年产四万吨电解铜设计

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1、江苏大学课程设计江苏大学课程设计题目：年产4万吨电解铜的铜精炼车间工艺设计院（系）：材料科学与工程专业：冶金工程学生姓名：蔡蕾学号：3090701003指导教师（签名）：主管院长（主任）（签名）：时间：2013年01月08日江苏大学课程设计年产4万吨铜的铜电解精炼工艺设计本文主要设计了一座年产4万吨铜的铜电解精炼车间及电解工艺。通过实习并搜集相关资料，熟悉了电解精炼工艺及车间布置。根据已知条件，选定操作技术条件。在物料平衡和热平衡计算的基础上，根据给定的条件选择合适的工艺流程和主辅设备。对年产4万吨铜的铜电解精炼槽进行了槽型设计及车间布局设计，并且进行了铜电解精炼车间的技术

2、经济指标的核算。绘制出铜电解精炼电解槽安装图、车间平面图及车间立剖图各一张。最后以“铜电解液净化方法的研究进展”专题展开论述。关键词：铜电解精炼，工艺设计，车间布置，物料平衡，热平衡目录年产4万吨铜的铜电解精炼工艺设计1目录2绪论41概述41.1电解精炼的基本原理及电极反应41.2铜电解工艺流程61.3本次设计中的一些参数72厂址选择83原料—铜阳极94技术操作条件104.1商品电解槽104.1.1电解液组成104.1.2添加剂114.1.3电解液温度124.1.4电解液的循环134.1.5电流密度134.1.6同极中心距134.1.7阳极寿命、阴极寿命144.1.8沈冶和

3、贵冶技术操作条件事例144.2种板电解槽145产物155.1电解铜155.2阳极泥15江苏大学课程设计6技术经济指标166.1铜电解回收率166.2劳动生产率166.3直流电能单位消耗166.4蒸汽单位消耗量166.5硫酸单位消耗176.6水单位消耗量176.7电流效率176.8残极率176.9槽电压177主要设备的选择与计算187.1电解槽187.1.1电解槽材质187.1.2电解槽的构造187.1.3电解槽衬里材质187.1.4电解槽进出液方式197.1.5铜电解槽的安装197.1.6电解槽的计算197.2起重机197.3车间及跨的选择257.4循环液贮槽267.5电解

4、液加热器267.6电解液循环泵277.7阳极泥过滤设备287.8槽边导电排、槽间导电板、阴极导电板287.9出装槽短路器297.10极板作业机组308铜电解精炼的冶金计算318.1铜电解精炼的物料平衡计算328.2电解液净化及硫酸盐生产冶金计算328.2.1概述328.2.2年处理净液量计算358.2.3一段脱铜358.2.4硫酸铜结晶358.2.5二段脱铜368.2.6粗硫酸镍生产计算378.3铜电解精炼热平衡计算388.3.1计算电解槽液面水蒸发热损失388.3.2电解槽液面的辐射与对流的热损失39江苏大学课程设计8.3.3电解槽壁的辐射与对流热损失398.3.4管道内

5、溶液热损失398.3.5电流通过电解液所产生的热量408.3.6全车间需要补充热量：41结语41参考文献42绪论铜的火法精炼一般能产出铜99.0%~99.8%的粗铜产品，但仍然不能满足电气工业对铜的性质的要求，其他工业也需要使用精铜。因此，现代几乎所有的粗铜都经过电解精炼，以除去火法精炼难于除去的杂质，铜的电解精炼，是将火法精炼的铜浇铸成阳极板，用纯铜薄作为阴极片，相间地装入电解槽中，用硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜和电位较负的贱金属溶解进入溶液，而贵金属和某些金属（如硒，碲）不溶，成为阳极泥沉于电解槽底。溶液中的铜在阴极上优先析出，而其他电位较

6、负的贱金属不能在阴极上析出。留于电解液定期净化时除去，这样，阴极上析出的金属铜纯度很高，称为阴极铜或电解铜，简称电铜。含有贵金属和硒，碲等稀有金属的阳极泥，作为铜电解的一种副产品另行处理，以便从中回收金，银，硒，碲等元素。在电解液中逐渐积累的贱金属杂质，当其达到一定的浓度后，会防碍电解过程的正常进行。例如，增加电解液的电阻和密度，使阳极泥沉降速度减慢，甚至在阴极上与铜一起共同放电，影响阴极铜的质量，因此必须定期定量地抽出净化，并相应地向电解液中补充新水和硫酸。抽出的电解液在净化过程中，常将其中的铜，镍等有价元素以硫酸盐的形态产出，硫酸则返回电解系统重复使用。在铜电解车间，通

7、常设有几百个甚至上千个电解槽，每一个直流电源串联其中的若干个电解槽成为一个系统。所有的电解槽中的电解液必须不断循环，使电解槽内的电解液成分均匀。在电解液循环系统中，通常设有加热装置，以将电解液加热一定的温度。1概述1.1电解精炼的基本原理及电极反应传统的铜电解精炼是采用纯净的电解铜薄片作阴极，阳极铜板含有少量杂质（一般为0.3%~1.5%），电解液主要为含有游离硫酸的硫酸铜溶液。由于电离的缘故，电解液中的各组分按下列反应生成离子：CuSO4=Cu2++江苏大学课程设计H2SO4=2H++H2O=H++OH-在未通电