电解铜工艺技术设计

1、摘要 错误！未定义书签。ABSTRACT 错误！未定义书签。 TOC o 1-5 h z 目录 1第一章绪论 5 HYPERLINK l bookmark0 o Current Document 1.1铜的性质 5 HYPERLINK l bookmark2 o Current Document 1.2铜的用途 5 HYPERLINK l bookmark4 o Current Document 1.3铜的冶炼方法 61.3.1铜的湿法冶炼 61.3.2铜的火法冶炼 81.4中国铜的生产和消费状况 101.4.1铜的生产状况 101.4.2铜的消费状况 111.4.3铜的市场分析及预测 111

2、.5本设计的内容及意义 131.5.1本设计的内容 131.5.2本设计的意义 14第二章 厂址选择 16第三章铜电解精练工艺流程的选择 183.1铜电解精炼流程简述 183.2铜电解精炼的理论基础 203.2.1阳极过程 203.2.2阴极过程 213.3电解液的净化 23第四章铜电解精炼技术指标的选择 254.1铜电解精炼条件 254.1.1电解液组成 254.1.2添加剂 264.1.3电解液温度 264.1.4电解液循环 264.1.5电流密度 274.1.6同极中心距 274.1.7阳极寿命和阴极周期 274.2铜电解精炼经济技术指标 274.2.1电流效率 274.2.2残极率 2

3、84.2.3铜电解回收率 284.2.4槽电压 284.2.5直流电能消耗 294.2.6硫酸单位消耗 294.2.7蒸汽单位消耗 29第五章 铜电解精炼冶金计算 315.1溶解100kg阳极铜平衡计算 325.1.1阴极铜产量和成分计算 325.1.2.阳极泥率和成分计算 335.1.3进入电解液中铜及主要元素的量的计算 345.1.4净液量的计算 345.2生产1t电铜的平衡 365.3电解车间一昼夜物料的平衡计算 37第六章 铜电解精炼主要设备计算与选择 416.1电极的选择 416.2电解槽的选择 426.3每个电解槽中电解液体积更新时间 466.4电解槽热平衡计算 476.4.1热收

4、入 486.4.2热支出 486.5整流器及导电铜材料的计算 506.5.1直流电源 506.5.2槽边导电排 516.5.3槽间导电板 526.5.4短路棒 526.6电解液循环系统设备及管道计算 526.6.1集液槽 526.6.2电解液循环泵 536.6.3高位槽 546.6.4加热器 546.6.5电解液供液管 556.7阴极片剥机 566.8车间运输设备计算及选择 566.8.1起重机 566.8.2 叉车 576.9其他设备及设施 586.9.1各种辅助槽子 586.9.2阳极泥放出与收集 58第七章 电解液净化 617.1概述 617.2年处理净液量计算 617.3 一段脱铜 6

5、27.4硫酸铜结晶 637.5二段脱铜 647.6粗硫酸镍生产计算 65第八章 环保措施 18.1环境保护 18.2安全生产 2第九章 车间定员 2结语 4参考文献 5第一章绪论1.1铜的性质金属铜，元素符号Cu,原子量63.54，比重8.92g/cm3，熔点1083E。纯铜呈浅玫瑰 色或淡红色。铜是人类最早发现的古老金属之一，早在三千多年前人类就开始使用铜。铜 热导率高，抗张强度大，易熔接，且抗蚀性强，可塑性、延展性好。纯铜可拉成很细的铜 丝，制成很薄的铜箔。铜在干燥的空气中不起变化，但在含有二氧化碳的潮湿空气中则能氧化形成碱式碳酸 铜（铜绿）的有毒薄膜。加热至 150C，铜在空气中开始氧化

6、，高于 350C氧化生成CuO 和CuO因铜为正电性元素，故不能置换酸（盐酸和硫酸）中的氢，而仅能溶于有氧化作 用的酸如硝酸和有氧化剂存在时的硫酸中。铜能溶于氨水及与氧、硫、卤素等化合。1.2铜的用途根据铜不同的物化性质，用途不同。1、铜的导电性铜最重要的特性之一便是其具有极佳的导电性，其电导率为58m/（ Q mm。这一特性使得铜大量应用于电子、电气、电信和电子行业。铜的这种高导电性与其原子结构有关； 当多个单独存在的铜原子结合成铜块时，其价电子将不再局限于铜原子之中，因而可以在 全部的固态铜中自由移动，其导电性仅次于银。2、铜的导热性固体铜中含有自由电子所产生的另一重要效应就是其拥有极高的

7、导热性，其热导性为 386W/（m- k），导热性仅次于银。加之铜比金、银储量更丰富，价格更便宜，因此被制成电线电缆、接插件端子、汇流排、引线框架等各种产品，广泛用于电子电气、电讯和电子行业。铜还有各种换热设备如热交换器、冷凝器、散热器的关键材料，被广泛应用于电站辅 机、空调、制冷、汽车水箱、太阳能集热器栅板、海水淡化以及医药、化工、冶金等各种 换热场合。3、铜的耐蚀性铜具有良好的耐蚀性能，优于普通钢材，在碱性气氛中优于铝。铜的电位序中是+0.34V,比氢高，是电位较正的金属。铜在淡水中的腐蚀速度也很低（约0.05mm/a）。并且铜管用于运送自来水时，管壁不沉积矿物质，这点是铁制水管所远不能及

8、的。正因为这 一特性，高级卫浴给水装置中大量使用铜制水管、龙头及有关设备。铜极耐大气腐蚀，其 在表面可形成一层主要有碱式硫酸铜组成的保护薄膜，即铜绿，其化学成分为CuSO Cu（OHl及CuSO 3Cu（0H。因此铜材被用于建筑屋屋面板、雨水管、上下管道、管件；化工和医药容器、反应釜、纸浆滤网；舰船设备、螺旋桨、生活和消防管网；冲制种类硬币（耐腐蚀性）、装饰、奖牌、奖杯、雕塑和工艺品（耐蚀性色泽典雅）等。1.3铜的冶炼方法从铜矿石中或精矿中提取铜的方法较多，总括起来分火法和湿法两大类。1.3.1铜的湿法冶炼湿法冶炼法可处理氧化铜矿，硫化铜矿和含铜贫矿或废矿。1、氧化铜矿湿法提铜一般适于低品位的

9、氧化铜矿，生产出的阴极铜称为电积铜。湿法炼铜目前主要用于处 理氧化铜矿。有氧化铜矿直接酸浸和氨浸（或还原焙烧后氨浸）等法；酸浸应用较广，氨 浸限于处理含钙镁较高的结合性氧化矿。5g/L，可用硫化沉淀、中和水解、铁屑置换以及溶剂萃取一电积等方法提取铜。近年来，萃取一电积法发展较快。其主要过程包括：（1）用对铜有选择性的萃取剂（如 LiX - 64 N, N 510, N-530等）的煤油溶液萃取铜，铜进入有机相而与铁、锌等杂质分离。（2）用浓度较高的HSQ溶液反萃铜，得到含铜约50g/L的溶液。反萃后的有机溶剂，经洗涤后，返 回萃取过程使用。（3）电积硫酸铜溶液得电铜，电解后液返回用作反萃剂。生

10、产流程见图1-1。有巒氐iT礴电解后液I EZ图1-1氧化铜矿酸浸一萃取一电积提铜流程2、硫化铜矿湿法提铜硫化矿多用硫酸化焙烧一浸出或者直接用氨或氯盐溶液浸出等方法。（1）硫酸化焙烧一浸出法是将精矿中的铜转变为可溶性硫酸铜溶出；硫化铜精矿经硫酸化焙烧后浸出，得到的含铜浸出液，经电积得电铜。此法适于处理含有钻、镍、锌等金属的硫化铜精矿，但铜的回收率低，回收贵金属较困难，电能消耗大，电解后液的过剩 酸量须中和处理，所以一般不采用。（2）氨液浸出法是将铜转变为铜氨络合物溶出，浸出液在高压釜内用氢还原，制成 铜粉，或者用溶剂萃取一电积法制取电铜；（3）氯盐浸出法是将铜转变为铜氯络合物进入溶液，然后进行隔膜电解得电铜。3、贫矿石和废矿湿法提铜铜矿开采后坑内的残留矿、露天矿剥离的废矿石和铜矿表层的氧化矿， 含铜一般较低, 多采用堆浸、就地浸出和