(此文档为word格式，下载后您可任意编辑修改！)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 (61)1.1铜的性质 (61)1.1.1铜的物理性质 (61)1.1.2铜的化学性质 (64)1.1.3铜的主要化合物的性质 (64)1.2铜的用途 (66)1.3铜资源状况 (67)1.3.1世界铜资源 (67)1.3.2中国资源 (69)1.4中国铜的生产状况和消费 (71)1.4.1中国铜的生产状况 (71)1.4.2铜的消费 (72)1.5.1铜的湿法冶金 (73)1.5.1铜的火法冶金 (74)1.6铜的新技术........................ 错误！未定义书签。

1.6.1一种采用溶剂萃取净化铜电解液的方法本错误！未定义书签。

1.6.2分散强化型电解铜箔及其制造方法错误！未定义书签。

1.6.3硫化矿细菌浸出.............. 错误！未定义书签。

1.7设计的内容 (76)1.7.1冶金计算 (76)1.7.2重要设备及辅助设备计算 (76)1.7.3制图内容和要求 (77)2 厂址选择 (78)3.1铜电解精炼流程简述 (81)3.2铜电解精炼的理论基础 (83)3.2.1阳极过程 (83)3.2.2阴极过程 (84)3.2.3阳极上杂质 (85)3.3电解液的净化 (86)4 铜电解精炼的主要设备选择 (88)5 铜电解技术指标 ......................... 错误！未定义书签。

5.1铜电解的条件...................... 错误！未定义书签。

5.1.1电解液组成.................. 错误！未定义书签。

5.1.2添加剂...................... 错误！未定义书签。

5.1.3电解液温度.................. 错误！未定义书签。

5.1.4电解液循环.................. 错误！未定义书签。

5.1.5电流密度.................... 错误！未定义书签。

5.1.6同极中心距.................. 错误！未定义书签。

5.2阳极寿命和阴极周期................ 错误！未定义书签。

6 主要经济技术指标........................ 错误！未定义书签。

6.1电流效率.......................... 错误！未定义书签。

6.2残极率............................ 错误！未定义书签。

6.3铜电解回收率...................... 错误！未定义书签。

6.4槽电压............................ 错误！未定义书签。

6.5直流电能电位消耗.................. 错误！未定义书签。

6.6硫酸单位消耗...................... 错误！未定义书签。

6.7蒸汽单位消耗...................... 错误！未定义书签。

7 电解精炼冶金计算........................ 错误！未定义书签。

7.1电解槽设计计算.................... 错误！未定义书签。

7.1.1商品电解槽总数.............. 错误！未定义书签。

7.1.2电解槽的极板数.............. 错误！未定义书签。

7.1.3每槽阳极片数................ 错误！未定义书签。

7.1.5种板电解槽数................ 错误！未定义书签。

7.2物料平衡计算...................... 错误！未定义书签。

7.3铜电解精炼热平衡计算.............. 错误！未定义书签。

7.3.1热收入 (91)7.3.2热支出 (91)5.4净液量的计算...................... 错误！未定义书签。

7.5硫酸盐生产物料平衡计算............ 错误！未定义书签。

7.5.1计算铜料加入量.............. 错误！未定义书签。

5.5.2 计算硫酸铜产品产量.......... 错误！未定义书签。

5.5.3一次母液体积................ 错误！未定义书签。

5.6脱铜电解物料平衡计算.............. 错误！未定义书签。

7.7粗硫酸镍生产计算.................. 错误！未定义书签。

8 铜电解精炼的主要生产设备的选用.......... 错误！未定义书签。

8.1整流器及导电铜材料的计算.......... 错误！未定义书签。

8.1.1直流电源.................... 错误！未定义书签。

8.1.2槽边导电排.................. 错误！未定义书签。

8.1.3槽间导电板.................. 错误！未定义书签。

8.1.4短路棒...................... 错误！未定义书签。

8.2电解液循环系统设备及管道计算 ...... 错误！未定义书签。

8.2.1集液槽...................... 错误！未定义书签。

8.2.2电解液循环泵................ 错误！未定义书签。

8.2.3高位槽...................... 错误！未定义书签。

8.2.4加热器...................... 错误！未定义书签。

8.2.5供液管...................... 错误！未定义书签。

8.2.6电解液循环管................ 错误！未定义书签。

8.2.7阳极片剥机.................. 错误！未定义书签。

8.3车间运输设备计算及选择............ 错误！未定义书签。

8.3.1起重机...................... 错误！未定义书签。

8.3.2叉车........................ 错误！未定义书签。

8.4其他设备及设施 (92)8.4.1各种辅助槽子 (92)8.4.2阳极泥放出与收集 (93)9 环保措施..................................................................................... 错误！未定义书签。

9.1环境保护.......................... 错误！未定义书签。

9.2安全生产.......................... 错误！未定义书签。

10 车间定员 .............................. 错误！未定义书签。

附图 ..................................... 错误！未定义书签。

参考文献 ................................. 错误！未定义书签。

专题：铜阳极钝化机理及影响因素............ 错误！未定义书签。

致谢 ................................... 错误！未定义书签。

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,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、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。

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Cu 100 硫化物黃铜矿CuFeS234.5斑铜矿Cu5FeS263.3辉铜矿Cu2S 79.8铜蓝CuS 66.4 硫砷化物和硫砷铜矿Cu3AsS448.3 硫锑化物砷黝铜矿(Cu9Fe)12As4S13 57.0黝铜矿(Cu9Fe)12Sb4S1352.1 氧化物赤铜矿Cu2O 88.8黑铜矿CuO 79.8 碳酸盐孔雀石CuCO3·Cu(OH)257.3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CuSiO3·2H2O 36.0 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，所以炼铜工厂通常设有综合回收这些金属的车间。

进入冶炼厂的铜矿都为浮选产出的铜精矿，品位10～35%。

硫化铜精矿是炼铜的主要原料。

有时也处理自然铜精矿，但很次要。

氧化矿可与硫化矿一起处理。

未经选矿的氧化矿可直接用湿法或离析法等方法处理。

我国铜资源分布很广，几乎遍及全国各地。

一般来说，我国硫化矿的品味较低。

矿物的性质也比较复杂，原生矿与次生矿交错混乱，并有大量多金属伴生，处理也比较复杂，且需特别重视综合回收问题。

铜的蒸汽压很小，在熔点温度下仅为9×10-5Pa。

高温下，液体铜能溶解、氧、二氧化硫、二氧化碳、一氧化碳等气体。

凝固时，溶解的气体又从铜中放出，造成铜铸件内带有气孔，影响铜的机械性能和电工性能。

1.1.2铜的化学性质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150℃，铜在空气中开始氧化，高于350℃氧化生成Cu20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。

1.1.3铜的主要化合物的性质(1) 化铜CuS，天然硫化铜为绿色或棕黑色无定形不稳定化合物铜蓝，比重为4.68，中性或还原性气氛中加热即分解为Cu2S和S2。