年产20万吨铜电解槽设计
永久不锈钢阴极铜电解槽系统的设计与实践
永久不锈钢阴极铜电解槽系统的设计与实践收稿⽇期：２０１１－０６－３０作者简介：代红坤（１９６９—），男，⾼级⼯程师，主要从事铜冶⾦⼯程设计研究、管理⼯作。
0前⾔为提⾼技术、装备⽔平，云铜引进了不锈钢阴极铜电解⽣产技术和极板、机组等设备建设新增电解产能项⽬。
该项⽬设计年产180kt ⾼纯阴极铜，已于2010年底投⼊试⽣产，系统运⾏正常，⽣产出了⾼品质的产品。
电解槽及其内、外部部件所构成的电解槽系统是电解⽣产中的关键部分，最终产品在其中产⽣，其设计的好坏对于产品质量、劳动强度、消耗等等都⾄关重要，本⽂重点介绍该系统的设计、施⼯和试⽣产⽅⾯的情况，对设计中存在的问题进⾏了分析。
1主要设计内容１．１主要设计参数云铜永久不锈钢阴极铜电解槽系统主要设计参数见表1。
１．２车间配置经计算，所需电解槽数为766个，考虑⼯艺配置和⽣产管理⽅便，取电解槽总数为784个，双跨配置，分24组，每跨12组，每跨有4组为每组32槽，8组为每组33槽，每组设⼀个⼤电流短路开关。
１．３电解槽电解槽为钢筋混凝⼟为槽体，内衬玻璃钢防腐层。
槽内尺⼨为：5750×1070×1250/1450mm 。
电解槽侧壁厚90mm ，端⾯及底⾯壁厚为150mm ，每两个电解槽之间的缝隙为30mm ，槽底单⾯纵向坡度4%，内衬玻璃钢防腐层厚度6mm （9层）。
１．４极板1.4.1阳极板结合云铜的现实情况，新的电解⼯场仍采⽤⼩永久不锈钢阴极铜电解槽系统的设计与实践代红坤（云南铜业股份有限公司，云南昆明650102）〔摘要〕介绍了云铜永久不锈钢阴极铜电解槽系统的设计主要内容及特点，对施⼯中出现的问题、试⽣产过程、取得效果进⾏了描述，对设计存在的问题进⾏了分析并提出了改进措施。
〔关键词〕永久不锈钢阴极；电解槽；极板；实践中图分类号：TF111.52⽂献标识码：B⽂章编号：1004-4345（2011）06-0029-04Design and Practice of Copper Electrolytic Tank System with Permanent Stainless Steel CathodesDAI Hong-kun(Yunnan Copper Co.,Ltd.,Kunming,Yunnan 650102,China)Abstract The paper introduces the design and design feature of copper electrolytic tank system with permanent stainless steel cathodes,describes the process of test run,problems in construction and the outcome obtained,analyzes the problems existing in design and puts forward some improvement measures.Keywords permanent stainless steel cathode;electrolytic tank;pole plate;practice表１主要设计参数项⽬参数项⽬参数电铜规模,kt/a 180阳极重量,kg 270年⼯作⽇,d 350阴极有效尺⼨,mm 908×900电解回收率,%99.6阳极周期,d 18电流密度,A/m 2280阴极周期,d 9残极率,%18每槽阳极数,⽚57同极距,mm 95每槽阴极数,⽚56电流效率,%96槽电压,V 0.35槽作业率,%96电解液循环速度,L/min ·槽30阳极有效尺⼨,mm 878×840有⾊冶⾦设计与研究第32卷2011年第6期12⽉图１电解车间配置极板，但与传统法所使⽤的⼤⼩⽿铜阳极板有明显的区别。
年产20万吨烧碱电解工段的初步工艺设计
目录前言 -------------------------------------------------------------------------------------------- 1第一章综述 ------------------------------------------------------------------------------- 2 1.1 烧碱的性质 --------------------------------------------------------------------------------------------- 2 1.2 其他副产物的性质 ----------------------------------------------------------------------------------- 3 1.3 氯碱工业的发展状况 -------------------------------------------------------------------------------- 31.3.1 我国氯碱工业的发展状况 ---------------------------------------------------------------------- 31.3.2 世界氯碱工业的发展现状 -------------------------------------------------------------------- 5 1.4 氯碱工业的生产工艺现状-------------------------------------------------------------------------- 5第二章隔膜法电解制烧碱 --------------------------------------------------------------- 72.1 隔膜法制烧碱的基本原理-------------------------------------------------------------------------- 72.1.1 基本原理 -------------------------------------------------------------------------------------------- 72.1.2 电压效率及槽电压-------------------------------------------------------------------------------- 8 2.2 电极和隔膜材料的选择 ----------------------------------------------------------------------------- 92.2.1 阳极材料 -------------------------------------------------------------------------------------------- 92.2.2 阴极材料 ------------------------------------------------------------------------------------------ 102.2.3 隔膜材料 ------------------------------------------------------------------------------------------ 10 2.3 隔膜电解槽的选择 --------------------------------------------------------------------------------- 10 2.4 隔膜法电解工艺流程及操作条件 -------------------------------------------------------------- 112.4.1 工艺流程 ------------------------------------------------------------------------------------------ 112.4.2 操作条件及主要技术经济指标 ------------------------------------------------------------- 132.4.3 电解操作指标与生产控制点分析 ---------------------------------------------------------- 14第三章工艺计算-----------------------------------------------------------------------------163.1 物料衡算 ------------------------------------------------------------------------------------------------ 163.1.1 对电解槽做物料衡算 -------------------------------------------------------------------------- 163.1.2 对氢盐换热器进行物料衡算----------------------------------------------------------------- 17 3.2 能量衡算 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 183.2.1 对氢盐换热器进行热量衡算----------------------------------------------------------------- 183.2.2 对电解槽进行热量衡算 ----------------------------------------------------------------------- 20第四章主要设备的工艺计算与选型 -------------------------------------------------224.1 电解槽数量的估算 --------------------------------------------------------------------------------- 22 4.2 氢盐换热器的选型 --------------------------------------------------------------------------------- 22 4.3 盐水预热器的选型 --------------------------------------------------------------------------------- 23 4.4 其他设备的选型------------------------------------------------------------------------------------- 24第五章主要工艺管道的计算与选择 -------------------------------------------------265.1 主要工艺管道的计算与选择 -------------------------------------------------------------------- 265.1.1 水蒸气管道的选型------------------------------------------------------------------------------ 265.1.2 电解槽氢气出口总管道的选型 ------------------------------------------------------------- 265.1.3 电解槽氯气出口总管道的选型 ------------------------------------------------------------- 265.1.4 氢盐换热器排水管道的选型----------------------------------------------------------------- 265.1.5 盐水预热器排水管道的选型----------------------------------------------------------------- 275.1.6 精盐水管道的选型------------------------------------------------------------------------------ 275.1.7 电解碱液出口总管道的选型----------------------------------------------------------------- 27 5.2 主要管道选择结果汇总 --------------------------------------------------------------------------- 27第六章经济核算-----------------------------------------------------------------------------286.1 经济核算 ---------------------------------------------------------------------------------------------- 286.1.1 生产消耗核算 ------------------------------------------------------------------------------------ 286.1.2 生产成果核算 ------------------------------------------------------------------------------------ 286.1.2核算结果分析------------------------------------------------------------------------------------- 29第七章厂址选择和车间布置-----------------------------------------------------------307.1 化工厂选址的重要性------------------------------------------------------------------------------ 307.1.1化工厂厂址选择的影响因素 ----------------------------------------------------------------- 307.1.2厂址的选择 ---------------------------------------------------------------------------------------- 31 7.2 车间设备布置 --------------------------------------------------------------------------------------- 317.2.1化工厂总平面布置的原则--------------------------------------------------------------------- 317.2.2车间布置的具体要求 --------------------------------------------------------------------------- 32第八章氯碱生产中的防腐及三废处理 -----------------------------------------------34 8.1 氯气的腐蚀原因和防护措施 -------------------------------------------------------------------- 34 8.2 盐酸的腐蚀成因与防护措施 -------------------------------------------------------------------- 34 8.3 烧碱产生的腐蚀及防护措施 -------------------------------------------------------------------- 35 8.4 氯碱生产中三废的处理 --------------------------------------------------------------------------- 368.4.1 “废渣”治理与综合利用------------------------------------------------------------------------- 368.4.2 “废气”治理及综合利用------------------------------------------------------------------------- 368.4.3 “废水”的治理 ------------------------------------------------------------------------------------- 37第九章设计小结 ---------------------------------------------------------------------------38参考文献 -----------------------------------------------------------------------------------39致谢 ----------------------------------------------------------------------------------------40前言氯碱，即氯碱工业，也指使用饱和NaCl溶液制氯气氢气烧碱的方法。
年产25万吨电铜的铜电解精炼车间工艺设计(已处理)
年产25万吨电铜的铜电解精炼车间工艺设计西安建筑科技大学华清学院毕业设计(论文)任务书题目: 25万吨/年电铜的铜电解精炼车间工艺设计院(系): 冶金工程学院专业: 冶金工程学生姓名:学号:指导教师:一、毕业设计(论文)的主要内容(含主要技术参数)1、查阅有关铜电解精炼技术等方面的文献,写出文献综述;说明设计的任务和目的,铜在国民经济建设及有色金属工业的发展概况。
2、根据给定铜阳极成份,设计年产25万吨电铜的铜电解精炼车间,年工作日360天。
铜阳极成份如下表:元素Cu Au Ag As Sb Ni Bi Pb含量% 99.3 0.062 0.08 0.01 0.011 0.178 0.002 0.032元素Se Te Fe Zn Sn S O 其他含量% 0.042 0.05 0.001 0.003 0.004 0.0015 0.05 0.17353、工艺计算及主要设备设计计算。
包括工艺流程的选择与论证;按冶炼过程各阶段编制物料平衡表,铜电解精炼冶金计算包括:电解过程金属平衡和物料平衡,净液量的计算,硫酸耗量,电解槽热平衡及蒸汽消耗等;主要设备及辅助设备的计算与选择。
4、绘制工艺流程图及主要设备简图。
5、撰写本科毕业论文。
二、毕业设计(论文)题目应完成的工作(含图纸数量)1.查阅相关中、英文文献资料不少于15篇(本);2.按学校毕业设计规范提交完整的毕业设计说明书 1份;3.绘制工艺流程图 1 张(1#),主要设备简图 2 张(2#);4.翻译相关外文资料 1 篇(约3000字左右)。
三、毕业设计(论文)进程的安排序号设计(论文)各阶段任务日期备注1 毕业实习 3.1~3.142 查阅相关文献资料,完成文献综述 3.15~3.283 铜电解精炼工艺流程的确定3.29~4.44 详细工艺计算及主要设备设计计算 4.5~5.195 撰写设计说明书,绘制相应图纸 5.20~5.306 检查、完善设计说明书及图纸,准备答辩 5.31~6.11四、主要参考资料及文献阅读任务(含外文阅读翻译任务)1.阅读有铜电解精炼方面的文献(其中英文文献不少于3篇);2.主要参考资料:朱祖泽,贺家齐.现代铜冶金学,北京:科学出版社,2003,1.罗孝玲,Jules.中国铜工业存在的问题及对策探讨.技术经济,2002,12:7-8.于润沧.再议我国铜工业发展的若干战略问题.铜工业工程,2001,17:7-10曹异生.世界铜工业进展及前景展望. 世界有色金属,1997,4:17-21.黄海根,余斌,张绍才.铜工业的近来走势与发展对策探讨.矿产保护与利用,2004,42:8-12.五、审核批准意见教研室主任签(章)25万吨/年电铜的铜电解精炼车间工艺设计专业:冶金工程学生:朱浪涛指导教师:张秋利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。
传统铜电解系统升级改造设计及生产实践
4冶金冶炼M etallurgical smelting传统铜电解系统升级改造设计及生产实践汤家道，吴 华（云南铜业股份有限公司西南铜业分公司，云南 昆明 ６５０１０２）摘 要：介绍了云南铜业股份有限公司西南铜业分公司电解提质增效项目的工艺方案选择、主要设备选型、厂房修复、环保安全、节能措施、技术经济指标和技术改进等情况。
改造项目结合生产实际采用传统始极片小极板生产工艺，共使用３４０个电解槽，槽电压约０．３－０．３５Ｖ，电流密度２６０Ａ／ｍ２，电解阴极铜产能５．１万吨／ａ。
项目用注重安全、节能、自动等方面的设计，取得了较好的效果。
简述了项目投产后的生产情况和技术指标，主要经济技术指标优于设计值。
关键词：阴极铜；传统电解；电解槽；板式换热器中图分类号：ＴＦ８１１ 文献标识码：Ａ 文章编号：１００２－５０６５（２０２３）１８－０００４－３Design and Production Practices on Upgradation and Transformation of Traditional Copper Electrorefining SystemTANG Jia-dao, WU Hua（Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｂｒａｎｃｈ ｏｆ Ｙｕｎｎａｎ Ｃｏｐｐｅｒ Ｉｎｄｕｓｔｒｙ Ｃｏ．， Ｌｔｄ．， Ｋｕｎｍｉｎｇ， Ｙｕｎｎａｎ ６５０１０２）Abstract: Ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｓ ｔｈｅ ｓｅｌｅｃｔｉｏｎ ｏｆ ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ ｐｒｏｇｒａｍ， ｍａｉｎ ｅｑｕｉｐｍｅｎｔ， ｒｅｓｔｏｒａｔｉｏｎ ｏｆ ｔｈｅ ｗｏｒｋｓｈｏｐ， ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ， ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ｍｅａｓｕｒｅｓ， ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ａｎｄ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｃａｌ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｓ ｆｏｒ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ ｏｆ ｑｕａｌｉｔｙ ａｎｄ ｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙ ｉｎ ＹＣＣ Ｓｏｕｔｈｗｅｓｔ Ｃｏｐｐｅｒ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎ Ｌｔｄ． Ａｃｃｏｒｄｉｎｇ ｔｏ ｐｒａｃｔｉｃｅ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ， ｔｈｅ ｔｒａｎｓｆｏｒｍａｔｉｏｎ ｐｒｏｊｅｃｔ ｕｓｅｓ ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｓｔａｒｔ ｓｈｅｅｔ ｐｒｏｃｅｓｓ ｗｉｔｈ ｓｍａｌｌ ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ｐｌａｔｅ． Ｉｔ ｈａｓ ３４０ ｃｅｌｌｓ ｔｏｔａｌｌｙ． Ｔｈｅ ｃｅｌｌ ｖｏｌｔａｇｅ ｉｓ ０．３－０．３５Ｖ， ｃｕｒｒｅｎｔ ｄｅｎｓｉｔｙ ｉｓ ２６０Ａ／ｍ２， ｔｈｅ ｃａｐａｃｉｔｙ ｏｆ ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃａｔｈｏｄｅ ｃｏｐｐｅｒ ｒｅｍａｉｎｓ ５１０００ ｔｏｎｓ ｐｅｒ ａｎｎｕａｌ． Ｔｈｉｓ ｐｒｏｊｅｃｔ ｆｏｃｕｓｅｓ ｏｎ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｓａｆｅｔｙ， ｅｎｅｒｇｙ ｓａｖｉｎｇ ａｎｄ ａｕｔｏｍａｔｉｃ ｃｏｎｔｒｏｌ， ａｎｄ ｈａｓ ａｃｈｉｅｖｅｄ ｇｒｅａｔ ｐｒｏｇｒｅｓｓｅｓ． Ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｎｄ ｔｅｃｈｎｉｃａｌ ｉｎｄｅｘｅｓ ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｐｒｏｊｅｃｔ ｐｕｔ ｉｎｔｏ ｐｒｏｄｕｃｔｉｏｎ ａｒｅ ｂｒｉｅｆｌｙ ｄｅｓｃｒｉｂｅｄ． Ａｌｌ ｍａｉｎ ｅｃｏｎｏｍｉｃ ｉｎｄｉｃａｔｏｒｓ ａｒｅ ｂｅｔｔｅｒ ｔｈａｎ ｄｅｓｉｇｎ ｖａｌｕｅｓ．Keywords: ｃｏｐｐｅｒ ｃａｔｈｏｄｅ； ｔｒａｄｉｔｉｏｎａｌ ｅｌｅｃｔｒｏｒｅｆｉｎｉｎｇ； ｅｌｅｃｔｒｏｌｙｔｉｃ ｃｅｌｌ； ｐｌａｔｅ ｈｅａｔ ｅｘｃｈａｎｇｅｒ收稿日期：２０２３－０７作者简介：汤家道，生于１９７１年８月，云南省建水县人，冶金学士，，高级工程师，研究方向：金属冶炼。
年产19万吨高纯阴极铜电解精炼车间设计
江西理工大学本科毕业设计（论文）任务书冶金与化学工程学院冶金工程专业2013 级（2017届）136班学生卫强题目：年产19万吨高纯阴极铜电解精炼车间的设计原始依据：通过在福建省龙岩市上杭县紫金铜业电解厂实习，实地考察铜电解精炼车间，熟悉电解精炼流程。
通过查阅资料，收集相关数据，根据专业知识设计一个年产19万吨的高纯阴极铜电解精炼车间。
（1）阳极成分如下：表1 阳极成分(质量百分数%)元素Cu As Sb Bi Ni Fe Pb 含量0.035 0.043 0.002 0.068 0.002 0.001（2）技术参数：电解铜回收率：99.8%；电铜品位：99.9935%（符合高纯阴极铜的化学成分要求：GB/T1385-92;残极率：15%主要内容和要求：（1）撰写实习报告一份；（2）完成设计说明书一篇，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。
（3）用CAD绘制设备图和至少一张手工图纸：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）。
（4）完成设计说明书一篇。
（5）翻译外文资料一篇。
（6）小论文一篇。
日程安排：第4周（2017年03月06日至2017年03月12日）查阅文献资料，翻译一篇英文资料，写出文献综述第5周（2017年03月13日至2017年03月19日）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（2017年03月20日至2017年03月26日）完成概述和厂址的选择与论证第7周（2017年03月27日至2017年04月02日）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（2017年04月03日至2017年04月09日）完成电解和净液工段的冶金计算及物料衡算第9周（2017年04月10日至2017年04月16日）完成主要设备选型计算和车间配置与安排第10周（2017年04月17日至2017年04月23日）完成车间环保和技术经济分析与评价第11周（2017年04月24日至2017年04月30日）完成工艺流程图或设备连接图和电解槽结构图第12周（2017年05月01日至2017年05月07日）完成车间平面和立面配置图第13周（2017年05月08日至2017年05月14日）初步完成设计说明书第14周（2017年05月15日至2017年05月21日）修改设计说明书、编辑论文第15周（2017年05月22日至2017年05月28日）老师评阅设计、学生准备答辩第16周（2017年05月29日至2017年06月04日）毕业答辩主要参考文献和书目：[1] 朱祖泽、贺家齐. 现代铜冶金学[M]. 北京：科学出版社，2003[2] 陈国发. 重金属冶金学[M]. 北京：冶金出版社，2010[3] 陈维东. 铜电解精炼中阳极杂质的行为[J].1993, 4(20): 56~60[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]. 2000, 3(20): 12~18[6] 赵欣. 铜电解新技术的应用[J]. 2008, 29(4): 9[7] 蔡祺风. 有色冶金工厂设计基础[M]. 北京：冶金工业出版社，1991：65~71[8] 程彤. 降低阴极铜电单耗生产实践[J]. 2010, (4): 50~51[9] 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）：71~72[10] 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，2004[11] 邱栋良. 冶金起重机选用指南[J].[12] 张文毓. 钛制板式换热器在海水淡化中的应用[J]. 2009, 26(1): 32[13] 《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[14] 姜国民. 浅谈ISA法阴极铜加工机组[J]. 2005, 42(2): 42[15] 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，2004[16] 袁一. 化学工程师手册[M]. 北京：机械工业出版社，1999[17] 刘会巨. 铜电解车间的防腐[J]. 2009, 5 (13): 12~16[18] 李著华. 论铜电解车间的采暖通风[J]. 2001, 2: 47~48[19] 《化学工程师手册》编写组. 化学工程师手册[M]. 北京指导教师（签字）：2017年3月6 日江西理工大学本科毕业设计（论文）开题报告冶金与化学工程学院冶金工程专业2013 级（2017届）6班学号03学生卫强题目：年产19万吨高纯阴极铜电解精炼车间的设计本课题来源及研究现状：随着社会的发展，资源的短缺，人类对阴极铜电解精炼的技术研究越发深入，根据我国目前阴极铜电解精炼的技术现状，要获得更纯的阴极铜，在电解精炼中，要提高产品质量、降低能源消耗、提升劳动生产力，结合当前经济效益和行业内统计数据，改善我国目前的生产条件，进一步使阴极铜电解技术的发展向着更纯的阴极铜、更低的生产成本、更高的电解生产率方向发展。
年产20万吨再生铜电解循环利用项目环境影响报告书
年产20万吨再生铜电解循环利用项目环境影响报告书1.前言某铜业有限公司（以下简称某公司）是某有色金属股份有限公司和某化工有限公司共同投资成立的股份公司，该公司位于山东省某市经济技术开发区，公司成立的目的是利用某市经济技术开发区（以下简称开发区）再生资源回收加工区的优势，把回收的紫杂铜进一步深加工生产阴极铜，实现铜资源的循环利用。
为了契合国家推进节能减排、发展循环经济的政策导向，同时也是为了促进紫杂铜的深加工和循环利用，延长产业链，某公司拟利用当地粗铜、紫杂铜资源，采用精炼炉火法精炼、大极板传统始极片电解精炼生产工艺，生产阴极铜，同时采用湿法工艺处理阳极泥，分离出金、银、硒等有价金属。
建设单位拟投资191904.7 万元，在开发区八角港临港工业区内——大赵家村北侧，建设20万吨再生铜电解循环利用项目。
拟建工程紧邻某开发区所属的资源再生加工示范区，通过对铜资源的合理加工、回收利用、深加工，不断提升产品的附加值，提高经济效益，有效降低综合能耗，对于推进节能减排、实现清洁生产与缓解国家铜资源紧缺形势将发挥双重作用；同时，拟建工程的建设有利于加强区域内企业间的横向联合，通过完善产品中间物质循环，极大地延伸上下游企业工艺相互依存、产品互为原料、物料近距离转运、“三废”集中处理和资源循环利用的循环经济产业链，从而推动产业集群之间的区域分工与合作，由“再生”逐步转为“共生”，形成产业衔接紧密的临海区域经济大循环系统，创造规模化效益，同时也对拉动地方经济、劳动就业等产生积极的影响。
根据《建设项目环境保护管理条例》国务院令（1998）第235号文规定和《关于公布〈建设项目环境保护分类管理目录〉（第一批）的通知》（国家环保总局环发[2002]14号文件）的要求，拟建工程需进行环境影响评价，编制环境影响报告书。
北京矿冶研究总院受某铜业有限公司委托，负责该项目的环境影响评价工作，经过对该项目的初步分析和对项目现状的调查，依据《环境影响评价技术导则》（HJ/T2.1-2.4），编制了《某铜业有限公司20万吨再生铜电解循环利用项目环境影响报告书》，现呈报环境保护主管部门审批。
铜电解槽精炼车间工业设计 (1)
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：阳极阳极泥电解液电解液电铜阳极泥残极送电解返火法送阳极泥处理送阳极泥返火精炼槽精炼处理法精炼粗硫酸返火法精炼生产精制硫酸镍返回电解精炼图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%。
⑶、电解回收率铜电解回收率反应在电解过程中铜的回收程度，其计算方法如下：铜电解回收率×100 ％ ⑷、槽电压槽电压由电解液电阻引起的电压降，金属导体电压降，接触点电压降，克服阳极泥电阻的电压降，浓差极化引起的电压降等组成。
年产万吨电铜电解车间的设计
01
02
03
原料来源
确保电解铜原料的供应稳 定，选择可靠的供应商， 并建立长期合作关系。
原料储存
设计合理的原料仓库，确 保原料的储存安全，防止 潮湿、氧化和污染。
原料检验
对进厂的原料进行质量检 验，确保原料的质量符合 生产要求。
电解过程
电解液制备
根据生产需要，配制适当 浓度的电解液，保证电解 过程的顺利进行。
放路径。
废水回用
考虑将处理后的废水进行回用 ，以减少生产过程中的用水量
。
CHAPTER
03
电解车间设备选型与布局
设备选型
电解槽
选择适合电铜生产的电解槽，确 保电解液循环流畅，电流效率高
。
电源设备
根据电解槽数量和生产需求，选择 合适的电源设备，如整流器或直流 电源。
辅助设备
包括循环水系统、冷却系统、通风 系统等，确保设备正常运行和环境 保护。
设备布局
流程顺序
按照电解铜的生产流程，合理安排设备布局，确 保物料流动顺畅。
空间利用
充分利用车间空间，合理规划设备间距和高度， 提高空间利用率。
安全间距
确保设备之间留有足够的安全间距，防止事故发 生。
设备安装与维护
安装规范
遵循设备制造商提供的安装规范，确保设备安装牢固、准确。
调试与试运行
对安装完成的设备进行调试和试运行，确保设备性能达标。
辅助设施
包括供电、供水、供气等设施的建设费用，以及环保设施、安全设 施等的投资。
成本分析
直接材料成本
根据生产工艺要求，计算每吨 电铜所需的原材料、辅助材料
等费用。
人工成本
根据生产规模和工艺要求，确 定所需员工数量和相应的人工 费用。
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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℃。
铜在熔点的蒸气压仅为1.5996Pa，因此在冶炼温度下，铜几乎不挥发。
铜有一价和二价两种原子价。
纯铜呈玫瑰红色，有金属光泽，质地柔软。
铜的化学稳定性强，热导率和电导率很高，抗张强度大，易熔接，具有耐蚀性、耐磨性、可塑性和良好的延展性。
纯铜可拉成很细的铜丝，制成很薄的铜箔。
铜能与锌、锡、铅、锰、钴、镍、铝、铁等金属制成合金。
1.2 铜的用途铜在工业、农业、国防以及人们日常生活中有着广泛的应用，其应用范围仅次于钢铁。
一般工业发达国家，每一百吨钢铁大约需要1.5吨铜与之相适应。
由于铜的导电率高和延展性好，因此广泛应用于电器、电子技术上，电器制造用量最大。
据统计世界上生产的铜约一半用于电器工业。
世界上生产的铜的40%用于与其他金属制成各种合金，广泛用于在机械、造船、飞机、交通器材、国防以及其他工业部门。
如：黄铜（铜锌合金）和青铜（铜锡合金）大多应用在机械工业中制造各种轴承、活塞、开关、油罐、热交换器等。
在国防工业上用在弹壳制造。
铝青铜（铜铝合金）抗震能力强，可应用于制造一定强度和韧性的铸件。
铜镍合金中的蒙乃尔合金以抗蚀性著称，多应用于制造阀、泵、高压蒸汽设备及其他器材。
钽铜合金是最耐腐蚀的合金之一，可用来制造耐高腐蚀的部件和器械。
世界上生产的铜大约10%用于化学和建筑等。
硫酸铜（CuSO4·H2O）在农业上用做除虫剂。
铜具有较强的的耐蚀性和抑制细菌的生长，在建筑上用来做自来水管道。
1.3 铜资源的分部1.3.1 世界铜矿分部状况总体来看，全世界的铜资源比较丰富，世界陆地铜资源量估计约为30亿吨，深海结核中铜资源量估计约为7亿吨，主要分部在太平洋，另外洋底或海底热泉形成的贱金属硫化物矿床中也含有大量的铜资源。
世界铜资源的分布从地理上来看极其不平衡，主要集中在南北美洲西海岸、非洲中部、中亚地区以及俄罗斯的西伯利亚，其次是阿尔卑斯山脉和中东、美国东南部、西南太平洋沿岸等。
世界上铜储量最多的国家是智利和秘鲁，分别占世界铜基础储蓄量的36%和12%，其他储蓄较多的国家有美国、中国、波兰、澳大利亚、墨西哥、印度尼西亚、赞比亚、俄罗斯和加拿大等国家。
[1]详见图1.1图1.1 各国铜资源储量1.3.2 中国铜矿种类及分部状况中国地域辽阔，铜矿类型相对比较齐全。
其中最重要的有斑岩型、矽卡岩型、层状型（包括变质岩层状型和含铜砂页岩型）、火山沉积型（黄铁矿型铜矿）和铜镍硫化物型。
这5种类型的铜储存量占全国铜矿总量的90%以上。
[2]中国铜矿多为综合性矿床，伴生组分多。
在已经探明的铜储量中，单一的铜矿床占全国总储量的5%，而与铜矿伴生的金占中国伴生金储量的78%，与铜矿伴生的银占中国伴生银总储量的26%，与铜矿伴生的钴约占全国总储量的一半。
中国铜矿的平均品位为0.8%，而品位大于1%的富铜矿储量为2196.41万t。
仅占总保有储量的35%，大型斑岩铜矿的矿石品位普遍较低，一半约为0.5%，仅占总保有储量的35%。
从矿石类型来看，中国的铜矿以硫化矿为主。
已探明储量中，硫化矿约占87%，氧化矿约占10%，混合矿约占3%。
在中国铜矿的开发利用上，虽然有上述有利条件，但超大型的铜矿床少，矿石品位低，贫矿多，富矿少，一些铜矿床地处边远、海拔高、交通不便，影响了开发利用[3]。
中国铜矿分部广泛，在已经探明的矿产地除天津以外，各省、自治区、直辖市均有不同程度的分布。
其中，江西、云南、西藏三省查明的铜矿资源储量占全国总储量的51%。
此外，铜储量较多的还有甘肃、安徽、内蒙古、山西、湖北、黑龙江等6%[4]。