【正文】 銅的脫除采用在電解工序電解槽中增加不溶陽極的方法脫除，故凈液量以鎳元素所需的量計算取33000m3/a。有以下原始數(shù)據(jù)：規(guī)模為年產(chǎn)電解銅260000噸，%，%，%,%,%。Q 4=120012503=15435000(kJ/h)可用以下公式計算：Q=1 (64)式中：Q——電流通過電解液產(chǎn)生的熱量（kJ/h）；I——電流強(qiáng)度（A）；E——消耗于克服電解液阻力的槽電壓（V）；約為槽電壓的50%；t——時間（s），t取3600；N——電解槽數(shù)。hh根據(jù)前面銅電解精煉槽計算的數(shù)據(jù)進(jìn)行熱平衡計算：以下為原始數(shù)據(jù)：電解槽內(nèi)尺寸：700011101330（mm）電解槽外尺寸：720013501450（mm）電解槽數(shù)：1000個電流強(qiáng)度：30000A槽電壓：電解液溫度：600C電解車間室溫：240C電解槽外壁的溫度：350C電解循環(huán)速度：20L/(min表61 銅陽極成分元素CuAuAgAsSbNiBiPb含量（%）元素SeTeFeZnS其他含量（%）表62為銅電解過程中各元素的分配。近年來，國內(nèi)大多數(shù)銅精煉廠已采用石墨熱交換器代替鉛蛇形管加熱，熱利用率有所提高。一般的電能單位消耗為220～240度/噸。4）電解液成分，硫酸含量宜保持在160～210g/L，含銅濃度維持在40～50g/L，并盡可能地降低其他雜質(zhì)的含量和膠的加入量。為了降低槽電壓，應(yīng)當(dāng)采取如下措施：1）改善陽極質(zhì)量，力求將粗銅中的雜質(zhì)在火法精煉中脫除，以降低陽極電位，防止陽極泥殼的生成，同時還可以減少雜質(zhì)對電解液的污染。%槽電壓是影響電解銅電能消耗的重要因素，它比電流效率的影響尤為顯著。殘極率低可以減少重熔的費用和金屬損失，提高直接回收率；但是，殘極率過低又會造成槽電壓升高，電能消耗增加，電能效率降低，甚至還會使殘疾碎片跌落槽底，損壞槽襯。然而在銅電解生產(chǎn)條件下，電解液中含銅高、含鐵低，進(jìn)行上述副反應(yīng)的可能性都很小，因而對電流效率的影響是很小的。為此，為減少陰極的復(fù)溶，電解液不宜維持過高的溫度，并盡可能與空氣隔絕，以減少溶液中的含氧量。為了防止或減少漏電，應(yīng)該加強(qiáng)電解槽間、溶液循環(huán)系統(tǒng)和對地的絕緣。此外，還設(shè)置計算機(jī)對整個生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控，對電解液溫度、流量和液位等主要工藝參數(shù)和重要設(shè)備實現(xiàn)自動控制。先進(jìn)的現(xiàn)代工廠安裝有槽電壓的掃描監(jiān)控系統(tǒng)，利用計算機(jī)對極間短路、槽電壓的異常變化甚至陽極壽命都進(jìn)行監(jiān)控和探測。表43 槽電壓與極距的關(guān)系項目123極距/mm100901009010090槽電壓/mV320280383329300280本設(shè)計采用的陽極壽命為18天，陰極周期為7天第五章 技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證電流效率是指銅電解精煉過程中，陰極實際析出量與理論析出量的百分比?？紤]上述因素，一般同極中心距以采用80～110mm為宜。由于極間距的縮短，可以增加電解槽內(nèi)的極片數(shù)量，從而提高設(shè)備的生產(chǎn)效率。同極中心距對電解過程的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)以及電解銅的質(zhì)量，都有很大的影響。此外，損失于陰極銅中的貴金屬也有相應(yīng)增加。電流密度是銅電解精煉中最重要的技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)之一，也是影響金屬沉積物結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的一個主要因素。循環(huán)量一般為18～25L/min槽。下進(jìn)液、上出液的循環(huán)方式有利于溶液充分混合，但與陽極泥沉降方向相反，造成陽極泥沉降困難。3）電解液的蒸發(fā)損失增大，會使車間的勞動條件惡化，同時增加蒸汽的消耗。提高電解液溫度，有利于消除陰極附近銅離子的嚴(yán)重貧化現(xiàn)象，從而使銅在陰極上能均勻地析出，并防止雜質(zhì)在陰極上放電的可能性。鹽酸的一般用量為300～500ml/t。一般用量為15～40g/t。陽極銅雜質(zhì)含量高，且電解電流密度也高，加入量要稍高。生產(chǎn)實踐表明，電解液中有害雜質(zhì)允許含量列于表41[11]。電解液的電阻隨酸度的增加而降低，隨含銅量的增加而升高。這種溶液導(dǎo)電性好，揮發(fā)性小，且比較穩(wěn)定，使電解過程可以在較高的溫度和酸度下進(jìn)行。將其從母板上剝離下來后，經(jīng)過整平，壓紋，釘耳等加工后即可作為生產(chǎn)槽所用的陰極。第四章 銅電解精煉技術(shù)條件的選擇與論證銅電解精煉通常包括陽極加工，始極片制作、電解、凈液及陽極泥處理等工序。黑銅須返回到火法精煉中處理。結(jié)晶設(shè)備有帶式水冷連續(xù)結(jié)晶機(jī)和水冷機(jī)械攪拌間歇結(jié)晶機(jī)。為此，每天抽出一定量的電解液進(jìn)行凈化處理，同時補(bǔ)充等量新液，以保持電解液原有的組成范圍。它們還生成極細(xì)的絮狀SbAsO4和BiAsO4砷酸鹽，漂浮在電解液中，機(jī)械的粘附在陰極上。并按Sn(SO4)+2H2O=Sn(OH)2SO4+H2SO4水解沉淀進(jìn)入陽極泥中。氧、硫、硒、碲、為穩(wěn)定化合物存在的元素。在電極與電解液界面上還進(jìn)行銅的化學(xué)溶解反應(yīng)：Cu+O2+H2SO4= CuSO4+Cu根據(jù)陽極上雜質(zhì)在電解時的行為，可將它們分為四類：(1) 正電性金屬和以化合物存在的元素，金銀和鉑族金屬為正電性金屬。同樣，標(biāo)準(zhǔn)電位比銅低而濃度又小的負(fù)電性金屬M′，不會在陰極析出。由于陽極主要成分是銅，所以陽極的主要反應(yīng)將是銅溶解形成Cu2+的反應(yīng)。脫銅后的溶液生產(chǎn)粗硫酸鎳結(jié)晶，可選用蒸發(fā)濃縮法或冷凍結(jié)晶法，母液返回電解液中。第一段電解產(chǎn)出含銅99．5%的二級電解銅；第二段電解產(chǎn)出黑銅板和黑銅粉，返回熔煉工序處理，本設(shè)計采用第二個方案。一是硫酸銅結(jié)晶脫銅電解。電解液凈化為除去電解液中的雜質(zhì)，并調(diào)整其銅成分而進(jìn)行的作業(yè)。和常規(guī)電解不同，陰極是永久性的不銹鋼板，在不銹鋼陰極板上析出的電解銅定期取出剝離作為成品。20世紀(jì)70年代出現(xiàn)周期反向電流電解和不銹鋼永久陰極電解等新的電解法。可強(qiáng)化生產(chǎn)，節(jié)省投資，縮短電解銅在產(chǎn)周期。其特點是技術(shù)成熟，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，電耗低。鎳、砷、銻、鉍等雜質(zhì)大部分進(jìn)入電解液，需從循環(huán)液中抽取一部分進(jìn)行凈化處理。中國在銅電解精煉設(shè)計中采用了大型電解槽、全套機(jī)械化極板作業(yè)線、大型可控硅整流器、多功能專用起重機(jī)和鈦板換熱器等新型設(shè)備，以及電解液平行流動循環(huán)、誘導(dǎo)法脫砷等新技術(shù)。第三章 銅電解精練工藝流程的確定火法精煉產(chǎn)出的精銅品位一般為99．2～99．7％，其中還含有0．3～0．8％雜質(zhì)。（4）豐富的電力優(yōu)勢，我們知道銅冶煉是一個非常耗電的領(lǐng)域，特別是銅的電解工序。通過對貴溪的介紹與了解，因而可以得出，江銅集團(tuán)將冶煉廠選址在貴溪市是合理且科學(xué)的，其具備以下優(yōu)勢：(1) 交通優(yōu)勢，貴溪擁有便利的交通，這樣就有利于基建時的設(shè)備運輸和建成投產(chǎn)后的原材輸送與產(chǎn)品的銷售。更有火力發(fā)電站以供應(yīng)26萬噸/年電解銅生產(chǎn)的需要。貴溪市位于江西省東北部，信江中游。擬設(shè)計一銅電解精煉車間，年產(chǎn)量26萬t/a，冶煉廠也江西銅業(yè)集團(tuán)貴溪冶煉廠，廠址為江西省貴溪市。冶煉廠一般是機(jī)械化自動話水平比較高的現(xiàn)代化企業(yè)，為保證企業(yè)生產(chǎn)順利進(jìn)行，必須有充足的設(shè)備及備件供應(yīng)，要有強(qiáng)有力的機(jī)械加工和維修能力。我國銅、鉛、鋅、錫的生產(chǎn)，50%以上的產(chǎn)量靠近原料基地，有的還組成了采、選、冶聯(lián)合企業(yè)。（2）供水、供電條件有色冶煉廠一般是大量用水和耗電多的企業(yè)，因此希望廠址附近有充分的水源和電源。第二章 廠址選擇與論證廠址選擇要根據(jù)國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)計劃和工業(yè)布局的要求進(jìn)行。在電解過程中，硒化物、碲化物并不溶解，而在陽極上形成程度不同的松散外殼或從陽極表面脫落，沉入電解槽底，成為陽極泥。因此，粗銅火法精煉時，應(yīng)該把陽極銅中的含氧量控制在低限內(nèi)，以消除上述不利影響，保證電解生產(chǎn)地正常進(jìn)行。 7)向電解液中添加配比適當(dāng)?shù)奶砑觿?，保證陰極銅表面光滑、致密，減少漂浮陽極泥或電解液對陰極銅的污染。 5)加強(qiáng)電解液的凈化，保證電解液中較低的砷、銻、鉍濃度。為了避免陽極銅中的雜質(zhì)砷、銻、鉍進(jìn)入陰極，保證電解過程能產(chǎn)出合格的陰極銅特別是高純陰極銅，應(yīng)采取如下措施：1)粗銅在火法精煉時，應(yīng)盡可能地將這些雜質(zhì)除去；2)控制電解液中適當(dāng)?shù)乃岫群豌~離子濃度，防止雜質(zhì)的水解和抑制雜質(zhì)離子的放電。如：砷、銻和鉍，電解時呈三價離子形式進(jìn)入電解液，是電解過程中最有害的雜質(zhì)。（2）比銅更正電性的元素。鎳是火法精煉時難以除去的雜質(zhì)。共同特點是：消耗溶液中的硫酸，增加溶液的電阻。除此之外，還不可避免地有Cu2+的產(chǎn)生，并引起一系列的副反應(yīng)，使電解過程復(fù)雜化。至于SO42離子的放電反應(yīng)，因為其電位更正，故在銅電解精煉過程中式不能進(jìn)行的。至于H2O和SO42失去電子的氧化反應(yīng)，由于其電極電位比銅正的多，故在陽極上是不可能進(jìn)行的。由于電離的緣故，電解液中的各組分按下列反應(yīng)生成離子：CuSO4=Cu2++SO42H2SO4=2H++SO42H2O=H++OH在未通電時，上述反應(yīng)處于動態(tài)平衡。近十年來，我國銅電解精煉操作技術(shù)有很大改進(jìn)，操作電流密度大幅度提高【5】，使生產(chǎn)得到強(qiáng)化。抽出的電解液在凈化過程中，常將其中的銅、鎳等有價元素以硫酸鹽的形態(tài)產(chǎn)出，硫酸則返回電解系統(tǒng)重復(fù)使用。這樣，陰極上析出的金屬銅純度很高，稱為陰極銅或電解銅，簡稱電銅。因此，現(xiàn)代幾乎所有的粗銅都經(jīng)過電解精煉，以除去火法精煉難以出去的雜質(zhì)。因此銅材被用于建筑屋屋面板、雨水管、上下管道、管件。正因為這一特性，高級衛(wèi)浴給水裝置中大量使用銅制水管、龍頭及有關(guān)設(shè)備。(3) 銅的耐蝕性　銅具有良好的耐蝕性能，優(yōu)于普通鋼材，在堿性氣氛中優(yōu)于鋁。現(xiàn)在的銅煉技術(shù)已經(jīng)可以生產(chǎn)出同品級銅的導(dǎo)電量比這個國際標(biāo)準(zhǔn)高出4%～5% 。(1) 銅的導(dǎo)電性銅最重要的特性之一便是其具有極佳的導(dǎo)電性，其電導(dǎo)率為58m/(Ωmm2)。(7) 氯化銅CuCl2，氯化銅無天然礦物，人造氯化銅為褐色粉末。SiO2，后者易被HC、CO等還原，也易被FeO、CaO等強(qiáng)堿性氧化物和銅、鐵硫化物分解，并能溶于濃硝酸、稀醋酸、鹽酸和硫酸中。2H2O和透視石CuO(5) 硅酸銅xCun該反應(yīng)在450℃開始至1100℃完成。(4) 氧化亞銅CuO、CuO2，天然氧化亞銅稱為赤銅礦，熔點為1235℃。(3) 氧化銅CuO，天然氧化銅為黑色無光澤的黑銅礦，～。以Cu2S和FeS為主的共熔體稱為冰銅。Cu2S不溶于水、稀硫酸和苛性鈉中，但能溶于氰化鉀和熱硝酸中。加熱至150℃，銅在空氣中開始氧化，高于350℃氧化生成Cu20和CuO。銅的蒸汽壓很小，在熔點溫度下僅為9105Pa。未經(jīng)選礦的氧化礦可直接用濕法或離析法等方法處理。進(jìn)入冶煉廠的銅礦都為浮選產(chǎn)出的銅精礦，品位10～35%。Cu(OH)2硫酸鹽銅靛巖CuSO4膽礬CuSO4全球主要產(chǎn)銅國家是智利、美國、俄羅斯。能與鋅、錫、鉛、錳、鈷、鎳、鋁、鐵等金屬形成合金，形成的合金主要分成三類：黃銅是銅鋅合金，青銅是銅錫合金，白銅是銅鈷鎳合金。金屬銅，元素符號Cu，,，熔點10830C。列出設(shè)備明細(xì)表，對車間平面進(jìn)行配置與安排，最終進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析與評價，得出本設(shè)計的最后結(jié)果。4. 小論文一篇。其經(jīng)驗可以為鑒。有條件地采用不銹鋼陰極技術(shù)，實現(xiàn)自動化，提高生產(chǎn)效率。全球使用該項技術(shù)生產(chǎn)的銅量接近５０％：近年來中國永久不銹鋼陰極技術(shù)的應(yīng)用也得到了迅速推廣，如江西銅業(yè)（Ｉｓａ法），銅陵金隆（Ｋｉｄｄ法），山東祥光（ＯＴ奧圖泰法）。目前還有奧圖泰（Ｏｕｔｏｔｅｃ，原奧托昆普），三并（ＭＥＳＣＯ）也在研究開發(fā)和推廣該項技術(shù)。近幾年來，替代始極片的永久不銹鋼陰極（ｐｅｒｍａｎｅｎｔｓｔｅｅｌｃａｔｈｏｄｅ—ＰＳＣ）技術(shù)的應(yīng)用，為銅電解工業(yè)帶來了一次革命。3．完成設(shè)計說明書一篇。）殘極率：15%主要內(nèi)容和要求： ；應(yīng)包含如下內(nèi)容：設(shè)計概述；廠址的選擇與論證；工藝流程的選擇與論證；技術(shù)條件的選擇與論證；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證；冶金計算；主要設(shè)備的選擇與計算；車間環(huán)保與三廢處理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)的簡要分析。；繪制車間平面配置和立面配置圖(0圖紙)、設(shè)備連接圖（1圖紙），電解槽結(jié)構(gòu)圖（1圖紙）。4．翻譯外文資料一篇。使其在提高技術(shù)裝備水平、有利于機(jī)械化和自動化．?dāng)U大生產(chǎn)規(guī)模、提高陰極銅質(zhì)量、降低能耗和人工消耗等方面，取得了進(jìn)步。永久不銹鋼陰極（Ｐｓｃ）電解技術(shù)。但據(jù)有色金屬工協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，我國的精銅年產(chǎn)量２００８年已達(dá)３８０萬ｔ，大部分電解仍然采用傳統(tǒng)電解。盧森堡保爾沃特公司創(chuàng)新ＭＥＴＲＯ理念。課題研究目標(biāo)、內(nèi)容、方法和手段：研究目標(biāo)：設(shè)計一座年產(chǎn)26萬噸銅電解精煉車間研究內(nèi)容：；應(yīng)包含如下內(nèi)容：設(shè)計概述；廠址的選擇與論證；工藝流程的選擇與論證；技術(shù)條件的選擇與論證；經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇與論證；冶金計算；主要設(shè)備的選擇與計算；車間環(huán)保與三廢處理、技術(shù)經(jīng)濟(jì)的簡要分析。研究方法和手段：，并通過和工人師傅的了解使自己對整個現(xiàn)場車間有比較充分的認(rèn)識和掌握，并適當(dāng)提出自己的改進(jìn)意見，例如上網(wǎng)和圖書館查詢，并計算得到自己想要的結(jié)果，使之翔實科學(xué)并具有可行性設(shè)計（論文）提綱及進(jìn)度安排：設(shè)計提綱：（含外文資料和中文譯文）致謝小論文進(jìn)度安排：第4周 查閱文獻(xiàn)資料，翻譯一篇英文資料，寫出文獻(xiàn)綜述第5周 提交開題報告，確定合理工藝流程，應(yīng)用相關(guān)知識進(jìn)行必要計算第6周 完成概述和廠址的選擇與論證第7周 完成工藝流程、技術(shù)條件和經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)的選擇與