【正文】 第 13 頁 第 14 頁 2 廠址選擇 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。整流器及導(dǎo)電材料的計算和選擇，電解液循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備及管道計算，車間運輸設(shè)備計算與選擇，其他設(shè)備及設(shè)施。 運輸設(shè)備的選擇和計算時，應(yīng)說明冶煉工藝流程各主要工序的聯(lián)系，物料運輸方式，運輸及提升設(shè)備型號選擇依據(jù)及采用的運輸方法并進(jìn)行計算。 重要設(shè)備及輔助設(shè)備計算 根據(jù)工藝流程各個主要過程， 合理地選擇主要冶煉設(shè)備和確定個數(shù)、容量、對其主要尺寸加以計算，計算中采用的數(shù)據(jù)應(yīng)當(dāng)有根據(jù)地引用文獻(xiàn)和生產(chǎn)實踐資料。硫酸鹽生產(chǎn)物料平衡計算。 實習(xí)結(jié)束后，回校進(jìn)行論文的撰寫及繪圖等相關(guān)工作。在做了深入的學(xué)習(xí)后，我們?nèi)チ岁兾魃搪鍩掍\廠現(xiàn)場實習(xí)，實地考察該公司的成熟生產(chǎn)工藝、廠區(qū)布置、有關(guān)技術(shù)參數(shù)等等。濕法冶煉技術(shù)的提高及應(yīng)用的推廣，降低了銅的生產(chǎn)成本，提高了銅礦產(chǎn)能，短期內(nèi)增加了社會資源供給，造成社會總供給的相對過剩，對價格有拉動作用。 可見，濕法冶煉技術(shù)具有相當(dāng)大的優(yōu)越性，但其適用范圍卻有局限性，并 第 12 頁 不是所有銅礦的冶煉都可采用該種工藝 。 （ 2）后者有局限性，受制于礦石的品位及類型。其一般流程如圖 ： 圖 銅火法冶金的一般流程 火法流程最大的優(yōu)點是適應(yīng)性廣，對各種不同的銅礦均能處理，特別是對一般硫化礦和富氧化礦很適用。 銅的火法冶金 火法煉銅是將銅礦（或焙砂、燒結(jié)塊等）和溶劑一起在高溫下熔化，或直接煉成粗銅，或先煉成冰銅（銅、鐵、硫為主的熔體）然后在煉成粗銅。 (3) 從貧礦石和廢礦中提取銅 銅礦開采后坑內(nèi)的殘留礦、露天礦剝離的廢礦石和銅礦表層的氧化礦，含 第 11 頁 銅一般較低，多采用堆浸、就地浸出和池浸等方法，浸出其中氧化形態(tài)的銅，而所含硫化銅則利用細(xì)菌的氧化作用，使之溶解。 圖 氧化銅礦酸浸法流程 (2) 硫化銅精礦焙燒浸出法 硫化銅精礦經(jīng)硫酸化焙燒后浸出，得到的含銅浸出液，經(jīng)電積得電銅。③ 電積硫酸銅溶液得電銅，電解后液返回用作反萃劑。 ② 用濃度較高的 H2SO4溶液反萃銅，得到含銅約 50g/L 的溶液。近年來，萃取 電積法發(fā)展較快。 ① 硫酸化焙燒 浸出法是將精礦中的銅轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄粤蛩徙~溶出； ② 氨液浸出法是將銅轉(zhuǎn)變?yōu)殂~氨絡(luò)合物溶出，浸出液在高壓釜內(nèi)用氫還原，制成 銅粉，或者用溶劑萃取 電積法制取電銅；氯鹽浸出法是將銅轉(zhuǎn)變?yōu)殂~氯絡(luò)合物進(jìn)入溶液，然后進(jìn)行隔膜電解得電銅。有氧化銅礦直接酸浸和氨浸（或還原焙燒后氨浸）等法；酸浸應(yīng)用較廣，氨浸限于處理含鈣鎂較高的結(jié)合性氧化礦。 第 10 頁 銅的濕法冶金 一般適于低品位的氧化銅，生產(chǎn)出的精銅稱為電積銅 。 78%的樣子，所以電線、電纜這個行業(yè)有一個電 力行業(yè)大概在增長 9%。裝機容量未來增長 78%，這個速度未來電力發(fā)展增長速度應(yīng)該比過去五年要放慢了。 對于未來的情況來看，電線、電纜未來用銅情況怎么樣，主要看中國電力發(fā)展情況。推動電力發(fā)展主要是電線、電纜主要大產(chǎn)品，其中中國電線、電纜在全球占的份額是 20%。發(fā)電情況在 80年到90年年平均增長速度是 %， 902020年增長是 %， 2020年到 2020年是 12%，也就是說中國電力發(fā)展在近五年發(fā)展速度逐漸加快。 從 2020 年到2020 年，全球銅消費量增加了 萬噸，而中國的消費增量就達(dá)到 萬噸，占全球增量的 63%。目前，中國在境外已獲得投資權(quán)益銅金屬基礎(chǔ)儲量約 650 萬噸，形成了近 8 萬噸 /年的礦銅精礦 (金屬量 )產(chǎn)能。 在中國政府的大力支持下，中國銅工業(yè)在國際化經(jīng)營和境外投資取得初步進(jìn)展。其中銅原料部分增加顯著，特別是銅精礦和精銅的進(jìn)口量增幅很大。 2020 年，中國銅企業(yè)已實現(xiàn)銷售收入 億元人民幣。 目前，中國銅企業(yè)的經(jīng)濟(jì)實力不斷提高。 中國銅產(chǎn)業(yè)技術(shù)改造步伐明顯加快，裝備水平大幅提高。如果今后不增加大型銅礦床工程建設(shè)，估計銅精礦產(chǎn)量不會有多大的變化，基本維持在年產(chǎn)銅精礦 (金屬量 )60 萬 t 的水平?？紤]到地質(zhì)勘查促進(jìn)資源儲量級別升級情況，未來 20 年內(nèi)銅精礦生產(chǎn)大省的產(chǎn)能都能夠穩(wěn)住，甚至通過新建礦山及現(xiàn)有礦山產(chǎn)能的擴(kuò)建，其銅精礦產(chǎn)量還有望擴(kuò)張。以 2020 年為例，這五 個省的銅精礦產(chǎn)量約占到全國總量的 75%與此對應(yīng)，這五個省的銅儲量也占到全國的 %，基礎(chǔ)儲量占到全國的 %，查明資源儲量將近占到全國的 50%。即使受國際上漲的影響， 2020 我國銅精礦 (金屬量 )產(chǎn)量也僅有 萬噸，比上年增長 %。該特點使得我國銅礦山建設(shè)規(guī)模普遍偏小，且經(jīng)過幾十年的強化開采，它們的資源儲量在大幅度減少，有的甚至己接近枯竭。 在全球經(jīng)濟(jì)一體化的大趨勢下，應(yīng)充分考慮利用國外的 銅礦資源，這不僅是平衡國內(nèi)銅市場供需缺口的需要，而且也是市場經(jīng)濟(jì)運行的必然選擇。 巨型，大型銅礦多，銅礦年產(chǎn)在 10萬噸以上的有 20個，其產(chǎn)量約占世界總量的 45%。砂頁巖型礦的平均品位為 %1% 礦床類型 斑巖礦少，砂卡巖礦多，使得溶劑萃取技推廣受到限制；砂卡巖型銅礦多數(shù)適宜地下開采，開采成本高。 表 17 我國的銅資源現(xiàn)狀與國外的銅資源現(xiàn)狀比較 比較項目 國內(nèi) 國內(nèi) 資源儲量 2020年銅儲量為 1787萬噸 保障程度 礦床規(guī)模 大型銅礦少，中小型礦多；金屬量在 500 萬噸以上的只有 2個。 長期以來，我國銅資源不能滿足國內(nèi)消費需求，供需缺口較大，需要通過國際市場加以平衡，為此國家每年要花大量外匯。盡管如此，站在科學(xué)發(fā)展觀的高度，認(rèn)真審視我國銅工業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈，就能夠清晰地發(fā)現(xiàn)，銅資源依然是制約我國銅產(chǎn)業(yè)順利發(fā)展的 ―瓶頸 ‖因素。 （占世界銅儲量的 60%以上）主要分布在美洲、大洋洲和東南亞諸國，層狀銅礦床（大約 20%)多分布在非洲國家（贊比亞、剛果）以及波蘭、澳大利亞和阿富汗，含銅黃鐵礦和黃鐵礦多金 第 7 頁 屬礦床（ 10%以上），往往分布在加拿大、日本、哈薩克斯坦、澳大利亞、阿富汗、俄羅斯。資料來源： ． G910gimlSurvey， MinerdCommtySuImlmries， January 2020． 按照銅的證實儲量，俄羅斯僅次于智利和美國，居世界第三位。生產(chǎn)銅礦最多的前 5 個國家是，智利、美國、印度尼西亞、秘魯和澳大利亞， 2020 年分別出產(chǎn)銅礦 490 萬噸、 112 萬噸 、 萬噸 、 萬噸 、 萬噸 ， 全球銅礦資源分布及主要國家產(chǎn)量見表 16。在深海中也蘊藏著豐富的銅礦資源，資源量可能達(dá) 7 億噸。艦船設(shè)備、螺旋槳、生活和消防管網(wǎng) ； 沖制種類硬幣 (耐腐蝕性 )、裝飾、獎牌、獎杯、雕塑和工藝品 (耐蝕性色澤典雅 )等 。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。銅在淡水中的腐蝕速度也很低 (約)。 (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。加之銅比金、銀儲量更豐富 ,價格更便宜，因此被制成電線電纜、接插件端子、匯流排、引線框架等各種產(chǎn)品，廣泛用于電子電氣、電訊和電子行業(yè)?，F(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% 。銅的這種高導(dǎo)電性與取原子結(jié)構(gòu)有關(guān) ； 當(dāng)多個單獨存在的銅原子結(jié)合成銅塊時，其價電子將不再局限于銅原子之中，因而可以在全 部的固態(tài)銅中自由移動，其導(dǎo)電性僅次于銀。 銅的用途 (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)。沸點低，易揮發(fā)，也溶于水。 (7) 氯化銅 CuCl2，氯化銅無天然礦物，人造氯化銅為褐色粉末。無水硫酸銅為白色粉末，加熱時分解成 CuO 和 SO3(SO2+O2)。SiO2，后者易被 HC、 CO 等還原，也易被 FeO、 CaO 等強堿性氧化物和銅、 鐵硫化物分 解，并能溶于濃硝酸、稀醋酸、鹽酸和硫酸中。H2O。2H2O和透視石 CuOzH2O自然界中的硅酸銅有硅孔雀石 CuO (5) 硅酸銅 xCun因此在冰銅中的 FeS 未完全氧 化造渣以前，理論上 Cu2S 是不會被氧化的。該反應(yīng)在 450℃ 開始至 1100℃ 完成。 CuO2 也易被 H C、 CO、 CxHy 和 Zn、 Fe 或其它對氧親和力強的元素所還原。 (4) 氧化亞銅 CuO、 CuO2，天然氧化亞銅稱為赤銅礦，比重為 ，熔點為 1235℃ 。 CuO 易被 H C、 CO、 CxHy 和較負(fù)電性的 Zn、 Fe、 Ni等所還原。 (3) 氧化銅 CuO，天然氧化銅為黑色無光澤的黑銅礦，比重為 ～ 。 Cu2S不溶于水和幾乎不溶于稀硫酸，與濃硫酸作用生成 CuSO CuS和 SO2，溶解于濃鹽酸時放出 H2S。 以 Cu2S 和 FeS 為主的共熔體稱為冰銅。 赤熱 Cu2S 的可逐漸被 CO2氧化和緩慢地但能完全的被 H2分 解。 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。銅能溶于氨水及與氧、硫、鹵素等化合。加熱至 150℃ ，銅在空氣中開始氧化，高于350℃ 氧化生成 Cu20 和 CuO。凝固時，溶解的氣體又從銅中放出，造成銅鑄件內(nèi)帶有氣孔，影響銅的機械性能和電工性能。 銅的蒸汽壓很小，在熔點溫度下僅為 9105Pa。一般來說，我國 硫化 礦的品味較低。未經(jīng)選礦的氧化礦可直接用濕法或離析法等方法處理。有時也處理自然銅精礦，但很次要。 進(jìn)入冶煉廠的銅礦都為浮選產(chǎn)出的銅精礦，品位 10～ 35%。2H2O 硅酸鹽 硅孔雀石 CuSiO3Cu(OH)2 硫酸鹽 銅靛巖 CuSO4 膽礬 CuSO4 第 2 頁 表 11 含銅主要供應(yīng)礦物 名稱 礦物種類 分子式 含銅量 (%) 自然元素 自然銅 Cu 100 硫化物 黃銅礦 CuFeS2 斑銅礦 Cu5FeS2 輝銅礦 Cu2S 銅 藍(lán) CuS 硫砷化物和 硫砷銅礦 Cu3AsS4 硫銻化物 砷黝銅礦 (Cu9Fe)12As4S13 黝銅礦 (Cu9Fe)12Sb4S13 氧化物 赤 銅礦 Cu2O 黑銅礦 CuO 碳酸鹽 孔雀石 CuCO3全球主要產(chǎn)銅國家是智利、美國、俄羅斯。 銅在地殼中的克拉克值為 %，世界銅儲量約 5000?104t，主要儲于智利、美國、俄羅斯、利比亞、加拿大、秘魯、波蘭、菲律賓等國家。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。自然銅及氧化銅的儲量少，現(xiàn)在世界上 80%以上的銅是從硫化銅礦精煉出來的，這種礦石含銅量極低，一般在 23%左右。 第 1 頁 1 前言 銅的 性質(zhì) 銅的物理性質(zhì) 銅是人類最早發(fā)現(xiàn)的古老金屬之一，早在三千多年前人類就開始使用銅。 設(shè)計的內(nèi)容 ......................................... 12 第 II 頁 冶金計算 ..................................... 12 重要設(shè)備及輔助設(shè)備計算 ....................... 12 制圖內(nèi)容和要求 ............................... 12 2 廠址選擇 ................................................ 14 銅電解精煉流程簡述 ................................. 16 銅電解精