年產5萬噸電解銅的電解車間畢業(yè)設計

1、<p>　　火法煉銅畢業(yè)設計任務書</p><p><b>　?。ㄣ~電解精煉）</b></p><p><b>　　一、設計題目</b></p><p>　　設計一個年產5萬噸電解銅的電解車間。</p><p>　　要求：（1）包括金屬銅的基本用途及提取方法；</p><

2、;p>　　（2）廠址選擇的基本要求；</p><p>　?。?）銅電解的基本原理，工藝等相關內容；</p><p>　?。?）冶金計算部分；</p><p>　?。?）設備選擇及一覽表</p><p><b>　　設計計算內容包括</b></p><p>　　（1）冶金計算：包括合理成分

3、計算、物料平衡、熱平衡的計算。</p><p>　　（2）設備設計計算：確定主要設備的主要尺寸、主要附屬設備的選擇與計算</p><p><b>　　二、原始數據</b></p><p>　　表4-1 陽極成分（％）</p><p>　　表4-2 銅電解過程中各元素的分配率（％）</p><p&g

4、t;　　表4-3 銅電解液中有害雜質允許含量（克 / 升）</p><p>　　表4-4 假設數據</p><p><b>　　設計的內容及要求</b></p><p><b>　　編寫設計說明書</b></p><p><b>　　1.概述</b></p>

5、<p>　　1）簡述銅的性質、用途及在國民經濟中的地位和作用。</p><p>　　2）銅的資源及消費情況。</p><p>　　3）銅冶金的基本冶煉方法。</p><p>　　4）本設計的指導思想</p><p>　　車間地址的選擇與論證</p><p>　　從國家建設規(guī)劃方面，應服從工業(yè)規(guī)劃、城市規(guī)劃，應

6、節(jié)約土地，節(jié)約投資，從工廠本身，應從氣候、水文、地質、交通、資源、環(huán)境等多方面綜合論證，要是具備盡可能好的“三通一平”條件，且工廠的生產對周邊環(huán)境無大的影響。</p><p>　　工藝流程的選擇與論證</p><p>　　選擇本設計的工藝流程</p><p>　　論述所選工藝流程的可行性、經濟性、先進性，并說明工藝流程在機械化、自動化、勞動條件等方面的情況。<

7、/p><p><b>　　冶金計算</b></p><p>　?。?）銅電解精煉物料平衡計算</p><p>　?。?）銅電解精煉槽熱平衡計算</p><p>　?。?）銅電解精煉主要設備的選擇與計算</p><p>　　1）電解槽的選擇和計算</p><p>　　2）陽極、陰

8、極尺寸的選擇</p><p>　　5.主、輔設備一覽表</p><p>　　6.電解車間酸霧防治</p><p><b>　　7.主要參考書目</b></p><p><b>　　繪制圖紙</b></p><p>　　主體設備三視圖一張（A2圖紙繪制）</p>

9、<p><b>　　設計時間與安排</b></p><p>　　由3013年12月2日至2014年1月3日，共5周。</p><p>　　1.文獻資料的查詢和收集，時間1周</p><p>　　2.文獻資料的收集和整理，冶金計算，時間1周</p><p>　　3.論文初步撰寫 時間1.5周</p&g

10、t;<p>　　4.設備圖、車間平面布置圖繪制，論文進一步修改和完善 時間1周</p><p>　　5.答辯準備及答辯 時間0.5周</p><p><b>　　設計評分標準及說明</b></p><p>　　設計說明書30%，圖紙30%，答辯20%，平時考勤20%。要求學生課內時間在教室完成設計任務，每天有本組組長考勤，無故缺

11、勤3次按不及格論處。</p><p><b>　　設計推薦參考書目</b></p><p>　　1.《重金屬冶金學》 </p><p>　　2.《有色冶金工廠設計基礎》 陳楓主編 中南工大出版社</p><p>　　3.《銅鉛鋅冶煉設計參考手冊》</p><p>　　4.《工業(yè)爐設計參考手冊

12、》</p><p>　　5.《有色重金屬冶煉設計手冊》</p><p><b>　　6.《銅冶金學》</b></p><p><b>　　7.《銅冶煉技術》</b></p><p>　　指導教師：------</p><p><b>　　目錄</b>&l

13、t;/p><p>　　摘要.......................................................................................1</p><p>　　前言....................................................................................

14、...2</p><p>　　1.緒論.....................................................................................3</p><p>　　1.1銅的性質及用途......................................................................

15、...3</p><p>　　1.1.1 銅的物理性質......................................................................3</p><p>　　1.1.2 銅的化學性質......................................................................3<

16、/p><p>　　1.1.3 銅的用途..........................................................................4</p><p>　　1.2銅在國民經濟中的地位和作用.............................................................5</p><

17、;p>　　1.3銅的資源及消費情況.....................................................................6</p><p>　　1.3.1 國內銅礦產資源狀況 ...............................................................6</p><p>　　1.3.

18、2 國內市場生產狀況..................................................................9</p><p>　　1.3.3 國內市場消費狀況..................................................................9</p><p>　　1.3.4 國際銅市場生產狀況.

19、..............................................................10</p><p>　　1.3.5 國際銅市場消費狀況...............................................................11</p><p>　　1.4銅的冶煉工藝.....................

20、.....................................................11</p><p>　　1.4.1火法冶煉..........................................................................12</p><p>　　1.4.2濕法冶煉.........................

21、.................................................12</p><p>　　2 廠址選擇...............................................................................14</p><p>　　2.1 廠址選擇原則........................

22、................................................14</p><p>　　2.2 廠址地點---中國山東 臨沂市 蘭山區(qū)..................................................14</p><p>　　2.2.1 交通運輸條件...................................

23、..................................15</p><p>　　2.2.2 氣候特征.........................................................................17</p><p>　　2.2.3 土地資源、水資源和電力資源..................................

24、.....................19</p><p>　　2.2.4 礦產資源........................................................................20</p><p>　　2.2.5 消費市場........................................................

25、.................21</p><p>　　2.2.6 選擇原由.........................................................................21</p><p>　　3 火法—銅電解精煉............................................................

26、............22</p><p>　　3.1 銅電解精煉原理 .......................................................................22</p><p>　　3.2 電解精煉工藝.................................................................

27、.........23</p><p>　　3.3 銅電解精煉的分類.....................................................................23</p><p>　　3.3.1 常規(guī)電解......................................................................

28、...24</p><p>　　3.3.2 周期反向電流電解.................................................................25</p><p>　　3.3.3 永久陰極電解.....................................................................25</

29、p><p>　　3.3 銅電解電解液成分.....................................................................25</p><p>　　3.4 電解液的循環(huán).........................................................................28</p>

30、<p>　　3.5 銅電解液的凈化......................................................................29</p><p>　　4 計算....................................................................................30</p>

31、<p>　　4.1 銅電解精煉物料平衡計算...............................................................30</p><p>　　4.2 電解槽熱平衡計算.....................................................................33</p><p>　

32、　4.2.1 熱收入...........................................................................33</p><p>　　4.2.2 熱支出...........................................................................33</p><p>　　4

33、.3 銅電解精煉電解槽的計算...............................................................36</p><p>　　4.3.1 陰、陽極的選擇...................................................................36</p><p>　　4.3.2 電解槽數量及尺

34、寸計算.............................................................36</p><p>　　5 主要設備的選擇..........................................................................39</p><p>　　5.1 電解槽................

35、...............................................................39</p><p>　　5.1.1電解槽分類........................................................................39</p><p>　　5.1.2電解槽進出液方式............

36、......................................................41</p><p>　　5.2 陰、陽極加工設備.....................................................................41</p><p>　　5.3電解液循環(huán)設備.........................

37、...............................................42</p><p>　　5.3.1電解液加熱器......................................................................42</p><p>　　5.3.2電解液循環(huán)泵...............................

38、.......................................42</p><p>　　5.4 運輸設備.............................................................................43</p><p>　　5.5供電設備.......................................

39、.......................................43</p><p>　　5.6主、輔設備一覽表......................................................................44</p><p>　　6 酸霧治理............................................

40、....................................45</p><p>　　6.1酸霧成因..............................................................................45</p><p>　　6.2酸霧種類..........................................

41、....................................45</p><p>　　6.3酸霧的危害............................................................................46</p><p>　　6.4酸霧處理方法.........................................

42、.................................46</p><p>　　7 三廢處理................................................................................49</p><p>　　7.1 三廢的危害..........................................

43、.................................49</p><p>　　7.2 廢水處理.............................................................................49</p><p>　　7.3 廢渣處理............................................

44、.................................50</p><p>　　7.4 廢氣處理.............................................................................50</p><p>　　結論..................................................

45、....................................52</p><p>　　總結與體會................................................................................53</p><p>　　謝辭...............................................

46、.......................................54</p><p>　　參考文獻..................................................................................55</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　本

47、文主要設計了一座年產5萬噸銅的銅電解精煉車間及電解工藝。通過搜集相關資料，熟悉了電解精煉工藝及車間布置。根據已知條件，選定操作技術條件。在物料平衡和熱平衡計算的基礎上，根據給定的條件選擇合適的工藝流程和主輔設備。對年產5萬噸銅的銅電解精煉槽進行了槽型設計，并且進行了銅電解精煉車間的技術經濟指標的核算。繪制出銅電解精煉電解槽車間平面圖、俯視圖、側視圖一張。</p><p>　　關鍵字：銅 性質 火法 濕法 計算

48、三廢 廠址選擇 電解設備 </p><p>　　銅電解精煉 酸霧 物料平衡 熱平衡</p><p><b>　　前言</b></p><p>　　設計是國家基本建設的一個重要環(huán)節(jié)，工業(yè)生產中的先進經驗、先進技術以及科學研究中的最新成果，都是通過設計加以推廣和運用的。畢業(yè)設計更是大學教育培養(yǎng)目標實現的重要階段，是畢業(yè)前的綜合學習階段,是

49、深化、拓寬、綜合教和學的重要過程,是對大學期間所學專業(yè)知識的全面總結。</p><p>　　目前，我國銅電解廠的生存與發(fā)展存在以下問題：</p><p>　　一、 生產規(guī)模偏小，缺乏規(guī)模效益。我國電解銅生產能力在20萬噸以上的企業(yè)有銅陵有色金屬集團、江西銅業(yè)集團、云南銅業(yè)集團、金川集團、大冶有色集團，其他大多數企業(yè)生產能力較低，生產規(guī)模較小。</p><p>　　二

50、、 技術裝備水平低。目前我國電解作業(yè)仍較多的使用銅始極片，國外已開始普遍使用不銹鋼永久陰極母板，而且用量不斷增加。國內除貴冶、金隆等少數幾個廠采用了大電解槽，機械化程度較高外，其他普遍水平都不高。</p><p>　　雖然國有骨干的大型電解廠的技術水平和產品質量已達到國際先進水平，在國際市場具有一定競爭能力，但總體來講，我國電解銅廠小型多、分散、技術裝備水平落后。要解決上述問題，銅電解企業(yè)必須依靠科技創(chuàng)新，采用先

51、進技術，使生產向大型化、自動化方向發(fā)展。認真處理好原料、電力的供應以及市場需求等之間的關系，只有這樣，才能使銅電解產業(yè)成為一個穩(wěn)定和諧、可持續(xù)發(fā)展的優(yōu)勢產業(yè)。</p><p>　　因此設計一個好的電解車間非常重要。</p><p><b>　　1 緒論</b></p><p>　　1.1銅的性質及用途</p><p>　

52、　銅是僅次于銀的優(yōu)良導電導熱體，常溫下銅的導電率為銀的94％，導熱率為銀的73.2%。</p><p>　　1.1.1 銅的物理性質</p><p>　　銅具有許多可貴的物理化學特性，例如其熱導率和電導率都很高，化學穩(wěn)定性強，抗張強度大，易熔接，具有抗蝕性、可塑性、延展性。純銅可拉成很細的銅絲，制成很薄的銅箔。銅能與鋅、錫、鉛、錳、鈷、鎳、鋁、鐵等金屬形成合金。</p>&l

53、t;p>　　密度(20℃ ) 8.96％ g／cm3</p><p>　　熔點 1083.4 ℃</p><p>　　沸點 2560 ℃</p><p>　　平均比熱(0～100℃) 386.0 J／(kg·K)</p><p>　　熔化熱

54、 13.02 kJ／mol</p><p>　　汽化熱 304.8 kJ／mol</p><p>　　熱導率(0～100℃ ) 397 W／(m·K) </p><p>　　電阻率(20℃) 1.694 μΩ·cm</p><p>　　1

55、.1.2 銅的化學性質</p><p>　　銅在干燥空氣中不氧化，在含有二氧化碳的濕空氣中表面形成一層銅綠；與堿溶液反應很慢，但易與氨形成絡合物。銅不能置換酸溶液中的氫，但溶于有氧化作用的酸中。銅的標準電極電位為+0.337伏，二價銅的電化當量為1.186克／(安培·小時)。</p><p>　　銅原子容易失去一個電子形成亞銅離子(Cu+)或失去兩個電子形成銅離子(Cu2+)，故

56、銅形成化合物是以呈現一價或二價的氧化狀態(tài)進行，但由正二價氧化狀態(tài)形成的化合物比由正一價氧化狀態(tài)形成的化合物穩(wěn)定。</p><p>　　1.1.3 銅的用途</p><p>　　古往今來，銅都是用途較為廣泛的有色金屬。1998年世界銅產量為1400萬噸，為有色金屬產量第二位。據預測美國2000年銅的消費量為350.5萬～500萬噸，其中電氣工業(yè)占71.4％，建筑設備占10.3％，機械裝備占9

57、.1％，運輸設備占4.1％，軍用品占1.1％，裝飾、顏料、貨幣等占4.0％。</p><p>　　利用銅的良好導電性制成的導線廣泛地應用于電力和電子工業(yè)，做輸入導線。含銅99.99%以上的高純銅用于制造高導電性的銅材銅線和需導電的零部件。電子計算機的集成線路和大規(guī)模集成線路的印刷線路板就是銅鍍在高分子材料上的復合板制成的。銅還可制成耐高溫的航天航空導線。</p><p>　　銅還可做成各種

58、各樣的銅合金，依照傳統(tǒng)分類方法可分為紫銅、黃銅(銅鋅合金)、白銅(銅鎳合金)和青銅(銅錫合金)四大類，主要用于導電、導熱、彈性、耐蝕、裝飾造幣等方面。</p><p>　　銅有多種化合物，但其用量很少，只占銅消費量的1％左右，主要用于化工、醫(yī)藥、農藥、冶金等。如硫酸銅(CuSO4·5H2O)主要用于電鍍工業(yè)鍍銅及各種銅鹽生產的原料，化工催化劑，選礦浮選的活化劑，醫(yī)藥及農藥的消毒，殺蟲劑，動物飼料添加劑。

59、</p><p>　　1.2銅在國民經濟中的地位和作用</p><p>　　銅鉛鋅礦產資源是我國重要的戰(zhàn)略性礦產資源。就目前和未來我國銅消費的發(fā)展趨勢而言，我國銅資源滿足不了其消費的最低需求，必須加強地質找礦工作。根據銅產量低于銅消費量的實際情況，為了滿足銅金屬消費的需要，必須大量進口銅金屬及其銅礦產品。又因為我國銅資源潛力遠低于鉛鋅資源潛力，所以，應重視再生銅的回收工作。因此，應及時采取

60、措施，提高銅鉛鋅資源對國民經濟建設的保障程度，促進我國國民經濟的可持續(xù)發(fā)展。  </p><p>　　礦產資源具有地質、經濟和環(huán)境三重屬性，它是人類社會賴以生存和發(fā)展的基礎，特別是戰(zhàn)略性礦產資源，更是影響人類社會實現可持續(xù)發(fā)展的關鍵因素之一。所以，戰(zhàn)略性礦產資源的可供性和資源的安全性歷來是各國政府關注的重要問題。  </p><p>　　盡管目前國際

61、上沒有統(tǒng)一的“戰(zhàn)略性礦產資源”定義，但我們認為戰(zhàn)略性礦產資源必須具備戰(zhàn)略資源和礦產資源雙重特征。因此，從國家資源安全與可供性的角度，我們把關系到一個國家的國防、經濟、人民生活和社會經濟可持續(xù)發(fā)展安全，具有平時維持價格穩(wěn)定、突發(fā)事件發(fā)生時能起到保障供應作用，目前又存在供應危機的那些礦產，稱之為戰(zhàn)略性礦產資源。</p><p>　　銅鉛鋅在我國國民經濟和國防建設中用途廣泛、地位重要，銅鉛鋅礦產資源是我國重要的戰(zhàn)略性礦

62、產資源，其可供性和安全性直接關系到國家的國防、經濟、人民生活和社會經濟可持續(xù)發(fā)展的安全。有必要摸清我國銅鉛鋅礦產資源的家底，掌握其生產和供應能力，準確推算出其缺口，以便采取相應對策。</p><p>　　1.3銅的資源及消費情況</p><p>　　1.3.1 國內銅礦產資源狀況 </p><p>　?。ㄒ唬├塾嫴槊髻Y源儲量   據國土資源部全

63、國礦產儲量數據庫2008年的統(tǒng)計數據，建國以來至2007年底，全國累計查明銅資源儲量8972萬噸。1985年至2000年查明資源儲量增長緩慢，15年間增加了約1000萬噸。2000年后恢復快速增長趨勢。 </p><p>　　（二）查明資源儲量   截至2007年底，全國查明銅礦區(qū)1426處（其中有共伴生礦區(qū)187處）,查明資源儲量7157萬噸。查明資源儲量中基礎儲量2932萬噸（

64、其中儲量1504萬噸），資源量4225萬噸。 </p><p>　?。ㄈ┎槊髻Y源儲量的分布   銅查明資源儲量最多的三個?。▍^(qū)）為：江西1282萬噸（基礎儲量733萬噸）、云南省1052萬噸（基礎儲量253萬噸）、西藏1148萬噸（基礎儲量220萬噸）；三?。▍^(qū)）查明資源儲量合計占全國的48.6%，基礎儲量合計占全國的41.1%，詳見圖2和圖3。在查明資源儲量中，以斑巖型礦床為主，占查明資源儲量

65、的42.2%。余下依次為：矽卡巖型礦床占22.4%，海相火山巖型礦床占14.6%，砂頁巖型礦床占11.7%，銅鎳硫化物型礦床占6.2%，其他類型礦床占2.9%（圖4）。</p><p>　　資源遠景   中國地質調查局對我國以往礦產資源勘查、礦產評價預測成果、以及地質大調查開展以來取得的資源調查評價成果進行了全面分析，初步定量預測，我國銅礦資源(小于500米垂深)的潛力大于1.8億噸。成礦遠

66、景區(qū)域主要分布在西南三江地區(qū)、西藏一江二河地區(qū)、藏東地區(qū)、青海東昆侖～可可西里地區(qū)、東天山地區(qū)、北天山地區(qū)。</p><p>　　1.3.2 國內市場生產狀況</p><p>　　從中國銅相關品種的供給量來看，中國的精煉銅產量、銅管產量及銅棒與合金產量均維持了較好的增長勢頭。就精銅產量來看，CRU統(tǒng)計今年中國精銅產量同比增加了12.4%，由09年的402萬噸上漲至10年的452萬噸。而安泰

67、科的數據則預計全年精煉銅產量由09年的412萬噸增長10.4%至455萬噸。銅管及銅棒與合金方面，CRU預計中國銅管產量同比增加18.2%，而銅棒與合金產量同比上漲27.9%。盡管銅管在年內維持了高生產態(tài)勢，但2010年9月美國商務部對無縫精煉銅管的反傾銷終裁還是會影響到后期國內銅管的產量。根據美國聯邦公報，中國一共8家企業(yè)所征稅率由11.25%至60.85%不等，其中金龍精密銅管集團股份有限公司稅率為11.25%，而浙江海量及海量銅貿

68、易公司則為60.85%，另有5家中國企業(yè)被征收36.05%的反傾銷稅。故預計在后期向美國輸出銅管受阻的情況下，國內銅管產量或不會維持高增長態(tài)勢。</p><p>　　1.3.3 國內市場消費狀況</p><p>　　中國精銅需求維持著穩(wěn)定的增長勢頭。2010年中國全年銅消費量近700萬噸，同比上漲幅度超過11%。若回顧歷史，中國的精銅需求自2000年以來平均增長速度達到15%（而全球精銅需

69、求增長率僅為2%），這帶動了中國的年度需求總量由2000年的188萬噸大幅上漲至今年的700萬噸，拉動中國銅消費占世界消費比例由12%升至37%。中國銅需求的大幅擴張在一定程度上反映了全球生產力由成熟經濟體向中國的轉移，“世界工廠”對“中國需求”具有部分提振作用。</p><p>　　除了國際生產力資本的輸入外，中國自身經濟的快速發(fā)展亦對銅消費起到決定性作用。中國銅消費的增長點比較特別，其很大程度上取決于國家基礎

70、設施的建設。電力行業(yè)、建筑行業(yè)及交通運輸業(yè)合計對中國銅消費的貢獻率超過70%，而家用電器、電子消費品亦占國內銅消費的一席之地。</p><p>　　1.3.4 國際銅市場生產狀況</p><p>　　全球精煉銅產量在2010年維持了擴張態(tài)勢，但產能利用率卻有所回落。2010年全球精銅產量整體增幅為1.4%，其中非洲產能增長迅速，同比增長22.7%，這主要源于剛果及贊比亞高速的冶煉擴張計劃。

71、亞洲整體增幅達7.1%，其中中國、哈薩克斯坦及土耳其同比增幅較大，但由于土耳其的低基數效應（去年同期為4.1萬噸），對銅市場的影響相對有限。歐洲方面，各個主要歐盟國家的精銅產能均維持了擴張態(tài)勢，但瑞典是個意外，其產能環(huán)比下滑了-14.5%。北美的加拿大和墨西哥產能同比分別增加了4.8%及1.4%，但美國的精銅產出卻下降了-9.8%。南美的智利和秘魯因為自然因素及罷工事件使得產能同比出現回撤，智利產能降幅-1.6%而秘魯降幅則至-5.8%

72、。在產能利用率方面，自2008年其全球產能利用率出現了緩慢回落的局面，其中產能利用率由08年的73.1%下降至09年的69.1%，而后至10年回落到68.3%。盡管現階段產能利用率并沒有恢復到金融危機爆發(fā)前的水平，但未來隨著新的冶煉技術的不斷推廣（如閃速冶煉技術等）及隨著銅價走高帶來的利潤效應，相信產能利用率在2011-2014年會緩慢上漲。</p><p>　　1.3.5 國際銅市場消費狀況</p>

73、<p>　　全球精煉銅的需求在近3年里已逐漸走出金融危機的晦影，呈現出先低后高的態(tài)勢，而后期全球精銅消費有望延續(xù)擴張。08年發(fā)生的次貸危機對全球精銅消費起到較為嚴重的打壓，其中歐洲及北美受災嚴重區(qū)回撤跡象明顯。這種消費的不景氣在09年出現了集中釋放，歐洲精銅消費同比下降22.8%，北美消費同比下滑22.3%，而全球除中國外的精通消費量回撤幅度高達16.3%。轉至2010年，隨著全球經濟的逐漸企穩(wěn)，精銅消費亦出現了回暖跡象。

74、歐洲及北美的精銅需求分別同比增加了4.7%及2.1%，而亞洲需求則沖至9.5%的歷史新高。在亞洲需求增長的強勁帶動下，全球精銅消費出現了7.6%的年增長率。從歷史數據可以看出，全球精銅需求的寒冬正逐漸過去。</p><p><b>　　1.4銅的冶煉工藝</b></p><p>　　銅冶金技術的發(fā)展經歷了漫長的過程，但至今銅的冶煉仍以火法治煉為主，其產量約占世界銅總產

75、量的85%，現代濕法冶煉的技術正在逐步推廣，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。</p><p><b>　　1.4.1火法冶煉</b></p><p>　　火法冶煉一般是先將含銅百分之幾或千分之幾的原礦石，通過選礦提高到20－30％，作為銅精礦，在密閉鼓風爐、反射爐、電爐或閃速爐進行造锍熔煉，產出的熔锍(冰銅)接著送入轉爐進行吹煉成粗銅，再在另一種反射爐內經過氧化

76、精煉脫雜，或鑄成陽極板進行電解，獲得品位高達99.9％的電解銅。該流程簡短、適應性強，銅的回收率可達95％，但因礦石中的硫在造锍和吹煉兩階段作為二氧化硫廢氣排出，不易回收，易造成污染。近年來出現如白銀法、諾蘭達法等熔池熔煉以及日本的三菱法等、火法冶煉逐漸向連續(xù)化、自動化發(fā)展。</p><p><b>　　火法煉銅工藝流程</b></p><p><b>　　

77、1.4.2濕法冶煉</b></p><p>　　現代濕法冶煉有硫酸化焙燒－浸出－電積，浸出－萃?。姺e，細菌浸出等法，適于低品位復雜礦、氧化銅礦、含銅廢礦石的堆浸、槽浸選用或就地浸出。濕法冶煉技術正在逐步推廣，預計本世紀末可達總產量的20%，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。</p><p>　　氧化銅礦酸浸—萃取—電積提銅流程 </p><p>&

78、lt;b>　　2 廠址選擇</b></p><p>　　2.1 廠址選擇原則</p><p>　　應符合工業(yè)布局及區(qū)域性總體規(guī)劃和城市建設規(guī)劃的要求；要盡可能利用城鎮(zhèn)設施，節(jié)約資源；要靠近原材料、水、電供應充足和產品銷售便利的地方，有較好的交通運輸條件；要注意節(jié)約用地，盡量不占或少占農田，留有發(fā)展余地；要有適當的自然地形和適宜的工程地質、水文、地震等級條件及較好的協(xié)作

79、條件等。</p><p>　　2.2 廠址地點---中國山東 臨沂市 蘭山區(qū)</p><p>　　臨沂，地處山東東南，東近黃海，南鄰江蘇連云港、徐州，東接港城日照，西接棗莊、濟寧、泰安，北靠淄博、濰坊。是滑水運動之都，坐擁全國最大的市場集群，被譽為“物流之都，商貿名城”，是海關特批實行“旅游購物商品通關方式”的城市。臨沂是中國市場貿易博覽會、書圣國際文化節(jié)的永久舉辦地。</p&g

80、t;<p>　　臨沂市土地總面積為1718992.74 公頃 ，占全省10.93%。西部、北部為山區(qū)，東部為丘陵，中南部為平原。山地、丘陵、平原各占總面積三分之一。</p><p>　　其中蘭山區(qū)位于山東省東南部，東經118°，北緯35°，是中共臨沂市委、市政府所在地，是魯東南的政治、經濟、文化、商貿中心。全區(qū)總面積590平方公里，轄4個街道辦事處、9個鎮(zhèn)，400多個村居、社區(qū)，

81、總人口88萬，流動人口30萬（2010年）。</p><p>　　2.2.1 交通運輸條件</p><p>　　蘭山區(qū)的地理位置優(yōu)越，交通四通八達。京滬高速公路與亞歐大陸橋鐵路在這里交匯。日東高速公路和東部沿海鐵路穿越區(qū)境。205國道、327國道和數條省際干道縱橫相連。距日照、嵐山、連云港三大港口100多公里。距青島港200多公里，距臨沂飛機場僅5公里，現已開通20多個城市的航班。具有立體

82、化的海陸空交通優(yōu)勢。蘭山區(qū)委、區(qū)人民政府駐地臨沂城，東西長6.5公里，南北長6.3公里，面積41平方公里。是沂蒙山區(qū)政治、經濟、文化中心，省級歷史文化名城，國務院批準的對外開放城市，也是臨沂市委、市人民政府所在地。</p><p>　　2.2.2 氣候特征</p><p>　　屬暖溫帶季風區(qū)半濕潤大陸性氣候，光照充足，雨量充沛，氣候適宜，四季分明。春季回暖迅速，少雨多風，空氣干燥。夏季溫高

83、濕大，雨量集中，為全年降水最多季節(jié)。秋季氣溫下降迅速，降水變率較大。冬季寒冷干燥，雨雪稀少，嚴寒期較長。年均降水量790-920毫米。氣溫歷年平均13.3℃，7月最高，1月最低。地面溫度歷年均為15.3℃，日照時數為2357.5小時，日照百分率為55%。無霜期平均202天。春季多東北風，秋與冬季多北、東北風，夏季多東、東南風。</p><p>　　氣壓：月平均最高氣壓為1018百帕（1月），最低氣壓為994.5百

84、帕（7月）。累年極端最高氣壓為1037.9百帕（1970年1月5日），極端最低氣壓為981.5百帕（1963年6月25日）。</p><p>　　風率：本區(qū)春季多東北風，最大風速4.6米/秒，為年平均風速最大季節(jié)；夏季多東風、東南風，風速偏??；秋、冬兩季多北風。風力大于8級者，累年平均20天左右。</p><p>　　由上山東省閃電活動空間分布圖可知，從膠東半島到山東內陸，閃電活動逐漸呈遞

85、增趨勢。在山東煙臺及呈山頭附近，閃電活動密度最小。青島，嶗山和膠州灣附近的閃電密度與成山頭的密度相當，山東省內閃電活動最多的區(qū)域為山東濟南和玉皇項附近。</p><p>　　下圖為山東省各站雷暴日數的多年平均分布圖，由圖可知，山東半島和山東西部雷暴日數較少，魯北的東營、濱州、魯中山區(qū)、和魯南的沂蒙山區(qū)雷暴日數較多，最大值重新在萊蕪。</p><p>　　2.2.3 土地資源、水資源和電力資

86、源</p><p><b>　　土地資源</b></p><p>　　全市土地總面積為1718992.74 公頃 ，占全省10.93%。西部、北部為山區(qū)，東部為丘陵，中南部為平原。山地、丘陵、平原各占總面積三分之一；棕壤、褐土、 潮土、砂姜黑土、水稻土較為豐富。</p><p><b>　　水體資源</b></p&g

87、t;<p>　　水資源豐富，水質優(yōu)良，符合人畜飲水和工農業(yè)用水標準。年平均年降水量824.8毫米，多年平均年地表水資源量51.6億立方米，水資源總量59.6億立方米。 平均年水資源總量54.7億立方米， 枯水年水資源總量38.2億立方米，特枯水年水資源總量 22.1億立方米，現有水利工程平水年可供水量31.8億立方米，其中地表水可供水量25億立方米。</p><p><b>　　電力資源&

88、lt;/b></p><p>　　臨沂供電公司是隸屬山東電力集團公司的國有大二型企業(yè)，擔負著臨沂市九縣三區(qū)以及3個開發(fā)區(qū)的供電服務工作。截至2011年8月，公司資產總額37.19億元，在冊員工1098人。公司下設14個管理部室、10個生產經營單位。 臨沂電網位于山東電網西電東送南線通道。經過多年發(fā)展，臨沂電網已形成以兩座主力電廠和1座500千伏變電站為電源支撐，110千伏和220千伏為骨干網架的現代

89、化電網。直屬35千伏及以上變電站83座，其中220千伏20座，110千伏41座，主變容量1004萬千伏安，線路長度2575千米。</p><p>　　2.2.4 礦產資源</p><p>　　礦產資源：已探明的礦產資源有30多種，分為金屬、非金屬兩大類。金屬類有金、銅、鋁、鐵、鈷、鋅、錳等，大部系復合共生礦床。金、銅主要分布于李官鎮(zhèn)的鐵山坡一帶。鐵山銅礦以產銅為主，金次之；鐵礦主要分布于

90、馬廠湖鎮(zhèn)，為雞窩狀礦點。非金屬以煤、石為主。煤儲量大，質量好。瓷土，又名紫焦寶石分布于李官、朱保等鎮(zhèn)，是制造陶瓷與耐火材料的重要原料，白瓷石分布于李官、半程，是陶瓷工業(yè)的重要原料?？們α?500萬立方米。石英砂巖，分布于李官、半程與白沙埠鎮(zhèn)，是制造玻璃、高級耐火材料的重要原料，總儲量3000萬立方米。石灰石分布廣泛，儲量很大，其中石灰石D級儲量8.5億立方米，含氧化鈣50.3%，是生產水泥、石灰的主要原料，現已廣泛應用。</p&g

91、t;<p>　　山東發(fā)現礦產地70處，查明資源儲量1022731.09噸。山東省銅主要來源于伴生銅礦；礦床在魯東、魯西地區(qū)均有分布；較集中分布的地區(qū)有海陽－榮成地區(qū)，該區(qū)主要是熱液充填脈型的礦點；福山－棲霞地區(qū)（多金屬礦伴生的銅礦）；五蓮七寶山地區(qū)（與金伴生的熱液交代型銅礦）；鄒平（與火山機構有關的斑巖型及熱液型銅礦）；金嶺－萊蕪地區(qū)（鐵礦伴生的銅礦）。</p><p>　　該廠還可以建成以再生銅回

92、收、精煉、加工為主導產業(yè)。</p><p>　　2.2.5 消費市場</p><p>　　消費市場廣闊，由于位于沿海地區(qū)，經濟發(fā)達，市場需求大。由于交通方便向北可以滿足北方市場（如北京、天津等）；向南可以滿足南京，上海經濟開發(fā)區(qū)；向西可以滿足鄭州和太原市場。</p><p>　　2.2.6 選擇原由</p><p>　　“十一五”期間的再生銅

93、回收加工產業(yè)化項目被省政府批準列為“山東省重點基本建設項目”。</p><p>　　綜上所述，考慮臨沂的地理環(huán)境，市場需求，選擇臨沂為建廠地點是合理的，在臨沂建廠利大于弊。</p><p>　　3 火法—銅電解精煉</p><p>　　銅的電解精煉是將火法精煉銅鑄成陽極板，以電解產出的薄銅片（始極片）作為陰極，二者相間地裝入盛有電解液（硫酸銅與硫酸的水溶液）的電解槽

94、中，在直流電的作用下，陽極銅進行電化學溶解，陰極上進行純銅的沉積。由于化學性質的差異，貴金屬和部分雜質進人陽極泥，大部分雜質則以離子形態(tài)保留在電解液中，從而實現了銅與雜質的分離。</p><p>　　3.1 銅電解精煉原理</p><p>　　銅電解精煉的原理如下：    陽極反應：</p><p>　　Cu－2e ==Cu2+

95、60;  EΘCu/Cu2＋＝0. 34V              Me－2e ==Me 2+      EΘMe/Me2＋＜0. 34V         H2

96、O－2e==2H＋＋1/2O2     EΘH2O/O2＝1.229V         SO42――2e ==SO3＋1/2O2     EΘSO42－/O2＝2.42V    式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更負電性的

97、金屬，它們從陽極上溶解進入溶液。H2O和SO42－失去電子的反應由于其電位比銅正，故在正常情況下不會發(fā)生。貴金屬的電位更正，不溶解，而進入陽極泥。</p><p><b>　　陰極反應：</b></p><p>　　Cu2＋＋2e ==Cu     EΘCu/Cu2＋＜0. 34V</p><p>　　2

98、H＋＋2e==H2       EΘH＋/H2＝0. 0V    Me2＋＋2e ==Me      EΘSO42－/O2＞0. 34V    在這些反應中，具有標準電位比銅正、濃度高的金屬離子才可能在陰極上被還原，但它們在陽極不溶解，因此只有銅離子還原是陰極的主

99、要反應。</p><p>　　3.2 電解精煉工藝</p><p>　　電解精煉的工藝：電解液由循環(huán)槽經電解液循環(huán)泵泵至板式換熱器，加熱至65℃左右以穩(wěn)定的流量供到各個電解槽。電解槽供液采用底部給液（也有的采用側面給液）、兩端溢流出液的方式，槽兩端溢流出的電解液匯總后返回循環(huán)槽。為保證電解液的潔凈度，配備了專用的LAROX凈化過濾機，循環(huán)系統(tǒng)每天抽取電解液循環(huán)量的約25%進行凈化過濾。根據

100、電解液中雜質的情況，每天抽取部分電解液進行脫銅、脫雜處理，保證電解液中銅、酸及雜質濃度不超過極限值。為保證電解液成分，調節(jié)陰極銅的物理性能，需在電解液中加入硫酸、添加劑。</p><p>　　3.3 銅電解精煉的分類</p><p>　　電解精煉工藝有常規(guī)電解、周期反向電流電解和永久陰極電解三種方法可供選用。</p><p>　　3.3.1 常規(guī)電解</p&g

101、t;<p>　　以純銅始極片為陰極，電源為恒向直流電，電流密度為220～280A/m2。該法在世界各國均已有多年生產歷史，工藝成熟可靠，電耗低。特別是采用了機械化、自動化水平高的陰陽極加工機組，并采用新技術適當提高了陰陽極板的垂直度以后，陰極銅產品質量得到顯著的改善。常規(guī)電解精煉工藝流程見下圖。</p><p>　　圖3-1 常規(guī)銅電解精煉工藝流程圖</p><p>　　3

102、.3.2 周期反向電流電解</p><p>　　周期性短時間改變直流電流方向的電解方法。電解陰極及陽極和常規(guī)電解相同，周期性短暫反向，是為了克服陽極鈍化，電流密度達300～350A/m2。，可強化生產，節(jié)省投資，縮短電解銅在產周期。缺點是電流效率低，電耗高于常規(guī)電解。適于老廠擴大生產能力和電價低廉地區(qū)采用。</p><p>　　3.3.3 永久陰極電解</p><p&g

103、t;　　永久性陰極電解又名艾薩（ISA）電解法。和常規(guī)電解不同，陰極是永久性的不銹鋼板，在不銹鋼陰極板上析出的電解銅定期取出剝離作為成品。它的優(yōu)點是可省掉銅始板片生產系統(tǒng)，不銹鋼陰極平直，短路發(fā)生率低，陰極質量高。</p><p>　　不銹鋼陰極電解精煉工藝的主要優(yōu)點：</p><p><b>　?。?）、高電流密度</b></p><p>&

104、lt;b>　?。?）、極間距小 </b></p><p><b>　　（3）、殘極率低 </b></p><p>　?。?）、陰極周期短 </p><p>　?。?）、蒸汽耗量低、</p><p>　　、機械化程度高，適用于大規(guī)模生產。 </p><p><b>　　本

105、設計用常規(guī)電解。</b></p><p>　　3.3 銅電解電解液成分</p><p>　　銅電解精煉所用的電解液為含硫酸銅的硫酸水溶液。這種溶液導電性好，發(fā)揮性小，且比較穩(wěn)定，使電解過程可以在較高的溫度和酸度下進行。另外，硫酸銅的分解電壓較低，砷、銻、鉛等在硫酸溶液中能生成難溶化合物，因而雜質對陰極質量的影響相對較小，而且貴金屬在硫酸溶液中也能得到叫完全的分離。這些都使得以硫

106、酸溶液作為銅電解液，比采用其他溶液如鹽酸溶液、硝酸溶液、氨鹽溶液等具有較大的優(yōu)越性。一般含銅40～50ｇ/L，含游離硫酸180～210g/L。由于電解液的電阻值隨著酸度的增加而降低，隨著含銅量的增加而升高。</p><p>　　銅離子從陽極轉移到陰極的載體。如果說陽極、陰極是銅電解過程的兩個支柱，電解液則是銅電解過程中銅離子遷移的載體。 組成：CUSO4、H2SO4、H2O、添加劑（鹽酸、有機化合物）。</

107、p><p>　　1） H2SO4一般波動于100—220g/L，電流密度在300A/m2、電解液溫度在60~65℃時要把H2SO4控制在180g/L。</p><p>　　電解液的物理性質——影響比電導的因素：H2SO4>電解液溫度>雜質>CU2+</p><p>　　酸度越大，電解液的導電性越好。但是H2SO4不能無限地升高，硫酸升高時，硫酸銅的溶

108、解度會降低，甚至析出沉淀（CUSO4·5H2O）。</p><p>　　2）電解液中CU2+的穩(wěn)定性很重要。CU2+濃度不得小于35g/L，否則雜質AS、Sb、Bi可能在陰極析出，CU2+濃度升高時，電阻、槽電壓、電能消耗都會升高，嚴重時會有硫酸銅析出。要控制CU2+在45—48g/l范圍內。CU2+大幅度波動會使陰極銅質量失控，泵、管道堵塞或損壞，甚至電解槽漏液等事故，因此，在電解車間建設中脫銅工序是

109、不可少的。 </p><p>　　電流密度與電解液中濃度控制參數 </p><p>　　3 ) 添加劑：加入電解液中能有效調節(jié)陰極銅的物理性質的物質。從而控制陰極銅光澤度、平滑度、硬度和韌性。</p><p>　　骨膠、硫脲、鹽酸我們現在普遍使用的添加劑。</p><p>　　骨膠是一種動物膠，由動物骨、皮熬制成的生膠質。對溫度的變化最敏

110、感，溫度越高失效也越快。 </p><p>　?。∟H2）2CS在純水中比較穩(wěn)定，溫度在60℃-80℃時幾乎不分解，濃度不隨時間變化而變化。在酸中的稍有分解。在GUSO4電解液中不穩(wěn)定，它會隨電解液的溫度和電解液中cl-的濃度增加，分解速度加快。 </p><p>　　cl-:符合添加劑的一種，以HCl形式加入，適合高雜質陽極電解。氯離子作為添加劑，可使溶液中量很少的AgCl沉淀進入

111、陽極泥。還可能形成CU2Cl2沉淀 ，吸附砷、銻、鉍和它們所形成的化合物共沉淀，減少砷、銻、鉍等有害雜質對陰極銅的污染。</p><p>　　綜合看來，添加劑的用量要根據電流密度、電解液溫度、成分來決定。</p><p>　　3.4 電解液的循環(huán)</p><p>　　電解槽的循環(huán)方式通常根據電解液的流向可分為上進下出式和下進上出式兩種。</p><