铜电解精炼冶金计算
铜电解槽精炼车间工业设计
铜电解槽精炼车间工业设计文档编制序号：[KKIDT-LLE0828-LLETD298-POI08]铜电解槽精炼车间工艺设计一、概述1、粗铜经火法精炼后仍含有一点数量的杂质。
这些杂质的存在会使铜的某些物理性质和机械性能变坏，不能满足电气工业对铜的要求。
因此，粗铜在火法精炼后需要电解精炼以除去有害杂质。
铜的电解精炼以火法精炼产出的铜为阳极，以电解产出的薄铜片为阴极，以硫酸和硫酸铜水溶液作电解液。
在直流电作用下，阳极铜电化学溶解，在阴极上沉积，杂质则进入阳极泥和电解液中，从而实现铜于杂质的分离。
下图为铜电解精炼一般工艺流程图：种板阳极阳极阳极泥送阳极泥处理法精炼结晶硫酸铜粗硫酸图1-1铜电解精炼一般工艺流程图：2、铜阳极铜电解精炼的原料是火法精炼后烧铸而成的铜阳极。
生产中应尽量获得质量良好的铜阳极板。
二、技术条件及技术经济指标的选择1、操作技术条件⑴、电流密度电流密度是指单位面积上通过的电流安培数。
电流密度的范围为200-360A /m 2.。
种板电解槽电流密度比普通电解槽电流密度稍低，本设计中普通电解槽电流密度取300 A /m 2，种板电解槽电流密度取230A /m 2。
⑵、电解液成分电解液成分主要由硫酸和硫酸铜水溶液组成。
其铜和硫酸的含量视电流密度、阳极成分和电解液的纯净度等条件而定。
在电解生产中，必须根据具体条件加以掌握，以控制电解液的含铜量处于规定的范围。
⑶、极距极距一般指同极中心距。
本设计取极距为90mm 。
⑷、阳极寿命和阴极周期阳极寿命根据电流密度、阳极质量及残极率来确定，一般为18-24天。
阴极周期与电流密度、阳极寿命及劳动组织等因素有关，一般为阳极寿命的1/3。
本设计中阳极寿命为18天，阴极寿命为6天。
2、技术经济指标 ⑴、电流效率电流效率是指电解过程中，阴极实际析出量占理论量的百分比。
本设计中电流效率为% ⑵、残极率残极率是指产出残极量占消耗阳极量的百分比。
本设计中残极率17%。
毕业设计_30万吨年电铜的铜电解精炼车间工艺设计
30万吨/年电铜的铜电解精炼车间工艺设计设计总说明铜电解精炼过程，主要是在直流电的作用下，铜在阳极上失去电子后以铜离子的形态溶解，而铜离子在阴极上得到电子以金属铜的形态析出的过程。
目前世界铜冶炼厂使用的主要熔炼工艺为闪速熔炼和熔池熔炼，其中熔池熔炼包括诺兰达连续炼铜法、艾萨熔炼法、瓦纽科夫法。
本设计为年产30万吨电铜的铜电解精炼车间，铜的电解精炼是以火法精炼产出的精铜为阳极，以电解产出的薄铜（始极片）作阴极，以硫酸铜和硫酸的水溶液作电解液。
在直流电的作用下，阳极铜进行电化学溶解，纯铜在阴极中沉积，杂质则进入阳极泥和电解液中，从而实现了铜与杂质的分离，确定了铜电解过程中的主要技术经济指标。
本设计还进行了物料平衡、热平衡、水平衡、主要设备及辅助设备的计算与选择。
进一步提高铜电解精炼的技术水平，从而达到对铜电解精炼技术有更深刻了解的目的。
关键字：铜；电解精炼；平衡计算；设计The Process Design of Electrolytic Refining Workshop with Annual Output 300,000 Tons Electrolytic CopperSpecialty：Metallurgical engineeringName：Zhu langtaoTutor：Zhang qiuliDesign DescriptionThe copper electrolysis fining process is mainly under the direct current function,copper loses the electron after the anode by cupric ion shape dissolution,but the cupric ion obtains the electron on the negative pole by the metal copper shape separation process.At present the world copper refinery use main smelting craft to dodge the fast smelting and the molten bath smelts,the molten bath smelts including the Landa continual copper smelting,Isa smelts,Niu Shinao smelts.Originally designed to produce per 300,000 the first electrolytic copper refine the work shop,refining the precise copper produced electrolytically and concisely as the positive pole with fire law of copper,take copper sulfic acid and aqueous solution of the sulfuric acid as the electrolytic liquid very much with the electrolytic thin copper beginning that produces.Under the funcition of the direct current,positive pole copper carries on electrochemistry to dissolve,pure copper is deposited in the negative pole,the impurity is entered in positive pole mud and electrolytic liquid,thus realized the separation of the copper and impurity,have confirmed the main technical and economic index in the electrolytic course of copper.Have originally designed and also carried on supplies equilibrating,calculation and choice of the thermal balance,horizontal weighing apparatus,capital equipment and auxiliary equipment. Further improve the standard of the electrolytic refining and reached for the refinement of the electrolytic technology is a profound understanding of purpose. Keywords:Copper;Electro refining;balanced computing;design目录1 文献综述 (6)1.1铜的简介 (6)1.2铜生产技术 (7)1.2.1传统炼铜技术 (7)1.2.2现代炼铜技术 (7)1.2.3冰铜吹炼 (7)1.2.4铜的精炼 (7)1.2.5湿法炼铜 (8)1.3铜的电解精炼 (9)1.3.1铜电解精炼现状 (9)1.3.2铜电解精炼的基本原理 (9)1.3.3铜电解精炼中杂质的主要行为 (11)2 设计原则及要求 (14)2.1设计原则 (14)2.2设计要求 (14)2.3主要设备及辅助设备的计算与选择 (14)2.4冶金计算 (15)2.5制图内容和要求 (15)3 主要设备的计算与选择 (16)3.1电解槽 (16)3.1.1电解槽的材质 (16)3.1.2电解槽的构造 (16)3.1.3电解槽衬里的材质 (17)3.1.4电解槽的安装 (17)3.1.5阳极 (18)3.1.6阴极 (19)3.1.7种板 (19)3.2电解槽各有关设备选择和计算 (20)3.3整流器的选材及计算 (22)3.4车间运输设备的选择与计算 (22)3.5车间及跨的选择 (23)3.6极板作业机组 (23)4 主要技术经济指标的论证与选择 (25)4.1主要技术条件 (25)4.1.2添加剂 (26)4.1.3电解液温度 (26)4.1.4电解液循环 (27)4.1.5电流密度 (27)4.1.6同极中心距 (27)4.1.7阳极寿命和阴极周期 (27)4.2主要经济指标 (28)4.2.1电流效率 (28)4.2.2残极率 (29)4.2.3铜电解回收率 (29)4.2.4槽电压 (29)4.2.5直流电能单位消耗 (30)4.2.6硫酸单位消耗 (30)4.2.7蒸汽单位消耗 (30)5 冶金计算 (31)5.1铜电解精炼物料平衡计算 (31)5.1.1阳极泥率和阳极泥成分计算 (31)5.1.2电解精炼物料计算 (32)5.2铜电解精炼热平衡计算 (34)5.2.1计算电解槽液面水蒸发热损失 (35)5.2.2电解槽液面的辐射与对流的热损失 (35)5.2.3电解槽壁的辐射与对流热损失 (36)5.2.4管道内溶液热损失 (36)5.2.5电流通过电解液所产生的热量 (36)5.2.6全车间需要补充热量 (37)5.3电解液净化及硫酸盐生产冶金计算 (37)5.3.1净液量计算 (37)5.3.2硫酸铜的物料平衡计算 (38)5.3.3脱铜电解物料平衡计算 (40)5.3.4粗硫酸镍生产计算 (41)5.4电解循环系统设备及管道计算 (43)5.4.1循环贮槽材质及容积确定 (43)5.4.2高位槽 (43)5.4.3阳极泥贮槽 (43)5.4.4电解液循环泵 (43)5.4.5电解液加热器 (44)6 厂址选择 (46)7 环保与安全 (48)7.1环境保护 (48)7.2安全生产 (48)致谢 (50)参考文献 (51)附：专题 (52)1 文献综述1.1铜的简介铜是人类最早发现和应用的金属之一，据考证，西亚地区是世界上最早应用铜并掌握炼铜技术的地区。
铜电解精炼的基本原理
铜电解精炼的基本原理铜电解精炼是一种常用的铜冶炼方法，它利用电解的原理将含铜的原料在电解槽中进行电解，以获得纯铜。
铜电解精炼的基本原理可以归纳为电解过程、电解槽结构和操作条件三个方面。
一、电解过程铜电解精炼的基本原理是利用电解的化学反应，将含铜的原料在电解槽中进行电解，使铜离子在电解液中还原为纯铜。
电解槽中的电解液通常是硫酸铜溶液，其中含有铜离子和硫酸根离子。
在电解过程中，电解槽的阳极是由纯铜制成的，阴极则是由钢板或铜板制成的。
当电流通过电解液时，铜离子在阴极上还原为纯铜，而硫酸根离子则在阳极上氧化生成硫酸。
通过控制电流和电解时间，可以实现铜的精炼。
二、电解槽结构铜电解精炼的电解槽通常由钢质或木质制成，内部涂有防腐层以防止腐蚀。
电解槽的结构通常分为阳极区、阴极区和中间区域。
阳极区设有纯铜阳极，用于放置纯铜板或纯铜块，供铜离子的氧化反应。
阴极区则设有钢板或铜板，用于收集还原后的纯铜。
中间区域则用于保持电解液的流动，并设有导电板以传递电流。
电解槽还配备有温度控制装置和搅拌装置，以维持适宜的工作温度和电解液的均匀混合。
三、操作条件铜电解精炼的基本原理还涉及到一些操作条件的控制。
首先是电流密度的控制，电流密度的选择直接影响到精炼速度和效果。
通常，较高的电流密度可以加快精炼速度，但也会增加能耗和电解液的消耗。
其次是电解液的组成和浓度的控制，适当的电解液组成和浓度可以提高精炼效果。
此外，电解液的温度、搅拌速度和酸度等参数也需要进行合理的控制，以确保电解过程的稳定性和高效性。
铜电解精炼的基本原理是利用电解的化学反应将含铜的原料在电解槽中进行电解，以获得纯铜。
电解过程、电解槽结构和操作条件是实现铜电解精炼的关键要素。
通过科学合理地控制这些要素，可以实现高效、稳定的铜精炼过程，获得优质的纯铜产品。
铜电解精炼冶金计算
铜电解精炼冶金计算
摘要：
一、铜电解精炼概述
二、铜电解精炼的冶金计算
三、铜电解精炼的实际应用与操作
四、铜电解精炼的意义与未来发展
正文：
一、铜电解精炼概述
铜电解精炼是一种重要的金属冶炼方法，主要用于提炼粗铜中的铜杂质，如锌、铁、镍等。
通过电解过程，铜离子被还原成纯铜，而杂质则留在阳极。
铜电解精炼不仅可以提高铜的纯度，还可以回收利用阳极中的贵金属，如金、银等。
二、铜电解精炼的冶金计算
铜电解精炼的冶金计算主要包括物料平衡计算和电流效率计算。
物料平衡计算是为了确保电解过程中铜的质量守恒，需要考虑电解液的浓度、电解时间、电解温度等因素。
电流效率计算则是为了确定电解过程中电流的大小，以保证电解反应的进行。
三、铜电解精炼的实际应用与操作
铜电解精炼的实际应用主要包括火法精炼和湿法精炼。
火法精炼是指在高温下，用氧化剂将铜矿石氧化成铜，然后通过电解精炼提纯。
湿法精炼则是在室温下，用硫酸铜溶液作为电解质，进行电解精炼。
操作过程中需要注意安全，避免触电和电解液泄漏。
四、铜电解精炼的意义与未来发展
铜电解精炼对于提高铜的纯度和回收利用贵金属具有重要意义。
随着环保意识的增强，铜电解精炼工艺将不断优化和改进，以降低能耗和污染。
干法冶铜方程
干法冶铜通常指的是火法冶炼过程，它涉及将含铜的原矿石通过熔炼等步骤提炼成铜。
火法冶炼的基本工艺流程包括以下几个关键步骤：
1. 造锍熔炼：这是火法冶炼的第一步，主要是将铜精矿在高温下熔炼，使部分铁氧化并与脉石、熔剂等形成渣滓除去，产出含有较高铜成分的熔锍（冰铜）。
2. 吹炼：熔锍（冰铜）被送入转炉进行吹炼，通过吹入空气或其他气体，去除熔体中的杂质，如硫等，从而得到粗铜。
3. 火法精炼：粗铜经过火法精炼进一步提纯，去除剩余的杂质，提高铜的纯度。
4. 电解精炼：最后，通过电解精炼的方式，将火法精炼后的铜作为阳极，通过电解液中的铜离子在阴极上沉积，获得更高纯度的电解铜。
总的来说，这些步骤共同构成了火法冶炼铜的整个过程，它是目前工业生产中常用的铜冶炼方法之一。
需要注意的是，火法冶炼过程中会产生大量的热能和废气，因此需要有相应的环保措施来减少对环境的影响。
年产20万吨铜电解槽设计
年产20万吨铜电解槽设计摘要本文主要设计了一座年产20万吨铜的电解铜精炼车间，根据已知条件，选定操作技术条件、经济技术指标、主体设备设计及冶金计算等内容。
根据已知条件及结合铜电解槽工艺的实际条件，本设计所生产的电铜纯度为99.9941%，电解过程所使用电流强度为25000A，槽电压为0.3V，电流密度为320A/m2，电解液温度是60℃，电解液循环速度为30L/min，电解槽设计内尺寸为4150×1120×1430mm，电解槽数为860个，车间采用双跨布置。
然后根据冶金计算得出铜电解槽的阳极泥成分、阴极铜的成分、物料平衡、有害杂质在电解液中的允许含量以及净化过程中杂质的脱除效率及热平衡等重要数据。
绘制出铜电解精炼电解槽安装图。
关键词：铜电解精炼，工艺设计，物料平衡，热平衡Design of Annual Output of 200000 Tons Copper ElectrolyticTankAbstractThis paper mainly designs a refining workshop with an annual output of 200000 tons of copper electrolytic copper, under the given conditions, the selected operation technical conditions, economic and technical indicators, the main equipment design and metallurgical calculation etc. On the basis of the known conditions and combining with the actual conditions of copper electrolysis process, the design of the production of electrical copper purity 99.9941%, electrolytic process by using the strength of the current 25000A, slot voltage 0.3V, the current density for the 320A/m2, electrolyte temperature is 60 ℃, electrolyte circulation rate was 30L / min, design of aluminium electrolytic cell size is 4150 x 1120 x 1430mm, electrolytic cell number for 860 workshop features double span arrangement. And then calculated based on Metallurgical electrolytic trough of copper anode slime composition, cathode copper the composition, the material balance, harmful impurities in the electrolyte and allows content purification impurity removal efficiency and thermal equilibrium, and other important data. Draw out the electrolytic refining of copper electrolysis installation drawing.Key Words: Copper electrolysis refining, Process design, Material balance, Heat balance目录1 绪论 (1)1.1 铜的基本性质 (1)1.2 铜的用途 (1)1.3 铜资源的分部 (2)1.3.1 世界铜矿分部状况 (2)1.3.2 中国铜矿种类及分部状况 (3)1.4 铜的生产方法 (4)1.4.1 火法炼铜 (4)1.4.2 湿法炼铜 (5)1.5 现代炼铜新技术 (6)1.5.1 闪速熔炼 (7)1.5.2 艾萨炼铜法 (7)1.5.3 白银炼铜法 (7)1.5.4 奥斯麦特炼铜法 (8)1.5.5 水口山炼铜法 (8)1.6 电解精炼的目的 (9)1.7 设计的内容及意义 (9)1.7.1 设计的内容 (9)1.7.2 设计的意义 (10)2 铜的电解精炼的工艺流程及基本原理 (11)2.1 铜的电解精炼的工艺流程 (11)2.2 铜电解精炼的基本原理 (11)2.2.1 电解过程的电极反应 (12)2.2.2 一价铜离子的形成与影响 (13)2.2.3 阳极杂质在电解过程中的行为 (13)3 技术条件及技术经济指标的选择 (16)3.1 操作技术条件 (16)3.1.1 电流密度 (16)3.1.2 电解液成分 (16)3.1.3 电解液温度 (17)3.1.4 电解液循环 (17)3.1.5 添加剂 (19)3.1.6 同极中心距 (20)3.1.7 阳极溶解周期和阴极周期 (21)3.2 技术经济指标 (21)3.2.1 电流效率 (21)3.2.2 残极率 (21)3.2.3 电解回收率 (22)3.2.4 槽电压 (22)3.2.5 直流电耗 (22)3.2.6 蒸汽单位消耗量 (23)3.2.7 硫酸单位消耗 (23)3.2.8 水单位消耗 (23)4 产物 (24)4.1 电解铜 (24)4.2 阳极泥 (24)5 主体设备的选择与计算 (26)5.1电解槽 (26)5.1.1 电解槽的材质与结构 (26)5.1.2 电解槽的排列 (26)5.1.3 电解槽的安装 (27)5.2 电解槽的计算 (28)5.2.1 商品电解槽总数 (29)5.2.2 电解槽中阴极、阳极的片数 (30)5.2.3 电解槽尺寸 (30)5.2.4 种板槽数确定 (31)5.2.5 槽边导电排、槽间导电板、阴极导棒 (31)6 冶金计算 (34)6.1 物料平衡计算 (34)6.2 净液量计算 (37)6.3 槽电压组成计算 (39)6.4 电解槽热平衡计算 (40)6.4.1 热支出 (40)6.4.2 热收入 (43)6.4.3 全车间需补充的热量 (44)7 车间环保 (45)7.1 废水处理 (45)7.2 废气处理 (46)7.2.1 电解工段废气治理措施 (46)7.2.2 净液工段废气治理措施 (47)7.3 节能降耗 (47)7.4 车间防腐 (47)7.4.1 电解槽 (47)7.4.2 电解液输送管道 (48)致谢 (49)参考文献 (50)1 绪论1.1 铜的基本性质铜在化学元素周期表中属第一族元素，原子量是63.54，原子序数是29，密度8.92，熔点1083℃，沸点2567℃。
电解精炼铜原理
电解精炼铜原理
电解精炼铜是一种常用的铜炼制方法，通过电解的原理将含铜的原料溶解在电解液中，利用电流的作用使铜离子在电极上析出成精炼铜。
其具体原理如下：
1. 原料处理：将含铜的原料经过粉碎、浸泡等处理，使其溶解在硫酸铜电解液中。
这个电解液通常是硫酸铜和硫酸混合物。
2. 电解槽构造：电解槽通常由钢制而成，内壁涂有耐酸的材料，以防止与电解液的反应。
在槽内设置阳极（由铜制成）和阴极（一般为不锈钢制成）。
3. 电解过程：将阳极和阴极浸入电解液中，并通过外部电源施加一定电压。
电解开始后，铜离子开始在阳极释放，电子由阴极接收，在阴极表面还原成铜金属。
同时，阳极上的铜金属逐渐溶解，向电解液中释放出铜离子。
4. 离子活动与浓度控制：电解槽中的铜离子浓度会随着电解的进行逐渐降低。
为了保持稳定的电解效果，需要定期补充硫酸铜，以使得电解液中的铜离子浓度保持在一定水平。
5. 结果获取：随着电解的进行，溶解在电解液中的铜离子会在阴极上逐渐析出成精炼铜层。
精炼铜层会随着时间的推移逐渐增厚，直至达到所需的厚度。
通过以上步骤，电解精炼铜能够将含铜原料中的杂质等不纯物质与铜离子分离，从而获得高纯度的精炼铜。
铜电解精炼冶金计算
铜电解精炼冶金计算摘要：一、铜电解精炼概述二、铜电解精炼的物料平衡计算三、铜电解精炼的工艺流程与设备四、铜电解精炼中的金属杂质处理五、铜电解精炼的经济技术指标正文：一、铜电解精炼概述铜电解精炼是一种将粗铜通过电解的方式进行提纯的冶金方法。
在这个过程中，粗铜作为阳极，纯铜作为阴极，电解质溶液为硫酸铜。
通过电解，粗铜中的铜离子在阴极上析出，形成纯铜，而阳极上的杂质金属则随着铜一起溶解，最终达到提纯的目的。
二、铜电解精炼的物料平衡计算在铜电解精炼过程中，需要对物料进行平衡计算，以确保生产效率和产品质量。
假设产量为10000t 电解铜/a，年工作日为3 天，火法精炼后阳极成分见表7-1。
表7-1 阳极成分元素Cu Ni As Sb Ag Bi S O Au Pb含量99.0 0.08 0.2 0.126 0.06 0.002根据表7-1 中的数据，可以计算出在电解过程中，铜、镍、砷、锑、银、铋和铅等元素的析出量。
通过物料平衡计算，可以有效地控制电解过程，确保产品的纯度和收率。
三、铜电解精炼的工艺流程与设备铜电解精炼的工艺流程主要包括：火法精炼、电解、电解液处理和纯铜生产。
火法精炼是将粗铜进行熔炼，去除部分杂质；电解是将火法精炼后的阳极放入电解槽中进行电解；电解液处理是将电解后的溶液进行处理，回收有价值的金属；纯铜生产是最后将电解析出的纯铜进行加工，制作成各种产品。
铜电解精炼的主要设备包括：电解槽、电解液处理设备、纯铜生产设备等。
这些设备需要定期检查和维护，以确保生产过程的稳定和安全。
四、铜电解精炼中的金属杂质处理铜电解精炼过程中，阳极上的杂质金属会随着铜一起溶解。
为了确保电解铜的纯度，需要对这些杂质金属进行处理。
通常采用的方法有：化学沉淀法、电解法、离子交换法等。
这些方法可以有效地去除铜中的金属杂质，提高电解铜的纯度。
五、铜电解精炼的经济技术指标铜电解精炼的经济技术指标主要包括：生产成本、产品纯度、收率、生产效率等。
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铜电解精炼冶金计算1、物料平衡计算计算条件：产量为100000t电解铜/a，年工作日为355天。
火法精炼后阳极成分见表7-1。
表7-1 阳极成分元素Cu Ni As Sb Ag Fe Bi TeSe+S O Au Pb含量%电回收率：%；残极率：15%。
铜电解过程元素分配%)(W：/表7-2 铜电解过程元素分配%)(W/元素进入电解液进入阳极泥进入电解铜CuNiAsSb17785Ag—952Bi18TeSe+—946S—964O—973 Au—Pb—937 Fe745321假设以溶解100kg的阳极铜平衡进行计算阴极铜产量和电铜品味计算Cu：×%=Ni：×%=As：×%=Sb：×5%=Ag：×5%=Bi：×%=Se+Te：×6%=Fe：×21%=S：×4%=O：×3%=Au：×%=Pb：×7%%=合计：电铜品位：÷=%阳极泥率和成份计算 Cu ：99×%= Ni ：×%= As ：×%= Sb ：×78%= Ag ：×95%= Se+Te ：×94%= S ：×96%= O ：×97%= Au ：×%= Pb ：×93%= Fe:×3%= 合计：阳极泥率：%（对溶解阳极铜） 电解物料平衡计算（1）1t 阴极铜需要溶解的阳极量t 0119.1%8.99%991%98.991=⨯⨯⨯(2)阳极实际需要量a t /322.119288)15.01(998.0100000119.1=-⨯⨯（3）阳极实际溶解的量a t /101395998.01000000119.1=⨯（4）阳极铜的含量a t /4388.11809599.0322.119288=⨯ （5）残极量a t /2483.1789315.0322.119288=⨯ （6）残极铜的含量a t /3158.1771499.02482.17893=⨯ （7）阳极的泥量 （8）阳极泥含铜量：a（9）电解液中各个元素的含量：根据阳极成分和计算的阳极泥中各元素量及其成分见表7-3表7-3 阳极泥中各元素重量级百分比元素 进入阳极泥的量t/a阳极泥成分，% 元素进入阳极泥的量t/a阳极泥成分，%Cu ⨯%⨯%=Au ⨯⨯ ⨯⨯⨯⨯⨯⨯ ⨯⨯⨯⨯⨯⨯表7-4 电解液中各元素的含量⨯⨯⨯⨯⨯⨯其它Se+Te ⨯⨯共计装入物 料 名 称物料量 Cu As Ni Au Agt/a %a t /%a t /%a t /%a t /%a t /阳极合 计产 出物 料 名 称 物料量 Cu As Ni Au Agt/a %a t /%a t /%a t /%a t /%a t /电解铜 10000 99980残极铜 99..0阳极泥电解液损失及计算误差合计5302+铜电解精炼热平衡计算仪器及实验条件参数设定如下：电解槽的外形尺寸：5100×1265×1395；电流强度：10000A；槽间电压：；电解槽的数量：560；电解槽的外壁温度：35°C电解车间温度：2°C5电解液的温度：60°C电解液循环速度：20L/min（商品槽与种板槽共用一个循环系统）；热量支出（1）槽内液面上水蒸气的热损失q1槽的总液表面积S=××560=每平方电解槽液面在无覆盖时的水分蒸发量查表得(m 2·h). 60℃的水气化为kg kJ / 则q 1=××=h（2）槽液面上对流传热与辐射损失q 2根据化工原理的傅立叶传热公式： Q=KS （t 1-t 2）式中：K —辐射与对流联合导热系数，kJ/( m 2·h·℃)取； S —传热面积，㎡；21t t -—电解液与车间空气温度差，℃。
则：q 2=×（60-25）×=h（3）槽外壁的对流传热与辐射损失q 3槽壁总面子S 总=560×（×+××2+××2）= m 2 根据化工原理的傅立叶传热公式： Q=KS （t 1-t 2）式中：K —对钢筋混凝土槽壁辐射与对流联合导热系数，kJ/( m 2·h·℃)，当槽外壁温度为35℃，车间室温为25℃时，取 则：q 3=×（35-25）×（4）循环管道内溶液热损失为q 4电解液的循环量为：h m /2556101420603033=⨯⨯⨯-t C V q p ∆=γ4（7-7）式中：V —电解液循环量，h m /7503； p C —电解液热容量，KJ/(kg·℃)，； γ—电解液密度，3/1250m kg ；t ∆—电解液在循环管道内的温度降，根据车间规模大小取2～4℃，本设计取3℃。
q 4h kJ /8643600343.31250672=⨯⨯⨯=16=h热量收入热量收入为电流通过电解液时所产生的热：310239.018.4-⨯⨯⨯=IEtN Q式中：I —电流强度，A ；E —消耗于克服电解液阻力得到槽电压/V,为槽电压的50%左右； N —电解槽数； t —时间，取3600s 。
则热量收入：Q =××××10000×3600×560×10-3=kJ h综上热量衡算可得整个车间需补充的额外热量为：q 1＋q 2＋q 3＋q 4－Q =+++h kJ /777.23719967=。
表7-5 电解精炼系统热量衡算热量流入 1-•h kJ热量流出 1-•h kJ加热器补充的热量777.23719967电解槽外壁的辐射与对流热损失电流通过电解液产生的热量 电解槽液面水蒸发热损失电解槽液面辐射与对流热损失循环管道内溶液热损失8643600合计 .257 合计 .257净液量的计算本设计铜净化的过程主要采用的流程有中和结晶、脱铜电解、电热浓缩生产粗硫酸镍。
设计规模为产量100000t/a 电解铜，阳极板成分为：Cu ：%，Ni ：%，As ：%，Fe ：%，Sb ：%，Bi ：%。
生产1t 的电铜所溶解的阳极板量为，在净化过程中铜、镍、砷、锑、铋和铁的脱出率分别为98%、75%、85%、85%、85%、和80%。
本设计所取有害杂质在电解液中的允许含量如下表所示:表7-6 各种有害杂质元素在电解液中的允许含量元素CuNiAsFeSbBi含量 <50 <20 <7<< <净液量的计算公式如下：ck m V ⨯⨯=310（7-8）式中：m —每溶解100㎏阳极后某元素进入溶液的数量㎏； k —元素在整个净化过程中的脱除率%； c —元素允许的极限浓度（即允许含量）l g /。
设计中主要元素净液量的计算分别如下：a Q /m 893.3577798.05010%75.1%990119.110000033=⨯⨯⨯⨯⨯=铜a Q /5828.544m 75.01510%81%08.00119.110000033=⨯⨯⨯⨯⨯=镍a Q /m 452.156285.0710%4.63%02.00119.110000033=⨯⨯⨯⨯⨯=砷a Q /m 4941.936280.05.010%74%002.00119.110000033=⨯⨯⨯⨯⨯=铁a Q /m 8.2499485.06.010%17%126.00119.110000033=⨯⨯⨯⨯⨯=锑a Q /m 7647.523985.05.010%16%025.00119.110000033=⨯⨯⨯⨯⨯=铋表7-7主要元素的净液量元素 Cu Ni As FeSbBi 净液量a m /3根据上表可知，净液量需求最大的是铜，其次的是铋。
本设计采用在电解工序电解槽中增加不溶阳极的方法脱出，则净液量以铋的净液量为准，取为44000a m /3。
按照44000a m /3的净液量可以推算出电解液的实际含量（l g /）：L g C Bi /1218.04400085.010%18%025.00119.11000003=⨯⨯⨯⨯⨯= L g C As /4307.34400085.010%4.63%20.00119.11000003=⨯⨯⨯⨯⨯= L g C Sb /5795.04400085.010%17%126.00119.11000003=⨯⨯⨯⨯⨯= L g C Ni /9870.14400075.010%81%008.00119.11000003=⨯⨯⨯⨯⨯= L g C Ni/6567.404400098.010%75.1%0.990119.11000003=⨯⨯⨯⨯⨯= L g C SO H /18042=由以上的计算可知，电解液的实际含量（l g /）：Bi:、As:、Sb:、Cu:、Ni:、42SO H ：180。
硫酸盐生产物料衡算衡算的基本数据如下；加入铜料的品位％；硫酸铜平均结晶率60％；中和终液含铜：120；中和过程溶液体积缩率70％；硫酸铜含铜％；一次结晶液体缩率81％；铜回收率98％。
硫酸铜结晶水返回中和系统；需加入铜料的量根据经验选取结晶所需的洗水成分为Cu:40g/l ，H 2SO 4:50g/l 。
本设计的流量取1388a m /3。
则中和过程进料成分为：Cu ϕ=+⨯+⨯=1388440004013886567.4044000l ； 42SO H ϕ=+⨯+⨯=13884400050138818044000l; 铜料的加入量(按纯铜计）:q=(44000+1388)⨯%70⨯310-⨯⨯.69=1557t中和液所需加入铜料量(按纯铜计)()[]t Q 178.19681064.404438810%7013884400012033=⨯⨯-⨯⨯+⨯=-- 加入铜料耗酸：t 50.30375.6398178.1968=⨯ 中和液体积：a m /60.31771%70453883=⨯ 中和终液溶液含酸：l g /359.155106.1077150.30371002.1764538833=⨯-⨯⨯- 计算硫酸铜产品产量 硫酸铜结晶量：t 2262.937510%4.24%6060.317711203=⨯⨯⨯ 结晶洗水体积及成分；在生产实践中，硫酸铜结晶的洗水量为每吨~1m 3，洗水含铜约为40g/l ，含酸约为50g/l ，,因此洗水量为 ；a m /70.84379.02262.93753=⨯洗水带走的铜量：t 508.337104070.84373=⨯⨯- 硫酸铜产品产量：t 4922.7804%4.24508.337%9810%6060.317711203=-⨯⨯⨯⨯- 一次母液体积及铜，酸浓度一次母液体积：a m /996.26734%8160.317713=⨯ 母液含铜：l g /07.58996.25734%98%4060.31771120=⨯⨯⨯ 母液含酸： L g /68.200996.257345070.843783.17560.31776=⨯-⨯ 脱铜电解物料平衡计算脱铜的基本参数：铜的回收率：98%一次脱铜后终液含Cu 为30L g /；二次脱铜后终液含Cu 为L g /；二级电铜含Cu 为%；铜回收率 98%。