年处理7万吨电解铜电解槽冶金技术专业冶金设备课程设计说明书

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1、冶金技术专业冶金设备课程设计说明书设计题目：年处理电解铜7万吨电解槽专设计时间20151221至20151231班级：学生：工业职业技术学院二0一五年编制目录(1)设计进度安排及要求21.1进度安排21.2设计要求2⑵绪言2(3)工艺流程选择及意义33.1工艺流程33.2设计意义4(4)冶金计算54.1物料平衡计算54.2热平衡计算6(5)主体设备选型及计算85.1主体设备选型85.2电解槽计算115.2.1电解槽极板数计算115.2.2电解槽尺寸计算12(6)设计心得体会12(7)主要参考资料141设计进度安排阶段阶段容起止时间设计计算工艺论证，物料平衡计算，设备选型及主体设备结构设计计算

2、。1周说明书编写进行数据整理、流程选择和论文编写0.5周绘图绘制主体设备图10.5周设计容要求:已知条件：年处理电解铜7万吨/槽，阳极铜成分Cu99.43%,电解铜回收率99.8%;电解铜品位99.95%;残极率15%;电流密度：320A/m2;电解槽作业率95%;电流效率：96%;同极中心距：95mm始极片尺寸：77bx740mm（阴极浸没于电解液深度为670mm2绪言本文主要设计了一座年产7万吨铜的铜电解精炼车间及电解工艺。通过搜集相关资料，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7万

3、吨铜的铜电解精炼槽进行了槽型设计及绘制出铜电解精炼电解槽安装图。铜的火法精炼一般能产出铜99.0%~99.8%勺粗铜产品，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，硫）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

4、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，硫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，硫等元素。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，锲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

5、的电解槽中的电解液必须不断循环，使电解槽的电解液成分均匀。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。3工艺流程选择及意义3.1工艺流程选择火法精炼产出的阴极铜品位一般为99.2~99.7%,其中还含有0.3~0.8%的杂质。为了提高铜的性能，使其达到各种应用的要求，同时回收其中的有价金属，特别是贵金属、柏族金属和稀散金属，必须对其进行电解精炼。粗铜电解精炼是以铜阳极板为阳极，纯铜始极片或不锈钢板为阴极，以硫酸铜和硫酸溶液为电解液，将极板按一定的极距相间排列于电解槽，通入直流电，阳极不断溶解，便在阴极上析出电解铜。电解过程中，阳极铜中的贵金属和硒、确等有价元素进入阳极泥，

6、沉积于电解槽底，定期排出，送阳极泥车间提取贵金属。锲、神、睇、钿等杂质大部分进入电解液，需从循环液中抽取一部分进行净化处理。工艺流程包括电解精炼和电解液净化两部分。以纯铜始极片为阴极，电源为恒向直流电，电流密度为220〜280A/m2该法在世界各国均已有多年生产历史，工艺成熟可靠，电耗低。特别是采用了机械化、自动化水平高的阴阳极加工机组，并采用新技术适当提高了阴阳极板的垂直度以后，阴极铜产品质量得到显著的改善。是传统法的始极片制作工艺复杂，不仅需要独立的生产系统，而且制作过程中劳动强度过大。除此之外，这种工艺流程自身还存在两个难以克服的缺点：（1）电解精炼过程中存在“极限电流密度”，电解精炼

7、时的实际电流密度必须低于极限电流密度，否则就会使阴极铜沉积表面粗糙，甚至形成“枝晶”，造成电解槽短路，使电解过程能耗大大增加，并且影响正常生产过程和产品质量。（2）容易形成“阳极钝化”，在正常电压下阳极不能溶解，必须提高电压使钝化膜在更高的电压下被破坏并溶解，不仅影响正常生产，还会造成电能浪费和阴极铜的化学成分不稳定，进而影响产品的质量和物理性能电:蜂情电蟀精炼阳极片残福阳极膨电解液wnr送电第返火法样域送阳