2023年年产16万吨阴极铜铜电解车间设计.doc

本 科 毕 业 设 计〔论文〕 冶金与化学工程学院 冶金工程专业 级〔2023届〕 班 学生 题 目：年产16万吨电铜电解车间设计 原始依据： 本设计是在原贵溪冶炼厂三系统ISA电解精炼铜车间的根底上设计，利用实习期间所搜集到数据以及厂内教员的指导，根据冶金物料平衡计算设计一座年产16万吨电解车间。查阅一些有关车间设计以及冶金方面的资料。 原始数据: 产量要求：年产量为16万吨 阳极成分〔表1〕： 表1 阳极成分表 元素 Cu As Sb Bi Ni Fe Pb 含量 99.41 0.035 0.035 0.01 0.245 0.004 0.09 元素 Se Te Au Ag S Zn 其它 含量 0.045 0.043 0.002 0.067 0.003 0.001 电解铜回收率：99.8%； 电铜品位：99.9935%； 残极率：15% 主要内容和要求： 1.设计说明书；应包含如下内容：设计概述；厂址的选择与论证；工艺流程的选择与论证；技术条件的选择与论证；经济指标的选择与论证；冶金计算；主要设备的选择与计算；车间环保与三废处理、技术经济的简要分析。 2.图纸；绘制车间平面配置和立面配置图(0#图纸)、设备连接图〔1#图纸〕，电解槽结构图〔1#图纸〕。 主要〔技术〕要求： 1．写实习报告一份。 2．用CAD绘制设备图和至少一张手工图纸。 3．完成设计说明书一篇。 4．翻译外文资料一篇。 5. 小论文一篇。 日程安排： 第4周 查阅文献资料，翻译一篇英文资料，写出文献综述 第5周 提交开题报告，确定合理工艺流程，应用相关知识进行必要计算 第6周 完成概述和厂址的选择与论证 第7周 完成工艺流程、技术条件和经济技术指标的选择与论证 第8周 完成电解和净液工段的冶金计算及物料衡算 第9周 完成主要设备选型计算和车间配置与安排 第10周 完成车间环保和技术经济分析与评价 第11周 完成工艺流程图或设备连接图和电解槽结构图 第12周 完成车间平面和立面配置图 第13周 初步完成设计说明书 第14周 修改设计说明书、编辑论文 第15周 老师评阅设计、学生准备辩论 第16周 毕业辩论 主要参考文献： [1] 朱祖泽、贺家齐.现代铜冶金学[M]. 北京：科学出版社，2023 [2] 蔡祺风.有色冶金工厂设计根底[M].北京：冶金工业出版社，1991：65～71 [3] 陈国发.重金属冶金学[M].北京：冶金出版社，2023 [4] 重有色金属冶炼设计手册编写组.重有色金属冶炼设计手册〔铜镍卷〕[M]. 北 京：冶金工业出版社，1996 [5] 姚素平.永久阴极铜电解技术述评[J].2023，3(20):12～18 [6] 赵欣. 铜电解新技术的应用[J].2023，29(4):9 [7] 李公建. 浅谈铜电解生产过程中降低槽电压的途径[J]，2023，29〔3〕：71～72 [8] 刘道德.大学生毕业设计指导教程〔冶金、选矿、化工分册〕[M].长沙：中南大学出 版社，2023 [9] 邱栋良.冶金起重机选用指南[J]. [10] 张文毓. 钛制板式换热器在海水淡化中的应用[J].2023，26〔1〕：32 [11] 有色金属冶炼设备编委会编.湿法冶金设备[M].北京：冶金工业出版社1993 [12] 姜国民. 浅谈ISA法阴极铜加工机组[J].2023，42(2):42 [13] 成大先.机械设计手册〔常用工程材料〕[M].北京：化学工业出版社，2023 [14] 袁一.化学工程师手册[M].北京：机械工业出版社，1999 [15] 刘会巨.铜电解车间的防腐[J].2023，5(13):12～16 [16] 李著华.论铜电解车间的采暖通风[J].2023，2:47～48 [17] 化学工程师手册编写组.化学工程师手册[M].北京 [18] 师利熙.有色金属工业项目技术经济分析[M].北京：冶金工业出版社，1998 [19] 郭鸿发等.冶金工程设计第1册[M].北京：冶金工业出版社，2023 [20] 云正宽等. 冶金工程设计第2册[M].北京：冶金工业出版社，2023 指导教师签字： 年 月 日 xxx 本 科 毕 业 设 计 (论文) 开 题 报 告 冶金与化学工程学院 冶金工程专业 级〔2023届〕 班 学号 学生 设计题目：年产16万吨电铜电解车间设计 本课题来源及研究现状： 1.本课题来源 随着社会的开展，人类对资源的需求越来越高。比方铜资源。截至2023年底，我国铜矿查明资源储量7048万吨，其中，根底储量3070万吨，占43.6%。我国铜矿类型繁多，主要类型有斑岩型、砂页岩型、黄铁矿型、硅卡岩型和铜镍硫化物型等五大类，分别占总资源储量的44.4%、23.5%、11.9%、11.8%和6.7%，合计占总资源储量的98.3%。国家统计局数据显示，中国铜精矿产量2023 年为93.57 万吨，2023 年为101.35 万吨，2023年为126.1 万吨，2023 年截止到5 月份累计铜精矿产量50.7 万吨，去年同期为46.7 万吨，产量同比增加8.56%。 但是，经过多年的开采，7大铜业基地现大多已进入中晚期，并出现了不同程度的资源危机。在7大铜矿基地中，除江西铜基地的资源相对充足外，白银铜基地资源已经枯竭；云南铜基地的易门、牟定已列入关闭矿山，东川、大姚保有储量严重缺乏；中条山铜基地已经“三矿变一矿〞，其中蓖子沟、胡家峪铜资源已经枯竭，铜矿峪资源虽保有一定储量，但品位太低；大冶铜基地的5座铜矿山中，有两座资源已经枯竭；铜录山、丰山洞等矿山也已出现资源危机。 资源是有限，只有优化生产方法，提高资源利用率，才是目前急需解决的问题。应要求现需设计一个年产16万吨铜电解精炼车间。 2.研究现状 现今铜电解精炼的方法主要有传统法和ISA法电解精炼。其中ISA法为主要电解方法，以不锈钢板为阴极，用硫酸和硫酸铜的水溶液座位电解液，在直流电的作用下，阳极上的铜溶解进入溶液，溶液中的铜离子在阴极上析出。当前国际市场上包括伦敦金属交易所，对电铜质量要求愈来愈高。各国现行的电铜质量标准及国际标准ISO已不能全面反映电铜质量特性。阳极铜的物理质量和化学质量，对电铜质量影响很大，尤其是阳极中所含的各种元素，对阳阳极泥的生成结构与阳极钝化有着十分密切的关系，并受电解条件的制约。目前开采化学成份复杂的贫矿，大量增加多种精矿的购置量，所有这些原因均会造成铜电解系统杂质含量 课题研究目标、内容、方法和手段： 目标：了解铜电解精炼的原理及电解车间的运作过程。通过在贵溪冶炼厂实习，理论结合实践，将实习期间所获取的技术参数与设备技术指标应用于设计电解车间当中。对ISA电解精炼了解更加的更加深刻，对生产的流程、工作条件、本卷须知、应急措施、缺乏之处等都有了新的认识。 内容：将收集的数据对电解车间进行设计，画出车间平面布置图。 方法和手段：使用Auto CAD制图软件绘图。 设计〔论文〕提纲及进度安排： 设计提纲： 第一章 概述 1.1铜的性质 1.2铜的用途 1.3铜资源的分布及开采进展 1.4铜的消费现状 1.5铜冶炼技术 第二章 厂址选择 2.1厂址选择原那么 2.2厂址确实定 第三章 电解精炼及净化流程的选择与论证 3.1铜电解精炼原理 3.2工艺流程概述 第四章 铜电解精炼技术条件的选择与论证 4.1电解液的组成 4.2阳极板规格 4.3添加剂 4.4电解液温度 4.5电解液循环 4.6电流密度 4.7同极中心距 4.8阳极寿命和阴极周期 第五章 技术经济指标的选择与论证 5.1电流效率 5.2残极率 5.3铜电解回收率 5.4槽电压 5.5直流电能消耗 5.6硫酸单位消耗 5.7蒸汽单位消耗 5.8铜电解精炼的技术经济指标实例 5.9劳动生产率 第六章 产物 6.1电解铜 6.2阳极泥 第七章 冶金计算 7.1计算条件 7.2物料平衡计算 7.3净液量的计算 7.4电解脱铜计算 7.5硫酸盐生产物料平衡计算 第八章 主要设备的选择和计算 8.1电解槽 8.2电解槽设计计算，以年产铜量为设计根底 8.3脱铜槽 8.4电解槽附属设备 8.5起重机 8.6净化中的主要设备 8.7电解精炼的热平衡 8.8附属槽体的选择和设计 8.9 附属设备的选择和设计 8.10极板作业机组的计算及选型 8.11管道的设计及计算 第九章 车间环保和安全生产 9.1环境保护 9.2车间防腐 9.3采暖通风 9.4安全生产 9.5安全管理 第十章 设备明细表 第十一章 车间平面配置与安排 11.1车间配置的根本原那么 11.2车间的具体配置 第十二章 经济技术分析与评价 12.1车间定员 12.2项目本钱评价 12.3项目收益评价 主要参考文献 外文资料 外文中文翻译 致谢 小论文 进度安排： 第4周 查阅文献资料，翻译一篇英文资料，写出文献综述 第5周 提交开题报告，确定合理工艺流程，应用相关知识进行必要计算 第6周 完成概述和厂址的选择与论证 第7周 完成工艺流程、技术条件和经济技术指标的选择与论证 第8周 完成电解和净液工段的冶金计算及物料衡算 第9周 完成主要设备选型计算和车间配置与安排 第10周 完成车间环保和技术经济分析与评价 第11周 完成工艺流程图或设备连接图和电解槽结构图 第12周 完成车间平面和立面配置图 第13周 初步完成设计说明书 第14周 修改设计说明书、编辑论文 第15周 老师评阅设计、学生准备辩论 第16周 毕业辩论 参考文献和书目： [1] 朱祖泽、贺家齐.现代铜冶金学[M]. 北京：科学出版社，2023 [2] 蔡祺风.有色冶金工厂设计根底[M].北京：冶金工业出版社，1991：65～71 [3] 陈国发.重金属冶金学[M].北京：冶金出版社，2023 [4] 重有色金属冶炼设计手册编写组.重有色金属冶炼设计手册〔铜镍卷〕[M]. 北 京：冶金工业出版社，1996 [5] 姚素平.永久阴极铜电解技术述评[J].2023，3(20):12～18 [6] 赵欣. 铜电解新技术的应用[J].2023，29(4):9 [7] 李公建. 浅谈铜电解生产过程中降低槽电压的途径[J]，2023，29〔3〕：71～72 [8] 刘道德.大学生毕业设计指导教程〔冶金、选矿、化工分册〕[M].长沙：中南大学 出版社，2023 [9] 邱栋良.冶金起重机选用指南[J]. [10] 张文毓. 钛制板式换热器在海水淡化中的应用[J].2023，26〔1〕：32 [11] 有色金属冶炼设备编委会编.湿法冶金设备[M].北京：冶金工业出版社1993 [12] 姜国民. 浅谈ISA法阴极铜加工机组[J].2023，42(2):42 [13] 成大先.机械设计手册〔常用工程材料〕[M].北京：化学工业出版社，2023 [14] 袁一.化学工程师手册[M].北京：机械工业出版社，1999 [15] 刘会巨.铜电解车间的防腐[J].2023，5(13)