【正文】 必須有完善的 “三廢 ”治理工程設(shè)計外，在選擇廠址時，必須盡量考慮在主導(dǎo)風(fēng)向和主要水流的下游位置，安排好 “三廢 ”處理場地和廢渣堆放場地，要有良好的自然通風(fēng)條件，并應(yīng)考慮廠址附近居民點、城市發(fā)展規(guī)劃、農(nóng)木漁業(yè)及旅游勝地、xxx 大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 7 自然資源保護區(qū)等問題。因此希望廠址附近有充分的水源和電源。為了減少運輸費用，在保證良好的運輸條件下，進行廠址盡可能接近原材料基地和銷售市場。 原材料供應(yīng)及交通運輸條件 有色金屬冶煉是連續(xù)性的，物料吞吐量一般很大。 廠址選擇的一般原則是：應(yīng)符合工業(yè)布局及區(qū)域性總體規(guī)劃和城市建設(shè)規(guī)劃的要求；要盡可能利用城鎮(zhèn)設(shè)施，節(jié)約資源；要靠近原材料、水、電供應(yīng)充足和產(chǎn)品銷售便利的地方，有較好的交通運輸條件；要注意節(jié)約用地，盡量不占或少占農(nóng)田，留有發(fā)展余地；要有適當(dāng)?shù)淖匀坏匦魏瓦m宜的工程地質(zhì)、水文、地震等級條件及較好的協(xié)作條件等。 xxx 大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 6 第二章 廠址選擇 廠址選擇原則 廠址選擇 【 2】 要根據(jù)國民經(jīng)濟建設(shè)計劃和工業(yè)布局的要求進行。一般需大量生產(chǎn)硫酸銅時用（ 1）、（ 2）和（ 3）；不需大量生產(chǎn)時，可用（ 4），小廠以（ 2）法為宜。所以必須定時定量地抽取電解液進行凈化處理，并用等量的新液替換，調(diào)整電解液組成；同時也回收有價金屬雜質(zhì)。永久陰極銅電解技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用至今已有 20余年歷史，到 1998 年，使用永久陰極銅電解技術(shù)生產(chǎn)的精銅產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量的 40%以上。 永久性不銹鋼陰極技術(shù)在銅電精煉過程中的應(yīng)用，不再用種板槽生產(chǎn)始極片而全部用來生產(chǎn)陰極銅，以及避免了由于各種原因造成始極片變形引起極間短路的可能，使得極間距可以進一步減小，從而提高了電流密度和電解槽的利用率；永久性不銹鋼陰極的應(yīng)用也為進一步提高出裝槽的自動化程度創(chuàng)造了條件。 20 世紀(jì) 70 年代以來，銅電解精煉技術(shù)進展很大。 銅的電解精煉是將火法精煉銅鑄成陽極板，以電解產(chǎn)出的薄銅片（始極片）作為陰極，二者相間地裝入盛有電解液（硫酸銅與硫酸的水溶液）的電解槽中，在直流電的作用下，陽極銅進行電化學(xué)溶解，陰極上進行純銅的沉積。 銅在火法精煉產(chǎn)出的精銅品位一般為 %～ %，另外還含有 %～%的雜質(zhì)，使其滿足不了工業(yè)對銅的性質(zhì)的要求。截至 2020 年， 在 國內(nèi) 4 家銅企業(yè) 4 個牌號的精煉銅產(chǎn)品已在倫敦金屬交易所 (LME)注冊，成為國際認(rèn)可的品牌。其中銅原料部分增加顯著，特別是銅精礦和陰極銅的進口量增幅很大， 2020 年～ 2020 年兩者凈進口量平均分別增長了 %和 %。2020 年，中國銅企業(yè)已實現(xiàn)銷售收入 億元人民幣。目前，中國銅 行業(yè) 的經(jīng)濟實力不斷提高。 中國銅 冶煉 技術(shù)改造步伐明顯加快，裝備水平大幅提高。從 1983 年我國建成第一座萃取電積工廠以來，現(xiàn)在已有 200 個工廠采用萃取電積工藝處理銅礦或銅精礦生產(chǎn)陰極銅，德興銅礦用細(xì)菌浸出廢銅礦石產(chǎn)出高純陰極銅，為我國低品位硫化礦的處理闖出了一條新路。葫蘆島東方銅業(yè)用浸沒頂吹熔煉工藝代替密封鼓風(fēng)爐熔煉工藝，我國自行開發(fā)的白銀煉銅法也取得較大的進展，大冶的諾蘭達(dá)爐自投產(chǎn)以來，運轉(zhuǎn)一直正常。貴溪冶煉廠和金隆公司的閃速熔煉爐 在 經(jīng)過改造，技術(shù)水平有了 很 大的提高。 （ 6） 濕法煉銅工藝有了更大的發(fā)展。 5℃左右。 （ 4） 計算機 DCS 集散控制系統(tǒng)已為更多的冶煉廠采用，使得冶煉工藝的控制更為精準(zhǔn)。 （ 2） 氧氣利用更為廣泛，富氧濃度大大提高。 銅冶煉技術(shù) 世界銅冶煉發(fā)展 自 20 世紀(jì) 60 年代以來，世界銅冶煉 【 1】 技術(shù)有了長足的進步，主要表現(xiàn)在： （ 1） 傳統(tǒng)的冶煉工藝迅速的被新的強化冶煉工藝所取代，到目前為止世界上大約有 110 座大型冶煉廠，其中采用傳統(tǒng)工藝的冶煉廠僅剩下 1/3，其余 2/3的工廠已采用新的強化工藝進行銅的生產(chǎn)。表中所列的 14 家企業(yè)除白銀有色和上海大昌 2 家企業(yè) 06 年的產(chǎn)量較xxx 大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 3 05 年有小幅減少外，其他 12 家企業(yè)均增加了產(chǎn)量 。產(chǎn)量超過 20 萬噸的 5 家企業(yè)產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量 %。 10 萬噸以上的企業(yè)數(shù)量也從 6 家增至 7 家。銅精礦產(chǎn)量的增長主要來自銅陵有色集團公司、金川集團公司、新疆阿舍勒銅業(yè)公司、云南楚雄礦冶公司和巴彥二淖爾西部銅業(yè)公司，這些公司 2020年的銅精礦含銅產(chǎn)量分別比上年增長了 %、 %、 %、 %和 %，達(dá)到 萬噸、 萬噸、 萬噸、 萬噸和 萬噸，總計增加產(chǎn)量 萬噸，為 2020 年中國銅精礦產(chǎn)量增長貢獻(xiàn)了大部分力量。中國的進口量和出口量也是逐年增加，在庫存釋放、產(chǎn)量快速增加、需求增速回落等多種因素的共同影響下， 2020 年國內(nèi)精銅進口出現(xiàn)大幅降落，據(jù)中國海關(guān)總署統(tǒng)計，2020 年國內(nèi)精銅進口量為 萬噸，同比大幅減少了 %。 2020 年全球精銅產(chǎn)量為 萬噸，而中國精銅產(chǎn)量為 萬噸，約占全球產(chǎn)量的 %。 中國銅礦產(chǎn)量不是特別高，但精銅產(chǎn)量上升很快， 1998～ 2020 年年 平均增長率約為 %。有色金屬工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示， 2020 年中國銅加工材產(chǎn)量為 萬噸，同比增長 %，增幅較 05 年同期的 %繼續(xù)回落。據(jù)安泰科 07 年 3 月提供的數(shù)據(jù)， 2020 年全球精銅消費量達(dá)到 ，而中國精銅消費量為 380萬噸，約占全球消費總量的 %。 銅的消費現(xiàn)狀 1998 年中國開放銅民用消費市場以來，精銅消費量逐年不斷增加，年平均增長率約為 %。在 7 大銅礦基地中，除江西銅基地的資源相對充足外，白銀銅基地資源已經(jīng)枯竭；云南銅基地的易門、牟定已列入關(guān)閉礦山，東川、大姚保有儲量嚴(yán)重不足；中條山銅基地已經(jīng) “三礦變一礦 ”，其中蓖子溝、胡家峪銅資源已經(jīng)枯竭，銅礦峪資源雖保有一定儲量，但品位太低；大冶銅基地的 5 座銅礦山中，xxx 大學(xué) 2020 屆本科生畢業(yè)設(shè)計（論文） 2 有兩座資源已經(jīng)枯竭；銅錄山、豐山洞等礦山也已出現(xiàn)資源危機。 我國已開發(fā)的銅礦主要分布在自然地理條件較好、經(jīng)濟較發(fā)達(dá)、地質(zhì)勘查工作相對集中的東部、中部和南部各省（區(qū)），在這些省（區(qū)）內(nèi)，已探明的大中型銅礦床，凡其礦區(qū)建設(shè)、水、電和交通運輸?shù)韧獠織l件較優(yōu)越，開采技術(shù)條件和礦石選冶技術(shù)條件較好的絕大多數(shù)礦床都已開發(fā)，并形成了江西 、銅陵、大冶、白銀、中條山、云南、東北 7 大銅業(yè)基地。我國銅礦分布廣泛，江西、西藏和云南的儲量最多，這 3 個省區(qū)的儲量占全國銅礦儲量的 %，銅儲量較多的還有甘肅、安徽、內(nèi)蒙古、山西、湖北、黑龍江等 6 省區(qū)。 銅資源的分布及開采進展 銅資源廣泛分布在世界各個國家和地區(qū)，其中儲量最多的是智利和美國，分別占世界銅儲量基礎(chǔ)的 %和 %。銅在電氣、電子工業(yè)中應(yīng)用最廣、用量最大，發(fā)電機的線圈、電線、電纜等都是用銅制造的。 銅的用途 銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬，被廣泛應(yīng)用于電氣、電子、機械制造、建筑、國防等工業(yè)領(lǐng)域。純銅可拉成很細(xì)的銅絲，制成很薄的銅箔。純銅呈淺玫瑰色或淡紅色，表面形成氧化銅膜后，外觀呈紫銅色。 plant layout 目 錄 第一章 概述 .................................... 1 銅的性質(zhì) ....................................... 1 銅的用途 ....................................... 1 銅資源的分布及開采進展 ......................... 1 銅的消費現(xiàn)狀 ................................... 2 銅冶煉技術(shù) ..................................... 3 第二章 廠址選擇 ................................ 6 廠址選擇原則 ................................... 6 廠址的確定 ..................................... 7 第三章 電解精煉及凈化流程的選擇與論證 .......... 10 銅電解精煉原理 ................................ 10 工藝流程概述 .................................. 11 第四章 銅電解精煉技術(shù)條件的選擇與論證 .......... 20 電解液的組成 .................................. 20 陽極板規(guī)格 .................................... 20 添加劑 ........................................ 20 電解液溫度 .................................... 21 電解液循環(huán) .................................... 21 電流密度 ...................................... 22 同極中心距 .................................... 22 陽極壽命和陰極周期 ............................ 22 第五章 技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)的選擇與論證 ............... 23 電流效率 ...................................... 23 殘極率 ........................................ 23 銅電解回收率 .................................. 23 槽電壓 ........................................ 23 直 流電能消耗 .................................. 24 硫酸單位消耗 .................................. 24 蒸汽單位消耗 .................................. 24 銅電解精煉的技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)實例 .................. 24 勞動生產(chǎn)率 .................................... 24 第六章 產(chǎn)物 ................................... 25 電解銅 ........................................ 25 陽極泥 ........................................ 25 第七章 冶金計算 ............................... 26 計算條件 ...................................... 26 物料平衡計算 .................................. 27 凈液量的計算 .................................. 28 電解脫銅計算 .................................. 29 硫酸鹽生產(chǎn)物料平衡計算 ........................ 30 第八章 主要設(shè)備的選擇和計算 ................... 34 電解槽 ........................................ 34 電解槽設(shè)計計算，以年產(chǎn)銅量為設(shè)計基礎(chǔ) ........... 37 脫銅槽 ........................................ 38 電解槽附屬設(shè)備 ................................ 40 起重機 ........................................ 43 凈化中的主要設(shè)備 .............................. 45 電解精煉的熱平衡 .............................. 47 附屬槽體的選擇和設(shè)計 .......................... 49 附屬設(shè)備的選擇和設(shè)計 .......................... 52 極板作業(yè)機組的計算及 選型 ..................... 55 管道的設(shè)計及計算 ............................. 61 第九章 車間環(huán)保和安全生產(chǎn) ..................... 63 環(huán)境保護 ...................................... 63 車間防腐 ...................................... 65 采暖通