銅電解精煉冶金計算

銅電解精煉冶金計算1、物料平衡計算計算條件：產量為100000t電解銅/a，年工作日為355天。火法精煉后陽極成分見表7-1。表7-1陽極成分元素CuNiAsSbAgFeBiSOAuPb含量%電回收率：%；殘極率：15%。銅電解過程元素分配：表7-2銅電解過程元素分配元素進入電解液進入陽極泥進入電解銅CuNiAsSb17785Ag—952Bi18—946S—964O—973Au—Pb—937Fe745321假設以溶解100kg的陽極銅平衡進行計算陰極銅產量和電銅品味計算Cu：×%=Ni：×%=As：×%=Sb：×5%=Ag：×5%=Bi：×%=Se+Te：×6%=Fe：×21%=S：×4%=O：×3%=Au：×%=Pb：×7%%=合計：電銅品位：÷=%陽極泥率和成份計算Cu：99×%=Ni：×%=As：×%=Sb：×78%=Ag：×95%=Se+Te：×94%=S：×96%=O：×97%=Au：×%=Pb：×93%=Fe:×3%=合計：陽極泥率：%（對溶解陽極銅）電解物料平衡計算（1）1t陰極銅需要溶解的陽極量(2)陽極實際需要量（3）陽極實際溶解的量（4）陽極銅的含量（5）殘極量（6）殘極銅的含量（7）陽極的泥量（8）陽極泥含銅量：a（9）電解液中各個元素的含量：根據(jù)陽極成分和計算的陽極泥中各元素量及其成分見表7-3表7-3陽極泥中各元素重量級百分比元素進入陽極泥的量t/a陽極泥成分，%元素進入陽極泥的量t/a陽極泥成分，%Cu%%=Au其它Se+Te共計表7-4電解液中各元素的含量裝入物料名稱物料量CuAsNiAuAgt/a%%%%%陽極合計產出物料名稱物料量CuAsNiAuAgt/a%%%%%電解銅1000099980殘極銅99..0陽極泥電解液損失及計算誤差合計5302+銅電解精煉熱平衡計算儀器及實驗條件參數(shù)設定如下：電解槽的外形尺寸：5100×1265×1395；電流強度：10000A；槽間電壓：；電解槽的數(shù)量：560；電解槽的外壁溫度：35°C電解車間溫度：2°C5電解液的溫度：60°C電解液循環(huán)速度：20L/min（商品槽與種板槽共用一個循環(huán)系統(tǒng)）；熱量支出（1）槽內液面上水蒸氣的熱損失q1槽的總液表面積S=××560=每平方電解槽液面在無覆蓋時的水分蒸發(fā)量查表得(m2·h).60℃的水氣化為則q1=××=h（2）槽液面上對流傳熱與輻射損失q2根據(jù)化工原理的傅立葉傳熱公式：Q=KS（t1-t2）式中：—輻射與對流聯(lián)合導熱系數(shù)，kJ/(m2·h·℃)取；S—傳熱面積，㎡；—電解液與車間空氣溫度差，℃。則：q2=×（60-25）×=h槽外壁的對流傳熱與輻射損失q3槽壁總面子S總=560×（×+××2+××2）=m2根據(jù)化工原理的傅立葉傳熱公式：Q=KS（t1-t2）式中：—對鋼筋混凝土槽壁輻射與對流聯(lián)合導熱系數(shù)，kJ/(m2·h·℃)，當槽外壁溫度為35℃，車間室溫為25℃時，取則：q3=×（35-25）×（4）循環(huán)管道內溶液熱損失為q4電解液的循環(huán)量為：（7-7）式中：—電解液循環(huán)量，；—電解液熱容量，KJ/(kg·℃)，；—電解液密度，；—電解液在循環(huán)管道內的溫度降，根據(jù)車間規(guī)模大小取2～4℃，本設計取3℃。q416=h熱量收入熱量收入為電流通過電解液時所產生的熱：式中：I—電流強度，A；E—消耗于克服電解液阻力得到槽電壓/V,為槽電壓的50%左右；N—電解槽數(shù)；t—時間，取3600s。則熱量收入：Q=××××10000×3600×560×10-3=h綜上熱量衡算可得整個車間需補充的額外熱量為：q1＋q2＋q3＋q4－Q=+++。表7-5電解精煉系統(tǒng)熱量衡算熱量流入熱量流出加熱器補充的熱量電解槽外壁的輻射與對流熱損失電流通過電解液產生的熱量電解槽液面水蒸發(fā)熱損失電解槽液面輻射與對流熱損失循環(huán)管道內溶液熱損失8643600合計.257合計.257凈液量的計算本設計銅凈化的過程主要采用的流程有中和結晶、脫銅電解、電熱濃縮生產粗硫酸鎳。設計規(guī)模為產量100000t/a電解銅，陽極板成分為：Cu：%，Ni：%，As：%，F(xiàn)e：%，Sb：%，Bi：%。生產1t的電銅所溶解的陽極板量為，在凈化過程中銅、鎳、砷、銻、鉍和鐵的脫出率分別為98%、75%、85%、85%、85%、和80%。本設計所取有害雜質在電解液中的允許含量如下表所示:表7-6各種有害雜質元素在電解液中的允許含量元素CuNiAsFeBi含量<50<20<7<<<凈液量的計算公式如下：（7-8）式中：m—每溶解100㎏陽極后某元素進入溶液的數(shù)量㎏；k—元素在整個凈化過程中的脫除率%；c—元素允許的極限濃度（即允許含量）。設計中主要元素凈液量的計算分別如下：表7-7主要元素的凈液量元素CuNiAsFeBi凈液量根據(jù)上表可知，凈液量需求最大的是銅，其次的是鉍。本設計采用在電解工序電解槽中增加不溶陽極的方法脫出，則凈液量以鉍的凈液量為準，取為44000。按照44000的凈液量可以推算出電解液的實際含量（）：由以上的計算可知，電解液的實際含量（）：Bi:、As:、Sb:、Cu:、Ni:、：180。硫酸鹽生產物料衡算衡算的基本數(shù)據(jù)如下；加入銅料的品位％；硫酸銅平均結晶率60％；中和終液含銅：120；中和過程溶液體積縮率70％；硫酸銅含銅％；一次結晶液體縮率81％；銅回收率98％。硫酸銅結晶水返回中和系統(tǒng)；需加入銅料的量根據(jù)經驗選取結晶所需的洗水成分為Cu:40g/l，H2SO4:50g/l。本設計的流量取1388。則中和過程進料成分為：l；l;銅料的加入量(按純銅計）:q=(44000+1388).69=1557t中和液所需加入銅料量(按純銅計)加入銅料耗酸：中和液體積：中和終液溶液含酸：計算硫酸銅產品產量硫酸銅結晶量：結晶洗水體積及成分；在生產實踐中，硫酸銅結晶的洗水量為每噸~1m3，洗水含銅約為40g/l，含酸約為50g/l，,因此洗水量為；洗水帶走的銅量：硫酸銅產品產量：一次母液體積及銅，酸濃度一次母液體積：母液含銅：母液含酸：脫銅電解物料平衡計算脫銅的基本參數(shù)：銅的回收率：98%一次脫銅后終液含Cu為30；二次脫銅后終液含Cu為；二級電銅含Cu為%；銅回收率98%。二級電銅產量：黑銅板，粉產量：黑銅板，粉含雜質質量：

脫銅電解過程增加的酸量：脫銅終液中的酸量：粗硫酸鎳生產計算生產過程的基本參數(shù)：鎳的回收率為98%；粗硫酸鎳含Ni約為%；回收酸中的成份：Ni：6；Cu:；:1100；根據(jù)以上的