電解銅工藝技術(shù)設(shè)計

1、摘要 錯誤！未定義書簽。ABSTRACT 錯誤！未定義書簽。 TOC o 1-5 h z 目錄 1第一章緒論 5 HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 1.1銅的性質(zhì) 5 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 1.2銅的用途 5 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1.3銅的冶煉方法 61.3.1銅的濕法冶煉 61.3.2銅的火法冶煉 81.4中國銅的生產(chǎn)和消費(fèi)狀況 101.4.1銅的生產(chǎn)狀況 101.4.2銅的消費(fèi)狀況 111.4.3銅的市場分析及預(yù)測 111

2、.5本設(shè)計的內(nèi)容及意義 131.5.1本設(shè)計的內(nèi)容 131.5.2本設(shè)計的意義 14第二章 廠址選擇 16第三章銅電解精練工藝流程的選擇 183.1銅電解精煉流程簡述 183.2銅電解精煉的理論基礎(chǔ) 203.2.1陽極過程 203.2.2陰極過程 213.3電解液的凈化 23第四章銅電解精煉技術(shù)指標(biāo)的選擇 254.1銅電解精煉條件 254.1.1電解液組成 254.1.2添加劑 264.1.3電解液溫度 264.1.4電解液循環(huán) 264.1.5電流密度 274.1.6同極中心距 274.1.7陽極壽命和陰極周期 274.2銅電解精煉經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo) 274.2.1電流效率 274.2.2殘極率 2

3、84.2.3銅電解回收率 284.2.4槽電壓 284.2.5直流電能消耗 294.2.6硫酸單位消耗 294.2.7蒸汽單位消耗 29第五章 銅電解精煉冶金計算 315.1溶解100kg陽極銅平衡計算 325.1.1陰極銅產(chǎn)量和成分計算 325.1.2.陽極泥率和成分計算 335.1.3進(jìn)入電解液中銅及主要元素的量的計算 345.1.4凈液量的計算 345.2生產(chǎn)1t電銅的平衡 365.3電解車間一晝夜物料的平衡計算 37第六章 銅電解精煉主要設(shè)備計算與選擇 416.1電極的選擇 416.2電解槽的選擇 426.3每個電解槽中電解液體積更新時間 466.4電解槽熱平衡計算 476.4.1熱收

4、入 486.4.2熱支出 486.5整流器及導(dǎo)電銅材料的計算 506.5.1直流電源 506.5.2槽邊導(dǎo)電排 516.5.3槽間導(dǎo)電板 526.5.4短路棒 526.6電解液循環(huán)系統(tǒng)設(shè)備及管道計算 526.6.1集液槽 526.6.2電解液循環(huán)泵 536.6.3高位槽 546.6.4加熱器 546.6.5電解液供液管 556.7陰極片剝機(jī) 566.8車間運(yùn)輸設(shè)備計算及選擇 566.8.1起重機(jī) 566.8.2 叉車 576.9其他設(shè)備及設(shè)施 586.9.1各種輔助槽子 586.9.2陽極泥放出與收集 58第七章 電解液凈化 617.1概述 617.2年處理凈液量計算 617.3 一段脫銅 6

5、27.4硫酸銅結(jié)晶 637.5二段脫銅 647.6粗硫酸鎳生產(chǎn)計算 65第八章 環(huán)保措施 18.1環(huán)境保護(hù) 18.2安全生產(chǎn) 2第九章 車間定員 2結(jié)語 4參考文獻(xiàn) 5第一章緒論1.1銅的性質(zhì)金屬銅，元素符號Cu,原子量63.54，比重8.92g/cm3，熔點(diǎn)1083E。純銅呈淺玫瑰 色或淡紅色。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。銅 熱導(dǎo)率高，抗張強(qiáng)度大，易熔接，且抗蝕性強(qiáng)，可塑性、延展性好。純銅可拉成很細(xì)的銅 絲，制成很薄的銅箔。銅在干燥的空氣中不起變化，但在含有二氧化碳的潮濕空氣中則能氧化形成堿式碳酸 銅（銅綠）的有毒薄膜。加熱至 150C，銅在空氣中開始氧化

6、，高于 350C氧化生成CuO 和CuO因銅為正電性元素，故不能置換酸（鹽酸和硫酸）中的氫，而僅能溶于有氧化作 用的酸如硝酸和有氧化劑存在時的硫酸中。銅能溶于氨水及與氧、硫、鹵素等化合。1.2銅的用途根據(jù)銅不同的物化性質(zhì)，用途不同。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/（ Q mm。這一特性使得銅大量應(yīng)用于電子、電氣、電信和電子行業(yè)。銅的這種高導(dǎo)電性與其原子結(jié)構(gòu)有關(guān)； 當(dāng)多個單獨(dú)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。2、銅的導(dǎo)熱性固體銅中含有自由電子所產(chǎn)生的另一重要效應(yīng)就是其擁有極高的

7、導(dǎo)熱性，其熱導(dǎo)性為 386W/（m- k），導(dǎo)熱性僅次于銀。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)。銅還有各種換熱設(shè)備如熱交換器、冷凝器、散熱器的關(guān)鍵材料，被廣泛應(yīng)用于電站輔 機(jī)、空調(diào)、制冷、汽車水箱、太陽能集熱器柵板、海水淡化以及醫(yī)藥、化工、冶金等各種 換熱場合。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。銅的電位序中是+0.34V,比氫高，是電位較正的金屬。銅在淡水中的腐蝕速度也很低（約0.05mm/a）。并且銅管用于運(yùn)送自來水時，管壁不沉積礦物質(zhì)，這點(diǎn)是鐵制水管所遠(yuǎn)不能及

8、的。正因?yàn)檫@ 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。銅極耐大氣腐蝕，其 在表面可形成一層主要有堿式硫酸銅組成的保護(hù)薄膜，即銅綠，其化學(xué)成分為CuSO Cu（OHl及CuSO 3Cu（0H。因此銅材被用于建筑屋屋面板、雨水管、上下管道、管件；化工和醫(yī)藥容器、反應(yīng)釜、紙漿濾網(wǎng)；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。1.3銅的冶煉方法從銅礦石中或精礦中提取銅的方法較多，總括起來分火法和濕法兩大類。1.3.1銅的濕法冶煉濕法冶煉法可處理氧化銅礦，硫化銅礦和含銅貧礦或廢礦。1、氧化銅礦濕法提銅一般適于低品位的

9、氧化銅礦，生產(chǎn)出的陰極銅稱為電積銅。濕法煉銅目前主要用于處 理氧化銅礦。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。5g/L，可用硫化沉淀、中和水解、鐵屑置換以及溶劑萃取一電積等方法提取銅。近年來，萃取一電積法發(fā)展較快。其主要過程包括：（1）用對銅有選擇性的萃取劑（如 LiX - 64 N, N 510, N-530等）的煤油溶液萃取銅，銅進(jìn)入有機(jī)相而與鐵、鋅等雜質(zhì)分離。（2）用濃度較高的HSQ溶液反萃銅，得到含銅約50g/L的溶液。反萃后的有機(jī)溶劑，經(jīng)洗滌后，返 回萃取過程使用。（3）電積硫酸銅溶液得電銅，電解后液返回用作反萃劑。生

10、產(chǎn)流程見圖1-1。有巒氐iT礴電解后液I EZ圖1-1氧化銅礦酸浸一萃取一電積提銅流程2、硫化銅礦濕法提銅硫化礦多用硫酸化焙燒一浸出或者直接用氨或氯鹽溶液浸出等方法。（1）硫酸化焙燒一浸出法是將精礦中的銅轉(zhuǎn)變?yōu)榭扇苄粤蛩徙~溶出；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。此法適于處理含有鉆、鎳、鋅等金屬的硫化銅精礦，但銅的回收率低，回收貴金屬較困難，電能消耗大，電解后液的過剩 酸量須中和處理，所以一般不采用。（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，或者用溶劑萃取一電積法制取電銅；（3）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。3、貧礦石和廢礦濕法提銅銅礦開采后坑內(nèi)的殘留礦、露天礦剝離的廢礦石和銅礦表層的氧化礦， 含銅一般較低, 多采用堆浸、就地浸出和