年产10万吨电解铜的铜电解车间设计任务书_毕业论文.doc

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1、本科毕业设计论文年产35万吨电解铜的铜电解车间设计目录1前言11.1铜的性质11.1.1铜的物理性质11.1.2铜的化学性质31.1.3铜的主要化合物的性质31.2铜的用途41.3铜资源状况51.3.1世界铜资源51.3.2中国资源71.4中国铜的生产状况和消费81.4.1中国铜的生产状况81.4.2铜的消费91.5.1铜的湿法冶金91.5.1铜的火法冶金101.6铜的新技术121.6.1一种采用溶剂萃取净化铜电解液的方法本121.6.2分散强化型电解铜箔及其制造方法121.6.3硫化矿细菌浸出121.7设计的内

2、容121.7.1冶金计算13第62页1.7.2重要设备及辅助设备计算131.7.3制图内容和要求132厂址选择143.1铜电解精炼流程简述163.2铜电解精炼的理论基础183.2.1阳极过程183.2.2阴极过程183.2.3阳极上杂质193.3电解液的净化204铜电解精炼的主要设备选择215铜电解技术指标245.1铜电解的条件245.1.1电解液组成245.1.2添加剂245.1.3电解液温度255.1.4电解液循环255.1.5电流密度255.1.6同极中心距265.2阳极寿命和阴极周期266主要经济技术指标

3、276.1电流效率27第62页6.2残极率276.3铜电解回收率276.4槽电压276.5直流电能电位消耗286.6硫酸单位消耗286.7蒸汽单位消耗287电解精炼冶金计算297.1电解槽设计计算297.1.1商品电解槽总数297.1.2电解槽的极板数297.1.3每槽阳极片数307.1.5种板电解槽数307.2物料平衡计算317.3铜电解精炼热平衡计算347.3.1热收入357.3.2热支出355.4净液量的计算377.5硫酸盐生产物料平衡计算387.5.1计算铜料加入量385.5.2计算硫酸铜产品产量395.

4、5.3一次母液体积39第62页5.6脱铜电解物料平衡计算407.7粗硫酸镍生产计算408铜电解精炼的主要生产设备的选用428.1整流器及导电铜材料的计算428.1.1直流电源428.1.2槽边导电排448.1.3槽间导电板458.1.4短路棒468.2电解液循环系统设备及管道计算468.2.1集液槽468.2.2电解液循环泵468.2.3高位槽478.2.4加热器478.2.5供液管488.2.6电解液循环管488.2.7阳极片剥机498.3车间运输设备计算及选择498.3.1起重机498.3.2叉车498.4其

5、他设备及设施508.4.1各种辅助槽子50第62页8.4.2阳极泥放出与收集509环保措施529.1环境保护529.2安全生产5210车间定员54附图56参考文献61专题：铜阳极钝化机理及影响因素62致谢68第62页1前言1.1铜的性质1.1.1铜的物理性质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。自然界中的铜分为自然铜、氧化铜矿和硫化铜矿。自然铜及氧化铜的储量少，现在世界上80%以上的铜是从硫化铜矿精炼出来的，这种矿石含铜量极低，一般在2-3%左右。金属铜，元素符号Cu，原子量63.54,

6、比重8.92，熔点1083Co。纯铜呈浅玫瑰色或淡红色。铜具有许多可贵的物理化学特性，例如其热导率都很高，化学稳定性强，抗张强度大，易熔接，且抗蚀性、可塑性、延展性。纯铜可拉成很细的铜丝，制成很薄的铜箔。能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属形成合金，形成的合金主要分成三类：黄铜是铜锌合金，青铜是铜锡合金，白铜是铜钴镍合金。铜在地壳中的克拉克值为0.01%，世界铜储量约5000´104t，主要储于智利、美国、俄罗斯、利比亚、加拿大、秘鲁、波兰、菲律宾等国家。此外洋底锰結核中亦有丰富的铜。全球主要产铜国家是智利、

7、美国、俄罗斯。已知的含铜矿物有250多种，[1]主要工业矿物如下表，其中最重要的是黄铜矿、斑铜矿和辉铜矿。第62页表1-1含铜主要供应矿物名称矿物种类分子式含铜量(%)自然元素自然铜Cu100硫化物黃铜矿CuFeS234.5斑铜矿Cu5FeS263.3辉铜矿Cu2S79.8铜蓝CuS66.4硫砷化物和硫砷铜矿Cu3AsS448.3硫锑化物砷黝铜矿(Cu9Fe)12As4S1357.0黝铜矿(Cu9Fe)12Sb4S1352.1氧化物赤铜矿Cu2O88.8黑铜矿CuO79.8碳酸盐孔雀石CuCO3·Cu(OH)25

8、7.3蓝铜矿2CuCO3·Cu(OH)255.1硫酸盐铜靛岩CuSO4胆矾CuSO4·5H2O铜叶绿矾CuFe4+3(SO4)6(OH)2·2H2O硅酸盐硅孔雀石CuSiO3·2H2O36.0除了主要矿物外，铜矿中还含有少量的其他金属，如铅、锌、镍、铁、砷、锑、铋、硒、锑、钨、钼、钴、锰等，并含有金银等贵金属和稀有金属，它们在冶炼过程中分别进入不同的产品中，所以炼铜工厂通