【正文】 酸霧的形成機(jī)理主要有兩種：一種是酸液表面蒸發(fā)，酸分子進(jìn)入空氣，與空氣中的水分凝并而形成霧滴；另一種是酸溶液內(nèi)有化學(xué)反應(yīng)，形成氣泡上浮到液面后爆破，將液滴帶出。銅電解生產(chǎn)工藝由電解工序和凈化工序兩大工序組成。整流器有固定型號(hào)供選用。 供電設(shè)備有整流器，輸入電路（槽邊導(dǎo)電排、槽間導(dǎo)電板、陰極導(dǎo)電棒、出裝槽短路器）。常用于倉(cāng)儲(chǔ)大型物件的運(yùn)輸，通常使用燃油機(jī)或者 電池驅(qū)動(dòng) 。 電解液循環(huán)泵一般采用不銹鋼泵，也有用鉛泵。 電解液循環(huán)泵 本設(shè)計(jì)選用 120 ㎡的石墨加熱器 10 臺(tái)，其中 2 臺(tái)作為備用。 電解液循環(huán)用到的設(shè)備有儲(chǔ)液槽、高位槽、電解液加熱器、電解液循環(huán)泵。 根據(jù)本設(shè)計(jì)實(shí)際情況，電解槽進(jìn)出液方式選用：下供液、上排液。三角堰板同時(shí)也可觀測(cè)電解液流量。 小陽(yáng)極板電解時(shí)，由于電解槽尺度比較小，一般采用上進(jìn)液、下出液的循環(huán)方式。 按電極的連接方式分類 單極式電解槽 同極性的電極與直流電源并聯(lián)連接，電極兩面的極性相同，即同時(shí)為陽(yáng)極或同時(shí)為陰極。當(dāng)直流電通過(guò)電解槽時(shí) ,在陽(yáng)極與溶液界面處發(fā)生氧化反應(yīng) ,在陰極與溶液界面處發(fā)生還原反應(yīng)，以制取所需產(chǎn)品。 本設(shè)計(jì)選用：電解槽由長(zhǎng)方形槽體和附設(shè)的工業(yè)管，排液斗、出液斗的液面調(diào)節(jié)堰板等組成，槽 體底部常做成由一端向另一端傾斜，且傾斜度 3%，最低處開(kāi)設(shè)排泥孔，放液排泥孔配有耐酸陶瓷或嵌有橡皮圈的硬鉛制作的塞子，防止漏液。 根據(jù)公式得： N=50000 106/（ 360 12020 ）（ 110%） =389 個(gè) 為了排列級(jí)合理性，取 400 個(gè)電解槽 （ 2） 電解槽尺寸 本設(shè)計(jì)電流密度取 250A/m，電解槽同極中心距取 100mm，采用的 37 陰極尺寸為： 1000 1000mm 陰極面積： 2 1000 1000 106=2m2 陰極片數(shù)： n0=I/Dnfe=12020/250 2=24 片 陽(yáng)極片數(shù)： 241=23 片 電解槽的長(zhǎng)、寬、深 壁端和電極表面間距離取 200mm，陰極兩側(cè)距槽邊取 55mm，電解液面至槽面距離取 50mm，陰極底邊距槽底底距取 （計(jì)算 得） ,出液槽長(zhǎng) 500mm,寬 500mm. 電解槽的長(zhǎng) =23 100+2 200=2700mm 電解槽的寬 =1000+55 2=1110mm 電解槽的深 =1000+220+50=1275mm (3)陽(yáng)極厚度 假設(shè)：陽(yáng)極周期為 21 天，陽(yáng)極殘疾率為 10%，陽(yáng)極大耳系數(shù)為，電流強(qiáng)度為 12020A，電流效率為 96%?！妫?Cp 取 Δt —— 電 解液在管道內(nèi)溫度降（℃）， Δt 根據(jù)車間規(guī)模大小取 2～ 4℃，大車間取上限，小車間取下限。 h常規(guī)凈化方法有：（ 1）加銅中和或直接濃縮法生產(chǎn)硫酸銅；（ 2）電解沉積法；（ 3）中和、濃縮生產(chǎn)硫酸銅，電解法除 As、 Sb，冷凍結(jié)晶生產(chǎn)硫酸鎳；（ 4）高酸結(jié)晶法生產(chǎn)硫酸銅，電解除 As、 Sb、 Bi，電熱蒸發(fā)生產(chǎn)粗硫酸鎳。循環(huán)速度的選擇主要取決于循環(huán)方式、電流密度、電解槽溶積、陽(yáng)極成分等。排液在槽的一側(cè)，由于給液小孔對(duì)著陰極出液，不僅有利于陰極附近離子的擴(kuò)散， 降低濃差極化，而且減少了對(duì)陽(yáng)極泥的沖擊和攪拌。 28 電解液的循環(huán) 電解槽的循環(huán)方式通常根據(jù)電解液的流向可分為上進(jìn)下出式和下進(jìn)上出式兩種。 cl:符合添加劑的一種，以 HCl 形式加入，適合高雜質(zhì)陽(yáng)極電解。對(duì)溫度的變化最敏感，溫度越高失效也越快。 電流密度與電解液中濃度控制參數(shù) 電流密度（ A/m2） 200 200~250 250~300 300 CU2+(g/l) 37~45 40~45 45~50 45~60 3 ) 添加劑：加入電解液中能有效調(diào)節(jié)陰極銅的物理性質(zhì)的物質(zhì)。 2）電解液中 CU2+的穩(wěn)定性很重要。 1） H2SO4 一般波動(dòng)于 100— 220g/L，電流密度在 300A/m電解液溫度在 60~65℃時(shí)要把 H2SO4 控制在 180g/L。由于電解液的電阻值隨著酸度的增加而降低， 隨著含銅量的增加而升高。這種溶液導(dǎo) 26 電性好，發(fā)揮性小，且比較穩(wěn)定，使電解過(guò)程可以在較高的溫度和酸度下進(jìn)行。它的優(yōu)點(diǎn)是可省掉銅始板片生產(chǎn)系統(tǒng)，不銹鋼陰極平直，短路發(fā)生率低，陰極質(zhì)量高。缺點(diǎn)是電流效率低，電耗高于常規(guī)電解。常規(guī)電解精煉工藝流程見(jiàn)下圖。 銅電解精煉的分類 電解精煉工藝有常規(guī)電解、周期反向電流電解和永久陰極電解三種方法可供選用。電解槽供液采用底部給液（也有的采用側(cè)面給液）、兩端溢流出液的方式，槽兩端溢流出的電解液匯總后返回循環(huán)槽。 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。 綜上所述，考慮臨沂的地理環(huán)境，市場(chǎng)需求，選擇臨沂為建廠地點(diǎn)是合理的，在臨沂建廠利大于弊。 該廠還可以建成以再生銅回收、精煉、加工為主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)。石英砂巖，分布于李官、半程與白沙埠鎮(zhèn)，是制造玻璃、高級(jí)耐火材料的重要原料，總儲(chǔ)量 3000 萬(wàn)立方米。非金屬以煤、石為主。 礦產(chǎn)資 源 礦產(chǎn)資源：已探明的礦產(chǎn)資源有 30 多種，分為金屬、非金屬兩大類。公司下設(shè) 14 個(gè)管理部室、 10 個(gè)生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位。年平均年降水量 ，多年平均年地表水資源量 ，水資源總量 。 19 土地資源、水資源和電力資源 土地資源 全市土地總面積為 公頃 ，占全省 %。 18 由上山東省閃電活動(dòng)空間分布圖可知，從膠東半島到山東內(nèi)陸，閃電活動(dòng)逐漸呈遞增趨勢(shì)。 氣壓：月平均最高氣壓為 1018百帕（ 1月），最低氣壓為 （ 7月）。氣溫歷年平均 ℃， 7 月最高， 1 月最低。夏季溫高濕大，雨量集中，為 全年降水最多季節(jié)。蘭山區(qū)委、區(qū)人民政府駐地臨沂城，東西長(zhǎng) 公里，南北長(zhǎng) 公里，面積 41 平方公里。 205國(guó)道、 327 國(guó)道和數(shù)條省際干道縱橫相連。全區(qū)總面積 590 平方公里，轄 4 個(gè)街道辦事處、 9 個(gè)鎮(zhèn)， 400 多個(gè)村居、社區(qū)，總?cè)丝?88 萬(wàn)，流動(dòng)人口 30 萬(wàn)（ 2020 年）。山地、丘陵、平原各占總面積三分之一。是滑水運(yùn)動(dòng)之都，坐擁全國(guó)最大的市場(chǎng)集群，被譽(yù)為“物流之都，商貿(mào)名城”，是海關(guān)特批實(shí)行“旅游購(gòu)物商品通關(guān)方式”的城市。 火法煉銅工藝流程 濕法冶煉 現(xiàn)代濕法冶煉有硫酸化焙燒－浸出－電積，浸出－萃?。姺e，細(xì)菌浸出等法，適于低品位復(fù)雜礦、氧化銅礦、含銅廢礦石的堆浸、 13 槽浸選用或就地浸出。 銅冶金 技術(shù) 的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程，但至今銅的冶煉仍以火法治煉為主，其產(chǎn)量約占世界銅總產(chǎn)量的 85%，現(xiàn)代濕法冶煉的技術(shù)正在逐步推廣，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。轉(zhuǎn)至 2020 年，隨著全球經(jīng)濟(jì)的逐漸企穩(wěn)，精銅消費(fèi)亦出現(xiàn)了回暖跡象。盡管現(xiàn)階段產(chǎn)能利用率并沒(méi)有恢復(fù)到金融危機(jī)爆發(fā)前的水平，但未來(lái)隨著新的冶煉技術(shù)的不斷推廣（如閃速冶煉技術(shù)等） 11 及隨著銅價(jià)走高帶來(lái)的利潤(rùn)效應(yīng)，相信產(chǎn)能利用率在 20202020 年會(huì)緩慢上漲。歐洲方面，各個(gè)主要?dú)W盟國(guó)家的精銅產(chǎn)能均維持了擴(kuò)張態(tài)勢(shì)，但瑞典是個(gè)意外，其產(chǎn)能環(huán)比下滑了 %。電力行業(yè)、建筑行業(yè)及交通運(yùn)輸業(yè)合計(jì)對(duì)中國(guó)銅消費(fèi)的貢獻(xiàn)率超過(guò) 70%，而家用電器、電子消費(fèi)品亦占國(guó)內(nèi)銅消費(fèi)的一席之地。若回顧歷史，中國(guó)的精銅需求自 2020 年以來(lái)平均增長(zhǎng)速度達(dá)到 15%（而全球精銅需求增長(zhǎng)率僅為 2%），這帶動(dòng)了中國(guó)的年度需求總量由 2020 年的 188 萬(wàn)噸大幅上漲至今年的 700 萬(wàn)噸，拉動(dòng)中國(guó)銅消費(fèi)占世界消費(fèi)比例由 12%升至37%。根據(jù)美國(guó)聯(lián)邦公報(bào)，中國(guó)一共 8 家企業(yè)所征稅率由 %至 %不等，其中金龍精密銅管集團(tuán)股份有限公司稅率為 %，而浙江海量及海量銅貿(mào)易公司則為 %，另有 5 家中國(guó)企業(yè)被征收 %的反傾銷稅。就精銅產(chǎn)量來(lái)看， CRU統(tǒng)計(jì)今年中國(guó)精銅產(chǎn)量同比增加了 %，由 09 年的 402 萬(wàn)噸上漲至 10 年的 452 萬(wàn)噸。余下依次為：矽卡巖型礦床占 %，海相火山巖型礦床占 %，砂頁(yè)巖型礦床占 %，銅鎳硫化物 型礦床占 %，其他類型礦床占 %（圖 4）。 （二）查明資源儲(chǔ)量 截至 2020 年底，全國(guó)查明銅礦區(qū) 1426 處（其中有共伴生礦區(qū) 187 處） ,查明資源儲(chǔ)量 7157 萬(wàn)噸。有必要摸清我國(guó)銅鉛鋅礦產(chǎn)資源的家底，掌握其生產(chǎn)和供應(yīng)能力，準(zhǔn)確 6 推算出其缺口，以便采取相應(yīng)對(duì)策。所以，戰(zhàn)略性礦產(chǎn)資源的可供性和資源的安全性歷來(lái)是各國(guó)政府關(guān)注的重要問(wèn)題。根據(jù)銅產(chǎn)量低于銅消費(fèi)量的實(shí)際情況，為了滿足銅金屬消費(fèi)的需要，必須大量進(jìn)口銅金屬及其銅礦產(chǎn)品。如硫酸銅 (CuSO4電子計(jì)算機(jī)的集 成線路和大規(guī)模集成線路的印刷線路板就是銅鍍?cè)诟叻肿硬牧仙系膹?fù)合板制成的。 1998年世界銅產(chǎn)量為 1400萬(wàn)噸，為有色金屬產(chǎn)量第二位。銅的標(biāo)準(zhǔn)電極電位為 +伏，二價(jià)銅的電化當(dāng)量為 克／ (安培 K) 熔化熱 kJ／ mol 汽化熱 kJ／ mol 熱導(dǎo)率 (0～ 100℃ ) 397 W ／ (m 銅的物理性質(zhì) 銅具有許多可貴的物理化學(xué)特性，例如其熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率都很高，化學(xué)穩(wěn)定性強(qiáng)，抗張強(qiáng)度大，易熔接，具有抗蝕性、可塑性、延展性。要解決上述問(wèn)題，銅電解企業(yè)必須依靠科技創(chuàng)新，采用先進(jìn)技術(shù)，使生產(chǎn)向大型化、自動(dòng)化方向發(fā)展。 二、 技術(shù)裝備水平低。 關(guān)鍵字 ：銅 性質(zhì) 火法 濕法 計(jì)算 三廢 廠址選擇 電解設(shè)備 銅電解精煉 酸霧 物料平衡 熱平衡 2 前言 設(shè)計(jì)是國(guó)家基本建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，工業(yè)生產(chǎn)中的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、先進(jìn)技術(shù)以及科學(xué)研究中的最新成果，都是通過(guò)設(shè)計(jì)加以推 廣和運(yùn)用的。根據(jù)已知條件，選定操作技術(shù)條件。 ，時(shí)間 1 周 ，冶金計(jì)算，時(shí)間 1 周 時(shí)間 周 、車間平面布置圖繪制，論文進(jìn)一步修改和完善 時(shí)間 1 周 時(shí)間 周 五、 設(shè)計(jì)評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)及說(shuō)明 設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū) 30%，圖紙 30%，答辯 20%，平時(shí)考勤 20%。 3）銅冶金的基本冶煉方法。 論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期： 2020 年 3 月 10 日 指 導(dǎo) 教 師 簽 名： 日期： 年 月 日 一 、 設(shè)計(jì)題目 5 萬(wàn)噸電解銅的電解車間。與我一同工作的同志對(duì)本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說(shuō)明并表示了謝意。 論文（設(shè)計(jì)）作者簽名： 日期： 2020 年 3 月 10 日 畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）版權(quán)使用授權(quán)書(shū) 本畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）作者同意學(xué)校保留并向國(guó)家有關(guān)部門(mén)或機(jī)構(gòu)送交論文（設(shè)計(jì)）的復(fù)印件和電子版，允許論文（設(shè)計(jì)）被查閱和借閱。 要求：（ 1）包括金屬銅的基本用途及提取方法； （ 2）廠址選擇的基本要求； （ 3）銅電解的基本原理，工 藝等相關(guān)內(nèi)容； （ 4）冶金計(jì)算部分； （ 5）設(shè)備選擇及一覽表 （ 1）冶金計(jì)算：包括合理成分計(jì)算、物料平衡、熱平衡的計(jì)算。 4）本設(shè)計(jì)的指導(dǎo)思想 從國(guó)家建設(shè)規(guī)劃 方面，應(yīng)服從工業(yè)規(guī)劃、城市規(guī)劃，應(yīng)節(jié)約土地，節(jié)約投資，從工廠本身，應(yīng)從氣候、水文、地質(zhì)、交通、資源、環(huán)境等 多方面綜合論證，要是具備盡可能好的“三通一平”條件，且工廠的生產(chǎn)對(duì)周邊環(huán)境無(wú)大的影響。要求學(xué)生課內(nèi)時(shí)間在教室完成 設(shè)計(jì)任務(wù)，每天有本組組長(zhǎng)考勤，無(wú)故缺勤 3 次按不及格論處。在物料平衡和熱平衡計(jì)算的基礎(chǔ)上，根據(jù)給定的條件選擇合適的工藝流程和主輔設(shè)備。畢業(yè)設(shè)計(jì)更是大學(xué)教育培養(yǎng)目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學(xué)習(xí)階段 ,是深化、拓寬、綜合教和學(xué)的重要過(guò)程 ,是對(duì)大學(xué)期間所學(xué)專業(yè)知識(shí)的全面總結(jié)。目前我國(guó)電解作業(yè)仍較多的使用銅始極片，國(guó)外已開(kāi)始普遍使用不銹鋼永久陰極母板，而且用量不斷增加。認(rèn)真處理好原料、電力的供應(yīng)以及市場(chǎng)需求等之間的關(guān)系，只有這樣，才能使銅電解產(chǎn)業(yè)成為一個(gè)穩(wěn)定和諧、可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)業(yè)。純銅可拉成很細(xì)的銅絲，制成很薄的銅箔。K) 電阻率 (20℃) μΩ 小時(shí) )。據(jù)預(yù)測(cè)美國(guó) 2020年銅的消費(fèi)量為 ～