng)極重量/Kg315285280350陽(yáng)極壽命/d21211422每槽陰極數(shù)43565656陰極周期/d7776～8陰極重量/kg432422552502極距/mm959910095電流密度/Am2260226304315電流效率/%9594～969698槽電壓/mV260～320300～400350330殘極率/%18141812～16電耗/kwht1 Cu290321330300鑒于上述所說(shuō)，可以得出以下結(jié)論：（1）ISA法電解比傳統(tǒng)法電解工藝流程簡(jiǎn)化，生產(chǎn)環(huán)節(jié)少，手工操作少，便于生產(chǎn)管理。（2）ISA法電解可以采用較高的電流密度和較小的極距進(jìn)行生產(chǎn)，單位面積產(chǎn)能高，廠房面積占地小、電解槽數(shù)少、防腐面積少，配套設(shè)備也少。（3）在低雜質(zhì)情況下，ISA法陰極銅的質(zhì)量更具優(yōu)越性。（4）在高雜質(zhì)情況下，夾邊條上會(huì)粘附具有導(dǎo)電性能的結(jié)垢，造成陰極銅邊緣長(zhǎng)粒子，對(duì)陰極銅的整體