【正文】 ）： 式中K——修正系數(shù)。則②煙塵顯熱（1330℃）：③上升煙道熱損失： 式中K—上升煙道熱損失系數(shù)，～。則④上升煙道輻射熱： 式中K——輻射熱系數(shù)，～。則綜合①②③④得，熱差值：（3） 上升煙道燃料燃燒計(jì)算①重油燃燒空氣量（同沉淀池）：②重油燃燒煙氣量（同沉淀池）： 其中③重油顯熱（同沉淀池）：④空氣顯熱（同沉淀池）：⑤煙氣顯熱： ⑥重油凈發(fā)熱值：⑦上升煙道燃料量：⑧重油燃燒熱：（4） 上升煙道燃料燃燒空氣量及煙氣量①空氣量：②煙氣量： 其中（5） 上升煙道出口總煙氣量其中則煙氣成分（%）為： 。（6） 上升煙道空氣及煙氣顯熱①空氣顯熱： ②煙氣顯熱：（7） 上升煙道熱平衡和閃速爐總熱平衡見下表44和45：表44 上升煙道熱平衡表熱收入熱支出項(xiàng)目MJ/h%項(xiàng)目MJ/h%煙氣顯熱煙氣顯熱煙塵顯熱煙塵顯熱風(fēng)顯熱00熱損失3809343油燃燒熱輻射熱合計(jì)合計(jì)表45 閃速爐總熱平衡表熱收入熱支出項(xiàng)目MJ/h%項(xiàng)目MJ/h%化學(xué)反應(yīng)熱289300銅锍顯熱51252爐料顯熱6983爐渣顯熱70179造渣熱6508煙塵顯熱17027送風(fēng)顯熱00煙氣顯熱216049重油燃燒熱90137水蒸發(fā)熱1164輻射熱16851熱損失20406合計(jì)392928合計(jì)392928給定條件以吹煉432981t銅锍為計(jì)算基礎(chǔ)，不計(jì)加入的煙塵、冷料等。取銅锍成分為（%）：Cu 46；S ；Fe ；O ；。取轉(zhuǎn)爐渣成分為（%）：Cu ；S ；Fe 50；SiO2 25；。取白金屬（Cu2S含銅80 %左右）成分為（%）：Cu 75；S 20；Fe ；。取鼓風(fēng)中氧的利用率為造渣期97%，造銅期93%。取吹煉銅直接回收率為93%，進(jìn)入粗銅中的銅量為取粗銅含銅品味為99%，則粗銅量為設(shè)銅锍中的鐵全部進(jìn)入轉(zhuǎn)爐渣，則轉(zhuǎn)爐渣量為 且轉(zhuǎn)爐渣含SiO2量為根據(jù)轉(zhuǎn)爐渣含SiO2量，并適當(dāng)考慮進(jìn)入煙塵及損失的數(shù)量（），則需要加入的石英熔劑量（含SiO2 90%）為取吹煉回收率為99%，銅不可回收的損失率為1%，%，則轉(zhuǎn)爐吹煉物料平衡見下表46（不包括空氣與煙氣）[7]： 表46 轉(zhuǎn)爐吹煉物料平衡表（不包括空氣與煙氣）名稱數(shù)量CuFeSSiO2其他kg%kg%kg%kg%kg%kg加入銅锍4329814619917111075710253020523石英石63552390571977共計(jì)4965331991711126641025305719724972產(chǎn)出粗銅18710099185229轉(zhuǎn)爐渣2215131063350110757255537841756煙塵5115151602損失2212①20069共計(jì)4965331991711126641025305719724972 ①此S進(jìn)入煙氣中予以回收，暫按損失計(jì)1） 造渣期鼓風(fēng)量，則的量為其中Fe量為。銅锍中以存在的Fe量為按，需氧量為造渣期氧化的S量為形成與中的S分別取93%和7%，則：按，需氧量為按，需氧量為造渣期共需氧量：實(shí)際需氧量：需要空氣量： 即2） 造銅期鼓風(fēng)量造銅期氧化的S為形成與中的S分別取90%和10%，則產(chǎn)出需氧量產(chǎn)出需氧量造銅期共需氧量：實(shí)際需氧量：需要空氣量： 即3） 吹煉全期鼓風(fēng)量吹煉全期理論共需氧量：實(shí)際共需氧量：共需空氣量： 即轉(zhuǎn)爐鼓風(fēng)量計(jì)算見下表47：表47 轉(zhuǎn)爐鼓風(fēng)量計(jì)算表周期元素?cái)?shù)量kg化學(xué)反應(yīng)理論需氧kg實(shí)際需氧kg需空氣量kgm179。造渣期Fe2Fe+O2=2FeOSS+O2=SO22S+3O2=2SO3小計(jì)造銅期SS+O2=SO22S+3O2=2SO3小計(jì)856577.共計(jì)1） 造渣期煙氣量，93%成，7%成，則量=量=造渣期鼓入空氣中剩余氧量：造渣期鼓入空氣中的氮量：造渣期鼓入空氣帶人水（）：2） 造銅期煙氣量，90%成，10%成，則量=量=造銅期鼓入空氣中剩余氧量：造銅期鼓入空氣中氮量：造銅期鼓入空氣中帶入水份量：轉(zhuǎn)爐煙氣量計(jì)算見下表48：表48 轉(zhuǎn)爐煙氣量計(jì)算表煙氣成分SO2SO3O2N2H2O總計(jì)造渣期kgm3%造銅期kgm3%以100 kg為銅锍計(jì)算基礎(chǔ)。（最終計(jì)算結(jié)果乘以432981000）一、 造渣期熱平衡計(jì)算（1） 熱收入①熱銅锍帶入：②鼓風(fēng)帶入：③熔劑帶入：④氧化放熱：，1Kg氧化成時放熱5355KJ，則⑤造渣放熱：按，則綜合①②③④⑤得，（2） 熱支出①留在白金屬熱：設(shè)銅锍中的46Kg銅全部進(jìn)入白金屬，則白金屬量：②轉(zhuǎn)爐渣帶走熱：③煙氣帶走熱：④經(jīng)過爐襯和爐口損失（包括造渣期和造銅期的計(jì)算）：經(jīng)過爐襯的熱損失：。式中——分別在造渣期和造銅期經(jīng)過爐襯的熱損失，KJ；——在造渣期和造銅期外殼溫度在200℃時單位面積在單位時間的散熱量，一般在14700——轉(zhuǎn)爐爐襯表面積，為。其中，D—轉(zhuǎn)爐直徑，m，取100t轉(zhuǎn)爐直徑為4m；L—轉(zhuǎn)爐長度，m，取100t轉(zhuǎn)爐長度為10m；—轉(zhuǎn)爐爐口面積。則——處理1000銅锍分別在造渣期和造銅期所需時間。生產(chǎn)實(shí)踐證明，此100t轉(zhuǎn)爐每晝夜處理銅锍量為640t左右（銅锍品位在50%左右），所以處理1000銅锍需；。則；。所以經(jīng)過敞開爐口熱損失：式中——造渣期和造銅期通過敞開爐口的熱損失，KJ。 ——造渣期和造銅期在單位時間內(nèi)由單位面積爐口的熱損失，計(jì)算式為。其中——遮敞系數(shù)，；——轉(zhuǎn)爐內(nèi)表面溫度，造渣期為1300℃，造銅期為1350℃；——單位換算數(shù)。則；。所以綜合①②③④得， 多余熱：（3） 造渣期熱平衡見下表49：表49 造渣期熱平衡表項(xiàng)目kJ%項(xiàng)目kJ%熱收入熱支出熱銅锍帶入92400留在白金屬熱55481鼓風(fēng)帶入轉(zhuǎn)爐渣帶走熱76126熔劑帶入煙氣帶走熱95687FeS氧化放熱經(jīng)過爐襯損失造渣放熱經(jīng)過爐口損失多余熱共計(jì)共計(jì)二、 造銅期熱平衡計(jì)算（1） 熱收入①白金屬帶入：②空氣帶入：③氧化熱（1365）：綜合①②③得，（2） 熱支出①粗銅帶走熱：②煙氣帶走：③經(jīng)過爐襯損失：④經(jīng)過爐口損失：綜合①②③④得，多余熱：（3） 造銅期熱平衡見下表410：表410 造銅期熱平衡表項(xiàng)目kJ%項(xiàng)目kJ%熱收入熱支出白金屬帶入55481粗銅帶走空氣帶入煙氣帶走硫化亞銅氧化放熱經(jīng)過爐襯損失經(jīng)過爐口損失多余熱共計(jì)共計(jì)給定條件由于粗銅雜質(zhì)含量很少，所以火法精煉冶金計(jì)算通過常不按化學(xué)反應(yīng)進(jìn)行，而直接取用一些生產(chǎn)實(shí)踐數(shù)據(jù)進(jìn)行計(jì)算。本設(shè)計(jì)選用以下數(shù)據(jù)和指標(biāo)：%； 粗銅含銅量99%； 電解殘疾率15%；%； 陽極澆鑄廢品率為粗銅的1%；精煉渣率占原料的1%，渣含銅35%。以187100t粗銅為計(jì)算基礎(chǔ)。①粗銅含銅量：②殘極含銅量：③廢品含銅量：④爐渣含銅量：⑤損耗銅量：⑥進(jìn)入陽極銅的銅量： ⑦陽極銅量：反射爐精煉物料平衡見表411：表411 反射爐精煉物料平衡表加入數(shù)量kgCu產(chǎn)出數(shù)量kgCu%kg%kg粗銅18710099185229陽極銅殘極廢品陽極等廢品陽極等爐渣35損耗小計(jì)小計(jì)給定條件電解銅產(chǎn)量180000t/a；電解槽作業(yè)率95%；電解電流效率98%；同極中心距取100mm；年工作日取340d；電流強(qiáng)度取30000A；；電解液溫度取60℃；電解槽外壁溫度取35℃；電解液循環(huán)速度取30L/min；商品電解槽電流密度取260A/m2；始極片尺寸取10201000。銅電解技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)（%）電解銅回收率（%）電解銅品位（%）殘極率（%）15陽極泥率（對電銅）（%）電解車間溫度（℃）25電解槽外壁溫度（℃）35陽極成分元素CuAsSbNiBiPb含量%SeTeAuAgFeSZn銅電解過程元素分配表元素進(jìn)入電解液（%）進(jìn)入陽極泥（%）進(jìn)入電銅（%）Cu98As6535微量Sb4357微量Ni8317微量Bi5050微量Pb964Se982TeAuAgFe75817S964Zn9343Al75205SiO21001　 1t陰極銅需要溶解的陽極量：2　 陽極實(shí)際需要量：3　 實(shí)際溶解陽極量：4　 陽極含銅量：5　 殘極量：6　 殘疾含銅量：7　 陽極泥量（對電銅）：8　 陽極泥含銅量:9　 電解液含銅量：10　 根據(jù)陽極成分和銅電解過程元素分配表計(jì)算的陽極泥中各元素的量及其成分見下表412：表412 陽極泥中各元素重量及百分比元素進(jìn)入陽極泥的量陽極泥成分，%Cu%%=As%35%=Sb%57%=Ni%17%=Bi%50%=Pb%96%=Se+Te%98%=Au%%=Ag%%=Fe%8%=S%96%=Zn%4%=其他共計(jì)122411　 物料平衡見下表413表413 銅電解精煉主要元素物料平衡表1）商品電解槽總數(shù)[8]式中24——日通電時數(shù)，h； ——銅的電化當(dāng)量，g/(Ah)；I——電流強(qiáng)度，A； ——電流效率。2）商品電解槽極板數(shù)①每槽的陰極數(shù)式中——每片陰極的面積，12 m2；——商品電解槽電流密度，A/m2②每槽的陽極數(shù)取電解槽兩端為陰極，即陰極比陽極多一片，則陽極數(shù)為581=57（片）3）商品電解槽尺寸的確定①電解槽長度取電解槽兩端各留200mm，則電解槽長度為（581）100+2002=6100mm②電解槽寬度取陰極兩側(cè)距槽邊各留55mm，則電解槽寬度為1000+552=1110mm③電解槽深度取陰極下部距槽底留280mm，陰極上邊距槽上沿留50mm，則電解槽深度為1020+280+50=1350mm根據(jù)上述計(jì)算，商品電解槽的內(nèi)尺寸為長寬深=610011101350，選擇的商品電解槽為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，其壁厚為100mm，則商品電解槽的外尺寸為：長寬深=630013101450mm。1） 種板電解槽極板數(shù)因種板的尺寸一般比始極片寬20～30mm，長45～70mm，本設(shè)計(jì)中始極片尺寸為10201000mm，可取種板尺寸為10701020 mm。①每槽的種板數(shù)式中——每片種板的面積，2 m2②每槽的陽極數(shù)取電解槽兩端為種板，即種板比陽極多一片，則陽極數(shù)為531=52（片）4）種板電解槽數(shù)N——車間商品電解槽總數(shù)，670