《《年产5万吨电解铜的铜精炼车间工艺设计》-公开DOC·毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《年产5万吨电解铜的铜精炼车间工艺设计》-公开DOC·毕业论文（55页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、l 西安建筑科技大学华清学院西安建筑科技大学华清学院 本科毕业设计 论文 任务书本科毕业设计 论文 任务书 题 目 年年产产 5 5万万吨吨电电解解铜铜的的铜铜精精炼炼 车车间间工工艺艺设设计计 院 系 材料与冶金工程系 专 业 冶金工程专业 学生姓名 学 号 指导教师 签名 主管院长 主任 签名 时 间 年 02 月 18 日 l 一 毕业设计 论文 的主要内容 含主要技术参数 毕业设计主要内容包括 根据设计题目进行毕业实习 收集有关 资料 熟悉铜电解精炼过程的工作原理及生产过程 为铜电解精炼工 艺的设计打下基础 铜电解精炼车间总体设计方案的制定 铜电解精 炼操作技术条件的选择 完成物料平衡
2、 热平衡计算 生产工艺的 设计 车间工艺的布置 主要设备包括电解槽 阳极 阴极的设计 辅助设备的选型 主要技术经济指标的确定 使学生能够理论联系实 际 掌握流态化焙烧工艺设计的基本过程 为今后从事相关的技术工 作奠定基础 l 二二 毕业设计 论文 题目应完成的工作 含图纸数量 1 完成毕业实习报告 并收集有关资料 进行技术准备 2 完成设计说明书 1 份 3 绘出车间平面图 剖面图 电解槽安装图各一张 4 完成与设计内容相关的专题 1 篇 不少于 5000 字 5 翻译与本专业相关的外文技术资料1篇 中文不少于4000字 三 毕业设计 论文 进程的安排 序号设计 论文 各阶段任务日 期备 注
3、1 资料收集与整理 毕业实习 完成实习报 告 2 21 3 14 2专题及英文翻译3 15 3 27 3设计相关物料平衡及热平衡计算3 30 4 24 4主体设备及生产工艺设计 4 27 5 20 5绘图 撰写设计说明书5 21 6 10 6准备答辩6 10 6 20 l 四 主要参考资料及文献阅读任务 含外文阅读翻译任务 1 邱竹贤编 冶金学 有色金属冶金 冶金工业出版社 2001 2 重有色金属冶炼设计手册 铜镍卷 冶金工业出版社 1996 3 有色金属冶炼设备 有色金属冶炼设备编委会 冶金工业出版社 1994 4 有色冶金炉设计手册 有色冶金炉设计手册编委会 冶金工业出版社 2000 5
4、 有色冶金原理 傅崇说主编 冶金工业出版社 1998 6 有色冶金过程污染治理 陈拂顺主编 冶金工业出版社 1998 7 李进 王碧侠编 Metallurgical Engineering English 西安建筑科技大学 2004 8 朱祖泽 贺家齐编 现代铜冶金学 科学出版社 2003 9 阅读并翻译与设计内容相关的英文资料一份 10 根据设计进度随时查阅相关的文献资料 六 审核批准意见 教研室主任签 章 年产年产 5 5 万吨铜的铜电解精炼工艺设计万吨铜的铜电解精炼工艺设计 专专 业 冶金工程业 冶金工程 姓姓 名 胡名 胡 波波 指导教师 马红周指导教师 马红周 本文主要设计了一座年产
5、 5 万吨铜的铜电解精炼车间及电解工艺 通过毕 业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 5 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经济指标的核算 绘制出铜 l 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 关键词 铜电解精炼 工艺设计 车间布置 物料平衡 热平衡 Technological process design for electrolytic r
6、efining of copper with the production of 50 000 tons copper a year Specialty Metallurgy Engineering Name Instructor Synopsis The paper aims at designing the technological process and one copper electrolytic refining plant which could produce 50 000 tons of copper each year Before the design the elec
7、trolytic refining technology of copper and the arrangement of the electrolytic refining plant were known through practice and theory The material l balance and heat balance were carried out according to the give condition then the proper technological process the main and auxiliary device were chose
8、n After that the style of copper electrolytic refining cell was designed the electrolytic plant was arranged and the technical and economic target of the copper refining plant was calculated The result of this design was shown in three drawing which are reefing cell installation plan the ichnography
9、 and cutaway view of the plant respectively At last the paper gave specific discussion about the copper electrolyte purification system KeyKey wordswords Electrolytic refining of copper technological process design plant arrangement material balance heat balance 目录目录 年产年产 5 5 万吨铜的铜电解精炼工艺设计万吨铜的铜电解精炼工
10、艺设计 1 SPECIALTY METALLURGY ENGINEERING 2 目录目录 3 绪论绪论 5 1 1 概述概述 6 1 1 电解精炼的基本原理及电极反应 6 1 2 铜电解工艺流程 8 1 31 3 本次设计中的一些参数本次设计中的一些参数 9 2 2 厂址选择厂址选择 10 l 3 3 原料原料 铜阳极铜阳极 11 4 4 技术操作条件技术操作条件 13 4 1 商品电解槽 13 4 1 1 电解液组成 13 4 1 2 添加剂 14 4 1 3 电解液温度 15 4 1 4 电解液的循环 15 4 1 5 电流密度 16 4 1 6 同极中心距 16 4 1 7 阳极寿命
11、阴极寿命 17 4 1 8 沈冶和贵冶技术操作条件事例 17 4 2 种板电解槽 17 5 5 产物产物 18 5 1 电解铜 18 5 2 阳极泥 19 6 6 技术经济指标技术经济指标 19 6 1 铜电解回收率 19 6 2 劳动生产率 20 6 3 直流电能单位消耗 20 6 4 蒸汽单位消耗量 20 6 5 硫酸单位消耗 20 6 6 水单位消耗量 20 6 7 电流效率 20 6 8 残极率 21 6 9 槽电压 21 7 7 主要设备的选择与计算主要设备的选择与计算 21 7 1 电解槽 21 7 1 1 电解槽材质 21 7 1 2 电解槽的构造 22 7 1 3 电解槽衬里材
12、质 22 7 1 4 电解槽进出液方式 23 7 1 5 铜电解槽的安装 23 7 1 6 电解槽的计算 23 7 2 起重机 29 7 3 车间及跨的选择 31 7 4 循环液贮槽 31 l 7 5 电解液加热器 32 7 6 电解液循环泵 33 7 7 阳极泥过滤设备 33 7 8 槽边导电排 槽间导电板 阴极导电板 34 7 9 出装槽短路器 36 7 10 极板作业机组 36 8 8 铜电解精炼的冶金计算铜电解精炼的冶金计算 37 8 1 铜电解精炼的物料平衡计算 37 8 2 铜电解精炼热平衡计算 40 8 2 1 计算电解槽液面水蒸发热损失 40 8 2 2 电解槽液面的辐射与对流
13、的热损失 41 8 2 3 电解槽壁的辐射与对流热损失 41 8 2 4 管道内溶液热损失 42 8 2 5 电流通过电解液所产生的热量 42 8 2 6 全车间需要补充热量 42 8 3 电解液净化及硫酸盐生产冶金计算 43 8 3 1 净液量计算 43 结语结语 45 参考文献参考文献 46 专题专题 47 绪论绪论 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
14、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 l 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
15、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 1 概述概述 1 11 1 电解精炼电解精炼的基本原理的基本原理及电极反应及电极反应 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
16、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 2 4 SO H2SO4 2H 2 4 SO l H2O H OH 在未通电时 上述反应处于动态平衡 但是直流电通过电极和溶液的情况 下 各种离子作定向运动 在阳极上可能发生下列反应 Cu 2e Cu2 0 34V 2 CuCu E H2O 2e 1 2O2 2H 1 23V 22 OH O E 2e SO2 1 2O2 2 42V 2 4 SO 2 24 OSO E H2O 和的标准电位很大 在正常的情况下 它们不可能在铜阳极上发 2 4 SO 生放电作用 此外 氧的析出还具有相当大的超电压 25 时 若电流密度为 200A m2 则氧在铜上析出的超电压为 0 605V 因此 在铜电解精炼过程中不可能发生 反应式 1 5 只有当铜离子的浓度达到极高或电解槽内阳极严重钝化 使槽 电压升高到 1 7V 以上时才可能有氧在阳极上放出 至于离的放电反应 2 4 SO 因为其电位更正 故在铜电解精炼过程中是不能进行的 在阴极上可能发生下列反应 Cu2 2e Cu 0 34V 2 CuC
