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%。
铜电解精炼冶金计算
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，℃。
铜电解精炼实验报告
铜电解精炼实验报告铜电解精炼实验报告引言：铜是一种重要的金属材料，广泛应用于电子、电气、建筑和制造业等领域。
然而，铜矿石中常常含有其他杂质，如铅、锌和硫等，这些杂质会降低铜的纯度和质量。
因此，铜精炼是一项关键的工艺，通过电解精炼可以去除这些杂质，提高铜的纯度。
本实验旨在探究铜电解精炼的工艺条件和效果。
实验材料与方法：1. 实验材料：- 铜矿石样品- 硫酸铜溶液- 铜板电极- 铅板电极- 锌板电极- 硫酸溶液- 铜电解槽2. 实验步骤：- 准备铜矿石样品，并进行研磨和筛分，以获得均匀的颗粒大小。
- 将铜矿石样品与硫酸铜溶液混合，形成电解液。
- 将铜板电极、铅板电极和锌板电极分别插入电解槽中，与电解液接触。
- 连接电源，设定适当的电流和电压。
- 进行电解精炼过程，观察并记录实验现象。
实验结果与讨论：通过实验观察和数据记录，我们得出以下结论：1. 电流和电压对铜电解精炼的影响：- 较高的电流和电压可以加速铜的电解过程，但同时也会增加能耗和电解液的损耗。
- 在实验中，我们发现适宜的电流和电压范围是5-10安培和1-2伏特，这样可以保证较高的精炼效率和较低的能耗。
2. 不同杂质对铜电解精炼的影响：- 铅和锌是常见的铜矿石中的杂质，它们会降低铜的纯度和质量。
- 通过实验观察，我们发现铅和锌在电解过程中会被电极化学反应转化为溶解态，从而被去除。
- 然而，硫是一种难以去除的杂质，它会在电解过程中与铜反应生成硫化铜，降低铜的纯度。
- 因此，对于含硫铜矿石的精炼，需要采用其他方法，如氧化焙烧和浮选等。
3. 电解时间对铜精炼的影响：- 在实验中，我们发现随着电解时间的延长，铜的纯度逐渐提高。
- 这是因为随着时间的推移，电解液中的杂质被逐渐去除，铜的纯度得到提高。
- 然而，过长的电解时间会增加能耗和电解液的损耗，因此需要在纯度和经济性之间进行权衡。
结论：通过铜电解精炼实验，我们探究了电流、电压、杂质和电解时间对铜精炼的影响。
电解精炼铜
电解精炼铜
原理：
阳极反应：Cu－2e ==Cu2+ EΘCu/Cu2＋＝0. 34V
Me－2e ==Me 2+ EΘMe/Me2＋＜0. 34V
H2O－2e==2H＋＋1/2O2EΘH2O/O2＝1.229V
SO42――2e ==SO3＋1/2O2 EΘSO42－/O2＝2.42V
式中Me代表Fe、Ni、Pb、As、Sb等比Cu更负电性的金属，它们从阳极上溶解进入溶液。
H2O和SO42－失去电子的反应由于其电位比铜正，故在正常情况下不会发生。
贵金属的电位更正，不溶解，而进入阳极泥。
阴极反应：Cu2＋＋2e ==Cu EΘCu/Cu2＋＜0. 34V
2H＋＋2e==H2 EΘH＋/H2＝0. 0V
Me2＋＋2e ==Me EΘSO42－/O2＞0. 34V
在这些反应中，具有标准电位比铜正、浓度高的金属离子才可能在阴极上被还原，但它们在阳极不溶解，因此只有铜离子还原是阴极的主要反应。
铜电解工艺流程：
铜的电解精炼是以火法精炼产出的精铜为阳极，以电解产出的薄铜片为（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，阳极铜电化学溶解，纯铜在阴极上沉积，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，铜精炼工艺流程如下图
精炼铜的性能：具有优良的导电性、导热性、延展性和耐蚀性。
精炼铜的用途：发电机、母线、电缆、开关装置、变压器等电工器材和热交换器、管道、太阳能加热装置的平板集热器等导热。
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。
《铜的电解精炼》课件
辅助设备
01
02
03
04
辅助设备包括循环系统、过滤 系统、排污系统等，用于支持
电解过程的正常运行。
循环系统用于将电解液持续循 环流动，以保持电解液成分的
均匀分布和温度的稳定。
过滤系统用于去除电解液中的 杂质和颗粒物，以保持电解液
的清洁度。
排污系统用于定期排放电解槽 底部的沉淀物和杂质，以保持
电解槽的正常运行。
阳极过程
阳极上的粗铜溶解成铜离子进入电解液，同时释放电子。
电能效率
优化电解精炼的电流密度和电压，以提高电能效率和降低能耗。
产物处理
铜饼处理
从电解精炼过程中获得的 铜饼需要进行进一步的处 理，如洗涤、干燥和熔炼 等。
产品纯度
通过控制电解精炼的条件 和后续处理，确保获得高 纯度的电解铜产品。
资源回收
对电解精炼过程中产生的 废弃物进行回收和处理， 实现资源的有效利用。
铜的电解精炼设备
03
电解槽
01
电解槽是铜的电解精炼 过程中的核心设备，用 于实现铜的电解过程。
02
电解槽通常由耐腐蚀、 绝缘性能好的材料制成 ，如聚氯乙烯或玻璃钢 。
03
电解槽内部通常填充有 离子交换剂或导电介质 ，以促进铜离子的迁移 和分离。
04
电解槽的设计和结构需 根据生产规模、电解液 成分和工艺要求进行定 制。
《铜的电解精炼》ppt 课件
目 录
• 铜的电解精炼简介 • 铜的电解精炼工艺流程 • 铜的电解精炼设备 • 铜的电解精炼的优缺点 • 铜的电解精炼的发展趋势和未来展望
铜的电解精炼简介
01
铜的电解精炼的定义
01
铜的电解精炼是一种通过电解的 方法将粗铜提纯为纯铜的过程。
电解精炼铜实验报告
电解精炼铜实验报告电解精炼铜实验报告一、引言电解精炼铜是一种常见的冶炼工艺，通过电解的方式去除铜中的杂质，提高铜的纯度。
本实验旨在通过模拟电解精炼铜的过程，探究其原理和效果。
二、实验步骤1. 实验准备准备一块铜板作为阳极，一块铜板作为阴极，将它们放置在电解槽中。
准备一定浓度的硫酸铜溶液，作为电解液。
连接电源，确保电解槽与电源的正负极正确连接。
2. 开始电解将电解槽中的铜板完全浸入电解液中，打开电源，设定合适的电压和电流。
开始电解过程。
3. 观察实验现象实验过程中，观察电解槽中的变化。
可以发现，阳极上的铜板逐渐溶解，而阴极上的铜板逐渐增厚。
同时，电解液中的杂质被吸附在阴极上，阳极上的纯铜逐渐增多。
4. 结束实验当观察到阳极上的铜板几乎完全溶解，或者电解液中的杂质浓度达到一定程度时，可以结束实验。
关闭电源，取出阴极上的铜板。
三、实验结果与分析通过实验可以得到以下结果：1. 阳极上的铜板逐渐溶解，而阴极上的铜板逐渐增厚。
这是因为在电解过程中，阳极上的铜原子失去电子形成Cu2+离子，溶解到电解液中；而阴极上的Cu2+离子接受电子还原为纯铜，沉积在阴极上。
2. 电解液中的杂质被吸附在阴极上。
在电解过程中，电解液中的杂质离子被电场吸引，沉积在阴极上，从而净化了电解液中的铜。
3. 随着电解时间的增加，阴极上的铜板逐渐增厚，纯度也逐渐提高。
这是因为随着电解时间的延长，阳极上的铜板溶解得更多，电解液中的杂质离子也被吸附得更多，从而阴极上的纯铜沉积得更厚。
四、实验总结电解精炼铜是一种有效的提高铜纯度的方法。
通过电解过程，可以将铜中的杂质去除，得到较为纯净的铜。
本实验模拟了电解精炼铜的过程，通过观察实验现象和分析实验结果，验证了电解精炼铜的原理和效果。
然而，实际的电解精炼铜工艺比本实验更为复杂，需要考虑更多的因素，如电压、电流、电解液浓度等。
此外，还需要进行后续的处理步骤，如熔炼、铸造等，才能得到可应用的铜产品。
电解精炼铜工艺在现代冶金工业中具有重要的地位，广泛应用于铜冶炼过程中。
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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 Pb99.0 0.08 0.2 0.126 0.06 0.002 0.025 0.01 0.002 0.10 0.025 0.1 含量%电回收率：99.0%；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Cu 1.75 0.15 98.10Ni 81.00 18.70 0.20As 63.40 36.30 0.3Sb 17 78 5Ag —95 2Bi 18 82.5 1.5Se+—94 6 TeS —96 4O —97 3Au —98.5 1.5Pb —93 7Fe 74 53 21假设以溶解100kg的阳极铜平衡进行计算1.1阴极铜产量和电铜品味计算Cu：99.0×98.1%=97.119kgNi：0.08×0.2%=0.00016kgAs：0.2×0.3%=0.0006kgSb：0.126×5%=0.0063kgAg：0.06×5%=0.003kgBi：0.025×1.5%=0.000375kgSe+Te：0.01×6%=0.0006kgFe：0.002×21%=0.00042kgS：0.002×4%=0.00008kgO：0.1×3%=0.003kgAu：0.025×1.5%=0.000375kgPb：0.1×7%%=0.007kg合计：97.141kg电铜品位：97.119÷97.141=99.98% 1.2阳极泥率和成份计算Cu：99×0.15%=0.1485kgNi：0.08×18.7%=0.1496kgAs：0.2×36.3%=0.0726kgSb：0.126×78%=0.09828kgAg：0.06×95%=0.057kgSe+Te：0.01×94%=0.0094kgS：0.002×96%=0.00193kgO：0.1×97%=0.097kgAu：0.025×98.5%=0.024625kg Pb：0.1×93%=0.093kgFe:0.002×3%=0.00006kg合计：0.5449kg阳极泥率：0.55%（对溶解阳极铜） 1.3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：150.5716t/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阳极泥成元素进入阳极泥的量t/a阳极泥成表7-4 电解液中各元素的含量分，%分，% Cu101395.0737⨯99%⨯0.15%=150.571623.28Au101395.0737⨯0.025%⨯98.5%=24.96853.86As101395.0737⨯0.2%⨯36.3%=73.6128 11.37Ag101395.0737⨯0.06%⨯95%=57.79518.93 Sb101395.0737⨯0.126%⨯78%=99.651015.46Fe101395.0737⨯0.002%⨯3%=0.06170.06080.01 Ni101395.0737⨯0.08%⨯18.70%=15.16872.34S101395.0737⨯0.002%⨯94%=1.90620.29 Pb101395.0737⨯0.1%⨯93%=94.297414.56O101395.0737⨯0.10%⨯97%=98.353215 Bi101395.0737⨯0.025%⨯82.5%=20.91273.23其它 Se+Te101395.0737⨯0.01%⨯94%=9.53111.47 共计装入物 料 名 称 物料量 CuAsNiAuAgt/a % a t /% a t /% a t /% a t /% a t /阳极 119288.3 99.0 118095.4 0.2 238.5 0.08 95.4 0.025 29.8 0.06 71.5 合 计118095.4238.595.429.871.5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 99.98 99980 残极铜 17893.2 99..0 17714.3 0.2 35.78 0.08 14.3 0.025 4.47 0.06 10.73 阳极泥557.62797.9775.3216.84159.11.615.120.87.5610.194.5+7.3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：0.3V ； 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）；7.3.1 热量支出（1）槽内液面上水蒸气的热损失q 1槽的总液表面积S=4.9×1.065×560=2922.36m 2每平方电解槽液面在无覆盖时的水分蒸发量查表得1.35kg/(m 2·h). 60℃的水气化为2358.42kg kJ /则q 1=2922.36×1.35×2358.42=9304405.566kJ/h电解液 2936.25 292.97 60.66 损失及计算误差300.50.04合计177327.65302 89.2 8.92 115.96（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39.35； S —传热面积，㎡；21t t -—电解液与车间空气温度差，℃。
则：q2=39.35×（60-25）×2922.36=4024820.31kJ/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×（5.1×1.265+1.265×1.395×2+5.1×1.395×2）=13557.516 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35.17 则：q3=35.17×（35-25）×13557.5 （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·℃)，3.43； 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=4768178.377kJ/h7.3.2 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 =4.18×0.239×0.3×0.5×10000×3600×560×10-3=3021036.48kJ /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 =9304405.566+4024820.31+4768178.377+8643600-3021036.48h 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4768178.377电流通过电解液产生的热量 3021036.48 电解槽液面水蒸发热损失9304405.566电解槽液面辐射与对流热损失4024820.31循环管道内溶液热损失8643600合计 26741004.257 合计 26741004.2577.4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 ：99.0%，Ni ：0.08%，As ：0.2%，Fe ：0.002%，Sb ：0.126%，Bi ：0.025%。
生产1t 的电铜所溶解的阳极板量为1.0119t ，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 Cu Ni As Fe SbBi 含量<50<20<7<0.5<0.6<0.5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 /。