1、年产 16 万吨阴极铜铜电解车间设计本 科 毕 业 设 计（论文）冶金与化学工程学院 冶金工程专业 级（2013 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 电解精炼铜车间的基础上设计，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 0.00
2、4 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
3、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年产 16 万吨阴极铜铜电解车间设计第 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
4、第 14 周 修改设计说明书、编辑论文第 15 周 老师评阅设计、学生准备答辩第 16 周 毕业答辩主要参考文献：1 朱祖泽、贺家齐.现代铜冶金学M. 北京：科学出版社，20032 蔡祺风.有色冶金工厂设计基础M.北京：冶金工业出版社，1991：6571 3 陈国发.重金属冶金学M.北京：冶金出版社，20104 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，19965 姚素平.永久阴极铜电解技术述评J.2000，3(20):12186 赵欣. 铜电解新技术的应用J.2008，29(4):97 李公建. 浅谈铜电解生产过程中降低槽电压的途径J，2010
5、，29（3）：71728 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，20049 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.2009，26（1）：3211 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 199312 姜国民. 浅谈 ISA 法阴极铜加工机组J.2005，42(2):4213 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，200414 袁一.化学工程师手册M.北京：机械工业出版社，199915 刘会巨.铜电解车间的防腐J.2009，5(13):121616 李著华.论铜电
6、解车间的采暖通风J.2001，2:474817 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，199819 郭鸿发等.冶金工程设计第 1 册M.北京：冶金工业出版社，2006年产 16 万吨阴极铜铜电解车间设计20 云正宽等. 冶金工程设计第 2 册M.北京：冶金工业出版社，2006指 导 教 师 签 字 ： 年 月 日年产 16 万吨阴极铜铜电解车间设计年产 16 万吨阴极铜铜电解车间设计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（2013 届） 班 学号 学生 设计题目：年 产
7、 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发展，人类对资源的需求越来越高。比如铜资源。截至 2006 年底，我国铜矿查明资源储量 7048 万吨，其中，基础储量 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 2008 年为 93.57 万吨，2009 年为 101.35 万吨，2010 年为 126.1 万吨，2011 年截止到
8、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、大姚保有储量严重不足；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
9、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买量，所有这些原因均会造
10、成铜电解系统杂质含量年产 16 万吨阴极铜铜电解车间设计课题研究目标、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、注意事项、应急措施、不足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
11、技术第二章 厂址选择2.1 厂址选择原则2.2 厂址的确定第三章 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年产 16 万吨阴极铜铜电解车间设计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.
12、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，以年产铜量为设计基础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 车间防腐年产 16 万吨阴极铜铜电解车间设计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
13、 车间平面配置与安排11.1 车间配置的基本原则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 项目成本评价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
14、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、学生准备答辩第 16 周 毕业答辩年产 16 万吨阴极铜铜电解车间设计参考文献和书目：1 朱祖泽、贺家齐.现代铜冶金学M. 北京：科学出版社，20032 蔡祺风.有色冶金工厂设计基础M.北京：冶金工业出版社，1991：6571 3 陈国发.重金属冶金学M.北京：冶金出版社，20104 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，19965 姚素平.永久阴极铜电解技术述评J.2000
15、，3(20):12186 赵欣. 铜电解新技术的应用J.2008，29(4):97 李公建. 浅谈铜电解生产过程中降低槽电压的途径J，2010，29（3）：71728 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，20049 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.2009，26（1）：3211 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 199312 姜国民. 浅谈 ISA 法阴极铜加工机组J.2005，42(2):4213 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，200414 袁一.化学工程师手册M.北京：机械工业出版社，199915 刘会巨.铜电解车间的防腐J.2009，5(13):121616 李著华.论铜电解车间的采暖通风J.2001，2:474817 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，199819 郭鸿发等.冶金工程设计第 1 册M.北京：冶金工业出版社，200620 云正宽等. 冶金工程设计第 2 册M.北京：冶金工业出版社，2006指导老师审核意见：年产 16 万吨阴极铜铜电解车间设计指导教师签字： 年 月 日
