东北大学有色冶金课程设计(铜电解)题目：年产2.8万吨铜电解车间设计班级：冶金工程1103姓名：马林林学号：20110075目录1.概述 ............................................................................................. - 3 -1.1电解精炼的目的和任务................................................................................................ - 3 -1.2电铜的质量标准............................................................................................................ - 3 -1.2.1高纯阴极铜(Cu-CATH-1)化学成分.................................................................. - 3 -1.2.2一号铜化学成分的质量分数............................................................................. - 4 -1.3铜电解一般工艺流程.................................................................................................... - 4 -2.冶金计算..................................................................................... - 5 -2.1已知条件........................................................................................................................ - 5 -2.2 计算............................................................................................................................... - 5 -3.主体设备设计............................................................................. - 7 -3.1电解槽材质与结构........................................................................................................ - 7 -3.2商品电解槽总数............................................................................................................ - 8 -3.3电解槽的极板数............................................................................................................ - 8 -3.4电解槽尺寸的确定........................................................................................................ - 9 -3.5种板电解槽数................................................................................................................ - 9 -3.6净液量及脱铜槽数...................................................................................................... - 10 -3.6.1净液量............................................................................................................... - 10 -3.6.2脱铜槽数........................................................................................................... - 11 -3.7槽边导电排、槽间导电板和阴极导电棒的选择与计算.......................................... - 11 -3.7.1槽边导电排....................................................................................................... - 11 -3.7.2 槽间导电板...................................................................................................... - 12 -3.7.3 阴极导电棒...................................................................................................... - 12 -3.8设计总结........................................................................................................................ - 9 -4.图纸 ........................................................................................... - 12 -5.参考文献................................................................................... - 12 -1.概述1.1电解精炼的目的和任务火法精炼产出的阳极铜中Cu的质量分数一般为99.2%～99.7%，其中还有一定数量的杂质。

这些杂质的存在会使铜的某些物理性质和机械性能变坏，因此，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，尤其是贵金属和稀散金属，必须进行电解精炼。

电解精炼是以火法精炼产出的阳极板为阳极，以电解产出的薄铜片（始极片）为阴极，以硫酸铜和硫酸的水溶液为电解液，在直流电的作用下，阳极铜电化学溶解，溶液中铜离子在阴极上析出。

1.2电铜的质量标准阴极铜按化学成分分为高纯阴极铜(Cu-CATH-1)和标准阴极铜(Cu-CATH-2)两个牌号。

1.2.1高纯阴极铜(Cu-CATH-1)化学成分表1 高纯阴极铜(Cu-CATH-1)化学成分%1.2.2一号铜化学成分的质量分数电解精炼的产品是电铜（即阴极铜），其标准见表2。

1.3铜电解一般工艺流程酸铜精炼酸镍精炼铜电解精炼一般工艺流程图2.冶金计算2.1已知条件年产电解铜2.8万吨电流效率：96%残极率：16%铜电解回收率：99.9%年工作日：360d日通电时数：24h电解槽作业率：95%每片阴极面积：0.77×0.74×2m2电流强度：10000A阳极成分及电解过程中各元素的分配率见表3和表4表3 阳极成分元素Cu Ni Pb As Sb Bi Zn Fe Sn O Au Ag99.38 0.08 0.13 0.016 0.04 0.003 0.001 0.004 0.001 0.02 0.003 0.085 含量/%表4 电解过程中各元素的分配率元素进入溶液/% 进入阳极泥/% 进入阴极/%Cu 1.93 0.07 98Ni 89.5 10 0.4Pb —96.5 3.5As 63 30 7Sb 25 65 10Bi 15 80 5Zn 93 4 3Fe 72 10 18Sn 5 85 10O —100 —Au —99 1Ag —98 22.2计算根据以上数据计算出阳极泥率，阳极泥成分，电铜成分，最后编制出铜电解精炼物料平衡表。

表5阳极率和阳极泥成分计算元素 进入阳极泥的量占阳极溶解量的百分数/%阳极泥成分/%Cu 99.38×0.0007=0.069566 20.24 Ni 0.08×0.10=0.008 2.33 Pb 0.13×0.095=0.12545 36.49 As 0.016×0.3=0.0048 1.40 Sb 0.04×0.65=0.026 7.56 Bi 0.003×0.80=0.0024 0.70 Zn 0.001×0.04=0.00004 0.01 Fe 0.004×0.10=0.0004 0.12 Sn 0.001×0.85=0.00085 0.25 O 0.02×1.0=0.02 5.82 Au 0.003×0.99=0.00297 0.86 Ag 0.085×0.98=0.083324.23 阳极泥率 0.343776100.00表6阴极铜成分计算元素 阴极析出量占阳极溶解量的百分数/%阴极铜成分 Cu 99.38×0.98=97.3924 99.98694 Ni 0.08×0.004=0.00032 0.00033 Pb 0.13×0.035=0.00455 0.00467 As 0.016×0.07=0.00112 0.00115 Sb 0.04×0.10=0.004 0.00411 Bi 0.003×0.05=0.00015 0.00015 Zn 0.001×0.03=0.00003 0.00003 Fe 0.004×0.18=0.00072 0.00074 Sn 0.001×0.10=0.0001 0.00010 Au 0.003×0.01=0.00003 0.00003 Ag 0.085×0.02=0.001700.00175 合计97.40512100 根据以上有关数据,进行物料平衡计算如下28000t 电铜中的含铜量 28000×99.98694%=27996.343t生产28000t 电铜所需铜量 27996.343/99.9%（铜电解回收率）=28024.368t 生产28000t 电铜要进入阳极泥中的铜量 %98343.27996×0.07%=19.997t阳极泥量 19.997/20.24%=98.801t 生产28000t 电铜要进入溶液中的铜量%98343.27996×1.93%=551.357t生产28000t 电铜所需阳极数量%38.99%161357.551997.19368.28024⨯-++）（=34254.907t阳极含铜量 34254.907×99.38%=34042.527t 残极数量 34254.907×16%=5480.785t 残极含铜量 5480.785×99.38%=5446.804t 用上述结果编制物料平衡表如下 表7铜电解精炼物料平衡表进料物料名称数量/t铜含量/% 纯铜量/t 铜阳极 34254.90799.38 34042.527 合计34042.527出料物料名称 数量/t 铜含量/% 纯铜量/t 阴极铜 28000 99.98694 27996.343 残极 5480.785 99.38 5446.804 阳极泥 98.801 20.24 19.997 电解液 551.357 损失 28.026 合计34042.5273.主体设备设计3.1电解槽材质与结构本电解槽的材质以钢筋混凝土为槽体，采用耐酸、耐高温性能好的铅板作内衬。