铜电解精炼冶金计算

铜电解精炼冶金计算1、物料平衡计算计算条件：产量为100000t电解铜/a，年工作日为355天。火法精炼后阳极成分见表7-1。表7-1阳极成分元素CuNiAsSbAgFeBiSOAuPb含量%电回收率：%；残极率：15%。铜电解过程元素分配：表7-2铜电解过程元素分配元素进入电解液进入阳极泥进入电解铜CuNiAsSb17785Ag—952Bi18—946S—964O—973Au—Pb—937Fe745321假设以溶解100kg的阳极铜平衡进行计算阴极铜产量和电铜品味计算Cu：×%=Ni：×%=As：×%=Sb：×5%=Ag：×5%=Bi：×%=Se+Te：×6%=Fe：×21%=S：×4%=O：×3%=Au：×%=Pb：×7%%=合计：电铜品位：÷=%阳极泥率和成份计算Cu：99×%=Ni：×%=As：×%=Sb：×78%=Ag：×95%=Se+Te：×94%=S：×96%=O：×97%=Au：×%=Pb：×93%=Fe:×3%=合计：阳极泥率：%（对溶解阳极铜）电解物料平衡计算（1）1t阴极铜需要溶解的阳极量(2)阳极实际需要量（3）阳极实际溶解的量（4）阳极铜的含量（5）残极量（6）残极铜的含量（7）阳极的泥量（8）阳极泥含铜量：a（9）电解液中各个元素的含量：根据阳极成分和计算的阳极泥中各元素量及其成分见表7-3表7-3阳极泥中各元素重量级百分比元素进入阳极泥的量t/a阳极泥成分，%元素进入阳极泥的量t/a阳极泥成分，%Cu%%=Au其它Se+Te共计表7-4电解液中各元素的含量装入物料名称物料量CuAsNiAuAgt/a%%%%%阳极合计产出物料名称物料量CuAsNiAuAgt/a%%%%%电解铜1000099980残极铜99..0阳极泥电解液损失及计算误差合计5302+铜电解精炼热平衡计算仪器及实验条件参数设定如下：电解槽的外形尺寸：5100×1265×1395；电流强度：10000A；槽间电压：；电解槽的数量：560；电解槽的外壁温度：35°C电解车间温度：2°C5电解液的温度：60°C电解液循环速度：20L/min（商品槽与种板槽共用一个循环系统）；热量支出（1）槽内液面上水蒸气的热损失q1槽的总液表面积S=××560=每平方电解槽液面在无覆盖时的水分蒸发量查表得(m2·h).60℃的水气化为则q1=××=h（2）槽液面上对流传热与辐射损失q2根据化工原理的傅立叶传热公式：Q=KS（t1-t2）式中：—辐射与对流联合导热系数，kJ/(m2·h·℃)取；S—传热面积，㎡；—电解液与车间空气温度差，℃。则：q2=×（60-25）×=h槽外壁的对流传热与辐射损失q3槽壁总面子S总=560×（×+××2+××2）=m2根据化工原理的傅立叶传热公式：Q=KS（t1-t2）式中：—对钢筋混凝土槽壁辐射与对流联合导热系数，kJ/(m2·h·℃)，当槽外壁温度为35℃，车间室温为25℃时，取则：q3=×（35-25）×（4）循环管道内溶液热损失为q4电解液的循环量为：（7-7）式中：—电解液循环量，；—电解液热容量，KJ/(kg·℃)，；—电解液密度，；—电解液在循环管道内的温度降，根据车间规模大小取2～4℃，本设计取3℃。q416=h热量收入热量收入为电流通过电解液时所产生的热：式中：I—电流强度，A；E—消耗于克服电解液阻力得到槽电压/V,为槽电压的50%左右；N—电解槽数；t—时间，取3600s。则热量收入：Q=××××10000×3600×560×10-3=h综上热量衡算可得整个车间需补充的额外热量为：q1＋q2＋q3＋q4－Q=+++。表7-5电解精炼系统热量衡算热量流入热量流出加热器补充的热量电解槽外壁的辐射与对流热损失电流通过电解液产生的热量电解槽液面水蒸发热损失电解槽液面辐射与对流热损失循环管道内溶液热损失8643600合计.257合计.257净液量的计算本设计铜净化的过程主要采用的流程有中和结晶、脱铜电解、电热浓缩生产粗硫酸镍。设计规模为产量100000t/a电解铜，阳极板成分为：Cu：%，Ni：%，As：%，Fe：%，Sb：%，Bi：%。生产1t的电铜所溶解的阳极板量为，在净化过程中铜、镍、砷、锑、铋和铁的脱出率分别为98%、75%、85%、85%、85%、和80%。本设计所取有害杂质在电解液中的允许含量如下表所示:表7-6各种有害杂质元素在电解液中的允许含量元素CuNiAsFeBi含量<50<20<7<<<净液量的计算公式如下：（7-8）式中：m—每溶解100㎏阳极后某元素进入溶液的数量㎏；k—元素在整个净化过程中的脱除率%；c—元素允许的极限浓度（即允许含量）。设计中主要元素净液量的计算分别如下：表7-7主要元素的净液量元素CuNiAsFeBi净液量根据上表可知，净液量需求最大的是铜，其次的是铋。本设计采用在电解工序电解槽中增加不溶阳极的方法脱出，则净液量以铋的净液量为准，取为44000。按照44000的净液量可以推算出电解液的实际含量（）：由以上的计算可知，电解液的实际含量（）：Bi:、As:、Sb:、Cu:、Ni:、：180。硫酸盐生产物料衡算衡算的基本数据如下；加入铜料的品位％；硫酸铜平均结晶率60％；中和终液含铜：120；中和过程溶液体积缩率70％；硫酸铜含铜％；一次结晶液体缩率81％；铜回收率98％。硫酸铜结晶水返回中和系统；需加入铜料的量根据经验选取结晶所需的洗水成分为Cu:40g/l，H2SO4:50g/l。本设计的流量取1388。则中和过程进料成分为：l；l;铜料的加入量(按纯铜计）:q=(44000+1388).69=1557t中和液所需加入铜料量(按纯铜计)加入铜料耗酸：中和液体积：中和终液溶液含酸：计算硫酸铜产品产量硫酸铜结晶量：结晶洗水体积及成分；在生产实践中，硫酸铜结晶的洗水量为每吨~1m3，洗水含铜约为40g/l，含酸约为50g/l，,因此洗水量为；洗水带走的铜量：硫酸铜产品产量：一次母液体积及铜，酸浓度一次母液体积：母液含铜：母液含酸：脱铜电解物料平衡计算脱铜的基本参数：铜的回收率：98%一次脱铜后终液含Cu为30；二次脱铜后终液含Cu为；二级电铜含Cu为%；铜回收率98%。二级电铜产量：黑铜板，粉产量：黑铜板，粉含杂质质量：

脱铜电解过程增加的酸量：脱铜终液中的酸量：粗硫酸镍生产计算生产过程的基本参数：镍的回收率为98%；粗硫酸镍含Ni约为%；回收酸中的成份：Ni：6；Cu:；:1100；根据以上的