重金属冶金学课程设计(模板)

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1、学号：江西理工大学2021年8月3日姓名：年产x万吨的铜电解精炼槽指导教师：专业：软件工程（冶金工程方向）6年产x万吨的铜电解精炼槽一、铜电解精炼的概述1、铜电解精炼的必要性火法精炼产出的阴极铜中铜的品位一般为99.2%~99.7%，杂质含量偏高，使铜的使用性能或加工性能变坏，火法精炼难以把这些杂质除去到满足各种应用的要求且有些杂质本身具有回收价值。为了提高铜的性能，使其达到各种应用的要求，同时回收其中的有价金属，必须进行电解精炼。2、铜电解精炼的目的电解精炼的目的是把火法精铜中的有害杂质进一步除去，得到既易加工又具有良好使用性能的电解铜，同时回收金、银、硒、碲等有价金属。3、铜电解精炼的

2、原理3.1阳极反应Cu-2e-=Cu2+Me-2e-=Me2+其中，Me只指Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更具负电性的金属，由于阳极的主要组成是铜，阳极的主要反应是Cu溶解形成Cu2+的反应3.2阴极反应Cu2++2e-=Cu3.3一价铜离子的影响2Cu+=Cu2++Cu，此反应的发生会降低电流效率，增加电能消耗。3.4阳极上杂质的行为3.4.1比Cu电位更正的杂质，如Au、Ag、Se、Te等最终以其化合物、粒子形态进入阳极泥中。3.4.2比Cu电位更负的，主要是铁、锌、镍，电解时可能在阴极上放电析出，并且会生成极细的SbAsO4及BiAsO4等砷酸盐，它们是一种絮状物，黏附在阴极上

3、。4、铜电解精炼的流程6二、铜电解精炼物料平衡计算按年产电解铜80000吨进行计算，表1为假设的阳极成分阳极成分（%）表1元素CuAsSbNiBiPbSeTeAuAgFeSZn含量99.30.070.040.20.0080.030.060.050.0030.060.0020.0070.0031、阳极泥率和阳极泥成分计算表2为铜电解过程中各元素的分配。应用表1和表2的数据计算阳极泥率和阳极泥成分，表3为其计算结果铜电解过程中各元素的分配率（%）表2元素进入溶液进入阳极泥进入阴极金—98.5~99.01~1.5银—97~982~3铜1.930.0798硒和碲—98~991~2铅—95~991~

4、5镍75~1000~25<0.5砷60~8020~40微量锑10~6040~90微量硫—95~973~5铁755~1510~20锌9343铝75205二氧化硅—100—铋2080微量6阳极泥率和阳极泥成分计算表3元素进入阳极泥的量占阳极溶解量的百分数（%）阳极泥成分（%）Au0.003*0.987=0.0029610.002961/0.363=0.82Ag0.06*0.975=0.05850.0585/0.363=16.1As0.07*0.30=0.0210.021/0.363=5.8Sb0.04*0.75=0.030.03/0.363=8.3Ni0.2*0.15=0.030.03/0.3

5、63=8.3Bi0.008*0.80=0.00640.0064/0.363=1.8Pb0.03*0.96=0.02880.0288/0.363=7.9Se0.06*0.985=0.05910.0591/0.363=16.3Te0.05*0.986=0.04930.0493/0.363=13.6Fe0.002*0.15=0.00030.0003/0.363=0.1Cu99.3*0.0007=0.069510.0651/0.363=17.9S0.007*0.96=0.006720.00672/0.363=1.9Zn0.003*0.04=0.00012—阳极泥率（%）≈0.36398.821、电

6、解精炼物料计算假设下列原始数据：电解铜回收率99%电解铜品位99.95%残极率15%2.1、生产一吨阴极铜需要的阳极数量2.2、计算阳极铜数量2.3、计算阳极含铜量97643.50*99.3%=96960.002.4、计算残极数量97643.50*15%=14646.532.5、计算残极含铜量97643.50*15%*99.3%=14544.002.6、计算阳极泥数量97643.50*（1-15%）*0.363%=301.28吨2.7、计算阳极泥含铜量97643.50*（1-15%）*0.363%*17.9%=53.93吨2.8、计算电解液中铜量97643.50*（1-15%）*99.3%

7、*1.93%=1590.636铜电解精炼物料平衡表4进料出料物料名称数量（吨）成分Cu(%)纯铜量（%）物料名称数量（吨）成分Cu(%)纯铜量（吨）铜阳极97643.5099.396960.00阴极铜8000099.9579960残极14646.5399.314544.00阳极泥301.2817.953.93电解液1590.63损失811.44共计96960.00共计96960.00三、铜电解精炼槽的主要尺寸计算年产电解