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锰电解车间设计

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电解车间C~D跨工程施工组织设计

电解车间C~D跨工程施工组织设计

电解车间C~D跨工程施工组织设计及加工材项目电解车间二（C-D跨）及配套工程施工组织设计中国六冶辽宁营口工程项目部2020年10月4日名目第一章编制依据 (7)第二章工程概况及特点 (7)2.1工程概况 (7)2.2结构概况 (8)2.3建筑概况 (9)2.3.1电解车间 (9)2.4工程特点 (10)第三章施工部署 (10)3.1总体部署 (130)3.2施工顺序 (141)第四章项目组织机构 (141)4.1项目组织机构 (15)4.2项目经理部各职能人员的职责 (152)第五章施工总平面布置 (196)5.1布置原则及要紧内容 (196)5.2生产临时设施安排 (197)5.3办公、生活设施布置 (20)5.4施工道路及排水 (20)5.6施工用水打算 (19)第六章拟投入的要紧施工机具配置 (230)第七章劳动力配备 (25)第八章施工进度打算及工期保证措施 (26)8.1工期目标 (26)8.2施工总进度打算安排 (26)8.3关键日期施工进度和各时期进度的保证措施 (264)8.3.2确保工期的技术组织措施 (27)第九章预制构件、半成品及要紧材料进场打算 (296)第十章施工预备 (29)10.1 测量定位放线 (29)10.2 人员进场打算 (29)10.3 临时设施实施打算 (297)10.4 工程材料预备打算 (307)10.5 技术预备 (307)第十一章要紧施工方案（各分部分项工程的施工方案及工艺方法） (30)11.1要紧施工程序 (307)11.2测量放线 (308)11.3.1 土方开挖 (331)11.3.2土方回填 (342)11.4现浇钢筋砼工程施工 (353)11.4.1基础工程 (353)11.4.2现浇钢筋砼梁、板、柱结构工程 (39)11.5.1放样、号料 (475)11.5.2下料切割 (48)11.5.3焊接 (487)11.5.4 钢屋架制作工艺 (498)11.5.5 H型钢吊车梁制作工艺 (532)11.5.6 其他钢结构制作工艺 (553)11.5.7除锈、油漆 (554)11.6 砼及钢构件安装工程 (56)11.6.1 结构吊装 (564)11.6.2排架柱吊装 (575)11.6.3柱间支撑安装 (608)11.6.4 吊车梁安装 (59)11.6.5 屋面系统吊装 (59)11.6.7压型彩色屋面板和墙板安装 (610)11.7砌体结构工程 (654)11.7.1工艺流程 (654)11.7.2施工预备 (654)11.7.3拌制砂浆 (654)11.8 装修工程 (665)11.8.1抹灰工程 (665)11.8.2内墙面砖 (710)11.9门窗工程 (765)11.10楼地面工程 (776)11.11屋面工程 (79)11.11.6屋面施工要点 (82)11.12脚手架工程 (833)11.12.1差不多要求 (833)11.12.2施工预备 (843)11.12.3外架搭设 (843)11.12.4外架拆除 (844)11.12.5安全措施 (855)第十二章质量保证体系与措施 (865)12.1工程质量治理体系 (865)12.2质量目标 (865)12.3质量目标的分解及操纵 (866)12.4质量保证措施 (876)12.5施工技术治理措施 (877)12.6.1物资采购 (888)12.6.2物资、材料的验证 (888)12.6.3试验、检验治理方法 (898)12.7治理预控措施 (89)12.8质量通病操纵措施 (900)12.8.1土建工程的质量通病的防治 (900)第十三章安全保证体系与措施 (933)13.1安全保证体系 (933)13.2安全施工目标 (944)13.3安全施工治理 (944)13.3.1安全责任制 (944)13.3.2安全教育 (944)13.3.3安全技术交底 (944)13.4安全生产治理 (955)13.5安全生产保证措施 (955)13.5.1施工现场 (955)13.5.2土方开挖施工 (955)13.5.3结构吊装施工 (966)13.5.4施工用电安全技术措施 (977)13.5.4施工机械的治理 (988)13.6防火安全治理 (988)13.7、工地职工食堂食物中毒应急预案 (99)第十四章现场文明施工措施 (1000)14.1文明施工目标 (1000)14.2文明施工保证体系 (1001)14.3文明施工的保证措施 (1011)14.4文明施工具体措施 (1022)第十五章环境爱护治理体系与措施 (1033)15.1环境爱护的方针及目标 (1033)15.2环境爱护治理体系 (1034)15.3场容场貌 (1045)15.5环境卫生 (1055)第十六章确保工期的技术组织措施 (1056)16.1 工期目标 (1066)16.2工程进度治理措施 (1066)16.3进度操纵措施 (1066)第十七章工程关键点、难点处理措施 (1077)17.1本工程的关键点和难点 (1077)17.2难点重点的处理措施 (107)第十八章季节性施工技术措施 (1078)18.1冬季施工技术措施 (1078)18.2风季施工技术措施 (1123)18.3雨季施工措施 (1133)18.3.1.组织机构 (1133)18.3.2.预备工作 (1133)18.4夏季施工措施 (1134)十九章附图表19.1临时设施平面布置图19.2排架柱预制平面布置图及吊装行走路线图19.3施工总进度打算网络图19.4劳动力配备打算表第一章编制依据1.1图纸1）沈阳铝镁设计院设计的营口忠旺铝业高精铝及加工材项目电解车间及其配套工程有关图纸1.2按现行《有色金属工业建筑工程质量评定标准》及现行国家验收标准，及以下工程建设标准、规范的要求。

某电解金属锰工程建筑设计

某电解金属锰工程建筑设计
２ ３ 墙体 防 潮及地 面楼 面 防腐 ．
到节 能和 提高经 济效 益之 目的 。 ２ １ 厂房 主体 及 围护结构 ． 为尽 量加快 建设 速度 ， 节省 投 资 ， 建设 方 要 求厂房 主体 结构 （ 、 ） 梁 柱 均采 用 钢结构 ， 以
达 到早 建成 、 日投 产 、 受益 之 目的 。 早 早
设 周期 较长 ， 投产 及 见 效 益 要 晚 一 些 。应 根
屋 面采 用 防腐性 能较 好 的彩色 贝克 莱浪 板 ， Ｄ １ ＶＣ雨水 管 组成 屋 面 排水 系 与 １ ０ＵＰ
据具 体情 况和 需 要 ， 合 分 析 比较 利 弊 后 选 综
择 建 筑方 案 。 （） 、 、 ２ 梁 柱 楼板 接 点 的设 计 要 点 。 电解
池 统一 处理 。
２ ４ 屋 面 ．
（） １ 建筑 方 案 的选 取 。工 业 厂 房 采 用钢
结构 框架及 彩 色涂 层 压 型 夹 心 钢板 作 墙 体 ， 投 资省 ， 工 便捷 ， 施 建设 周期 短 ， 可使 工 程早
投产， 早见 效 益 ， 防腐 性 能不 理 想 ， 护 量 但 维 大， 服务 年 限有 限 ； 工业 厂房 的 另一种 建筑 方 案 是采 用钢 筋 混凝 土 结 构 及 砖 砌 墙 体 ， 建 但
楼面 为现 浇 钢筋 混 凝 土 板 ， 上 同样 铺 其 装 防腐花 岗岩 板 ， 格 为 ６ ０ｍｍ×６ ０ ｍｍ 规 ０ ０ ×３ ０ｍｍ， 其结 合 层 和 沟 缝 用 料 以及铺 装 方 法 与地 面 相 同 。地 面设 计 找 坡 为 ２ ， 面 楼 设计找坡为 １ ， 以便 腐 蚀 液 流 人 废 液 收 集
１ 工 艺 流程
电解 金属 锰 （ ＭＤ） 普 通 电解 和 悬 浮 Ｅ 有 电解 二种 生产工 艺 。本 工程设 计 采用 悬浮 电 解 工艺 ， 工艺 流程为 ： 制液 （ 硫酸 锰溶 液） 过 一

电解车间方案

电解车间方案

新疆东方希望有色金属有限公司一标段电解车间施工组织设计编制：审核：日期：目录一、验收标准规范 (2)二、清水砼施工方案 (3)三、钢架柱梁制作 (6)四、吊装方案 (14)五、高强螺栓连接（关键过程） (18)六、除锈和涂装 (21)七、电气施工方案 (22)八、安全施工技术措施 (32)九、现场文明施工 (37)十、冬雨季施工措施 (37)十一、进度控制措施 (40)十二、施工部署 (41)一、验收标准规范《钢结构工程施工及验收规范》（GB50205-2001）《建筑工程施工质量验收统一标准》（GB50300-2001）《建筑结构荷载规范》（GB50009-2001）《建筑钢结构焊接技术规程》（JGJ81-2002）《门式刚架轻型房屋钢结构技术规程》（CECS102-2002）二、清水砼施工方案2.1模板工程模板采用镜面板，根据基础形式、特点及现场施工条件进行模板设计，模板数量应在模板设计时结合流水段划分，进行综合研究，合理确定模板的配制数量。

模板按区段进行编号，并涂好脱模剂，分规格堆放。

2.1.1基础模板安装根据基础墨线将配好的基础模板就位固定。

安装四周钢管木方及支撑，并将钢筋位臵固定好，复核无误。

模板安装完毕，应检查钢管脚手支撑及加固镜面板的木方、拉顶撑是否牢固，模板拼缝以及底边是否严密。

2.1.2支模质量要求⑴模板及支架必须具有足够的强度、刚度和稳定性。

⑵模板的接缝不大于2mm。

模板的实测允许偏差见下表，合格率严格控制在90%以内。

模板的实测允许偏差表2.1.3模板体系技术措施⑴由于该工程施工进度较紧，基础施工时，需配备12套模板，以满足流水周转。

⑵模板拼缝处加海绵条挤紧，确保不漏浆。

⑶模板工程验收重点控制刚度、垂直度、平整度。

2.1.4模板拆除⑴拆模顺序为后支先拆，先支后拆，先拆非承重模板，后拆承重模板。

⑵拆模时不要用力过猛，拆下来的木料、架管、模板要及时运走清理。

尤其是拆下的模板不得抛扔，要逐块传递下来，拆下后即清理、修整，按规格码放整齐。

年产硫酸锰的车间工艺设计

年产硫酸锰的车间工艺设计

年产硫酸锰的车间工艺设计
车间工艺设计是指根据产品的生产要求和工艺流程，合理安排生产设备和工业工程的过程。

以下是年产硫酸锰的车间工艺设计：
1. 原料处理
硫酸锰的制备需要的原料主要是锰矿和硫酸。

在车间内要设立对这些原料进行储存、运输以及粉碎、筛分、浸出等工艺的设备。

其中，浸出采用高压酸浸工艺，需要设立反应釜、搅拌器和回流冷却装置。

2. 过程生产
硫酸锰的制备工艺可以分为浸出、沉淀、脱水、结晶和过滤等多个阶段。

在车间内要设立对这些生产工艺的设备，如：反应釜、沉淀槽、滤饼洗涤机、真空过滤机等。

这些设备在车间内的配置要考虑生产流程的连续性和自动化程度。

3. 产品收尾
硫酸锰的制备过程中，还需对成品进行收尾处理以及包装，如：结晶、干燥、包装等。

在车间内要设立对这些收尾工艺的设备，如：结晶罐、旋转干燥机、晒干机和包装机等。

4. 环境保护
车间内的硫酸锰制备过程会产生大量固体、液体和气体的废弃物，其中含有有害物质，为保护环境和工人的健康，需要对这些废弃物进行处理。

车间内应设立废
水处理及废气处理设备。

废水处理设备主要包括沉淀池、中和池、过滤机等；废气处理设备主要包括除尘器、吸附器、洗涤塔等。

5. 安全生产
车间内制备硫酸锰的生产工艺存在较高的危险性，因此，车间内要严格遵守《安全生产法》，设立事故应急预案和消防设备，加强现场安全监测和安全培训，提高员工的安全意识。

电解锰生产工艺

电解锰生产工艺

电解金属锰工艺清洁生产一、前言电解金属锰是一种非常重要的化工原料，广泛应用于钢铁、有色金属、化工、医药、食品和科研等方面。

我国于1956年建成第一条生产线。

2004年我国电解锰的产量达到49.4万t，成为全球最大的电解锰生产国、出口国和消费大国。

清洁生产是指通过精益求精设计、采用先进的工艺技术与设备、使用清洁的能源和原料、改善管理、综合利用等措施，达到“节能、降耗、减污、增效”的目的。

清洁生产是实现环境保护战略由“末端”控制转向污染全过程控制的必由之路，也是落实科学发展观，引导企业走新型工业化道路的重要途径。

电解锰作为一个高污染、高能耗的行业，实施清洁生产尤为重要。

本文以国内电解锰龙头企业中信大锰矿业有限责任公司大新分公司的生产工艺为例，对电解锰行业清洁生产进行了分析。

二、研究实例该公司电解锰的主要原料是碳酸锰粉、浓硫酸、二氧化锰粉与液氨，辅助添加剂为福美钠与二氧化硒。

通过对电解锰技术的不断钻研与改进，目前采用的工艺流程见图1。

工艺说明：电解槽阳极液与98%浓硫酸依次通入化合槽中，用投料车加入碳酸锰粉，反应接近终点时（通过余硫酸检测指示，8～9g∕L），加入一氧化锰（由二氧化锰还原焙烧制备），反应接近终点时(余酸2～3g∕L)投入二氧化锰（阳极泥）氧化低价铁，加入液氨调节pH值至3.8～4.2使铁以Fe(OH)3的形式析出，以上步骤均在化合槽中进行。

然后将浸出液送至压滤车间，经板框压滤机压滤，滤液进入沉淀池。

加入福美钠(C3H6NS2Na·2H2O)使滤液中的Co、Ni等重金属以螯合物的形式析出，试纸检测无重金属后，经板框压滤得到精滤液。

精滤液温度一般在80℃左右，而电解的适宜温度在38℃～42℃之间，需要降温处理。

在静置池中自然降温，电解时锰析出时容易被氧化，需先在静置池加入二氧化硒2～3kg/t产品作为抗氧化剂，静置调整过程一般为24h，得到合格的电解液。

然后将合格液送人电解槽电解，电解槽阴极板析出纯度在99. 9%的金属锰片，经钝化、洗涤、烘干、剥离后即得到产品。

电解锰生产 工艺流程简述

电解锰生产 工艺流程简述

第一章设计要求和原则1.1 概述本项目为俄罗斯CHEK-SU公司建设的年产8万吨电解金属锰项目，生产主原料为公司生产的氧化锰和碳酸锰精矿，采用湿法冶炼工艺，年生产天数330天，年生产产量为80000吨，设计四条电解生产线。

采用有硒电解、无铬钝化环保工艺，生产中产生的粉尘、酸雾回收利用，废水全部回收至污水处理站处理后重复使用，废渣排至尾矿库堆存，电解冷却水闭路循环使用。

1.2设计指导思想和编制原则1.2.1设计指导思想1、设计执行相关的方针、政策，使设计做到切合实际，技术先进，经济合理，安全适用。

2、全面贯彻综合利用俄罗斯CHEK-SU公司锰矿资源的基本方针，有效保护和科学合理开发利用当地资源。

3、优化冶炼工艺流程，在经济合理的条件下，尽量提高金属回收率。

4、遵循可持续发展的观念，严格执行环境保护法规、安全和工业卫生法规，加强综合利用，减少三废排放，完善三废处理设施，控制对环境的污染，做到环境措施与工程建设“三同时”。

5、设计中在各个环节注意节省能源和降低成本。

6、严格按设计程序开展设计工作，确保设计质量。

1.2.2设计原则、产品产量和质量及能源消耗保证值1、建设年产8万吨电解金属锰工厂，工厂一次建成投产；2、项目设计生产的产品为含Mn99.8%的电解金属锰（中华人民共和国黑色冶金行业标准（YB/T051-2003），牌号为DJMnD）；3、主原料采用俄罗斯奇克苏福克公司生产的碳酸锰矿、氧化锰矿，湿法冶炼生产工艺；4、本项目采用目前行业最新的设备和工艺，对生产过程中产生的废气、废水、废渣均采取了有效的治理措施，达到清洁生产及环保要求，工艺技术达到目前同行业先进水平；5、本次项目采用的技术经济指标为：（1）每条电解生产线330天生产量为20000吨，设计四条电解生产线，生产规模80000吨/年（产品合格率为100%）；（2）电解采用SeO2添加剂，正常生产时，电流效率68～70%，电流密度320～380A/m2，槽电压为4.2～4.6V，每吨锰直流电耗≤6500kWh；（3）项目采用的碳酸锰精矿Mn27%，氧化锰精矿Mn35%，本批次全锰分析结果中，二价锰回收率：85%；（4）电解金属锰产品Mn含量达到99.8%，即产品质量符合中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T051－2003；6、废弃场和排放场的再利用，应符合俄罗斯联邦的卫生和自然保护立法要求。

年产万吨电铜电解车间的设计

年产万吨电铜电解车间的设计1. 引言电铜是一种重要的工业原料，在电力、通信、电子等领域有着广泛的应用。

为了满足市场需求，建设一座年产万吨电铜的电解车间是非常必要的。

本文将介绍一种设计方案，包括车间布局、设备选择和工艺流程等内容。

2. 车间布局车间布局是电解车间设计的重要环节，合理的布局可以提高生产效率和工作安全。

以下是一个针对年产万吨电铜电解车间的推荐布局： - 原料存放区：存放电解过程所需的铜阳极和电解液等原料，要求远离火源和易燃品。

- 电解槽区：放置电解槽设备，需要考虑电解槽间的通道宽度，以便维修和调整设备。

- 电解液处理区：处理电解过程中产生的废液，确保环境卫生和设备正常运行。

- 产物收集区：收集生产过程中得到的电铜产物，进行分拣和包装等工作。

3. 设备选择在设计年产万吨电铜电解车间时，需要选择适合的设备来实现生产目标。

以下是几个常见设备的选择建议： - 电解槽：选择具有良好导电性、耐腐蚀性和强度的材料制作电解槽，如不锈钢或钛合金。

- 电解机：选择能够提供稳定电流和电压的电解机，确保电解过程的稳定性。

- 电解液循环系统：选用高效的循环泵和过滤系统，保持电解液的纯度和循环效率。

- 废液处理设备：选择适用于电解液处理的蒸馏装置和过滤设备，以提高废液的回收和再利用率。

4. 工艺流程电铜的生产过程主要包括以下几个步骤： 1. 铜阳极制备：将铜块或铜棒作为阳极材料制备，要求纯度高且形状规则。

2. 电解液配置：根据电解工艺要求，配置合适的电解液，常用的电解液有硫酸铜溶液等。

3. 电解过程：将铜阳极和不锈钢阴极浸入电解槽中，施加电流使铜阳极溶解成离子态的铜离子，通过电解的方式使铜离子在电解槽中析出纯净的铜金属。

4. 产物处理：将电解得到的铜金属进行分拣、包装等处理，确保产品质量达标。

5. 安全与环保措施在设计年产万吨电铜电解车间时，必须重视安全和环保问题。

以下是一些常见的安全与环保措施建议： - 防火安全：车间内禁止吸烟、明火和易燃物品的堆放，设立灭火器和自动报警系统。

电解锰中试车间直流系统设计概述

电解锰中试车间直流系统设计概述摘要：整流装置是为电解工业提供能量的核心单元，随着电解工业的不断发展和进步，整流装置的作用也随之凸显出来。

在电解锰中试车间的设计过程当中，结合相关手册、国家标准及行业标准等，对电解锰的原理进行了简述，并对提供电源的直流装置的设计概貌进行较为全面的基本论述。

关键词：电解；电解槽；整流柜；铜母线；整流变压器0 引言近些年来，随着工业技术的不断发展，电解被广泛应用于国民经济中的各个行业，许多有色金属和稀有金属的冶炼及金属的精炼，基本化工产品的制备，还有电镀、电抛光、阳极氧化等，都是通过电解来实现的。

电解的生产过程离不开直流电源，因此电解整流装置在电解生产过程中就起着非常重要的作用。

文中电解锰厂中试车间作为一条试验线，整流变压器容量较小（3.15MVA），但我们应该注意到随着近些年生产装置规模地不断扩大，整流变压器的容量也随之提高，系统中整流变压器的容量已远远大于辅助装置变压器的容量，是名符其实的用电大户。

1 电解锰原理简介金属锰的冶炼所采用的方法为湿法治金。

湿法治金是采用液态溶剂，通常为无机水溶液或有机溶剂，进行矿石浸出、分离和提取出金属及其化合物。

湿法治金的流程主要包括浸取、固-液分离、溶液净化与富集、从溶液中制取新产品等工序[1]。

湿法冶炼金属锰，也是就电解法生产金属锰，此法虽效率较低，但其优点是产品纯度高，可用于制取特种合金，因此目前全世界生产金属锰仍是以电解法为主。

众所周知，电解从本质上讲是一种氧化还原反应，是电流通过物质而引起化学变化的过程。

电解的过程是在电解槽中进行的（如图1所示），电解槽由分别浸没在含有正、负离子的溶液中的阴、阳两个电极构成。

电流流入负电极（阴极），溶液中带正电荷的正离子迁移到阴极，并与电子结合；带负电荷的负离子迁移到另一电极（阳极），给出电子。

这一过程将电能转化为了化学能，并制备出了所需的工业产品。

电解过程须具备电解质、电解槽、直流电供给系统等。

电解金属锰总厂生产工艺流程概述

电解金属锰总厂生产工艺流程概述
1.工艺技术方案选择
本项目生产工艺是选用广西大新锰矿提供的碳酸锰矿粉作原料，用硫酸将原料（碳酸锰矿粉）中的Ｍn 浸出获得硫酸锰溶液（粗液）；加二氧化锰氧化、氨水中和除铁，加净化剂除重金属，经精滤净化去除杂质后，在滤液中加电解添加剂，然后送入电解槽电解。

在电解槽内，阴极析出单质金属锰，阳极析出氧气。

周期性地更换阴极，对阴极上的电析产物进行钝化、漂洗、烘干、剥片、检验包装后即得电解金属锰产品。

其主要反应式如下：
浸出：MnCO3+H2SO4=MnSO4+H2O+CO2↑
电解：MnSO4+H2O=Mn↓+H2SO4+1/2O2↑
2生产工艺流程
工艺流程详见下图：
电解金属锰工艺流程图
3.工艺流程和选用的主要装置、布局及其上下游生产装置的关系
工艺过程操作指标表
产品与锰平衡表
工序锰回收率
物料投入与产出表
1）产品名称、规模、储存方式
根据对市场分析预测，经方案比较研究，本项目技改建设规模确定为：技术改造后形成综合生产能力30000吨/年。

产品电解金属锰，Mn99.8－99.88，即DJMnD、DJMnC，产品质量符合中华人民共和国黑色冶金行业标准YB/T051－2003。

见下表3-1。

牌号和化学成分：
电解金属锰按锰及杂质含量的不同，分为4个牌号，其化学成分应符合下表的规定。

2）主要原辅材料名称、数量、储存方式
主要工艺设备一览表
主要工艺设备一览表
（注：可编辑下载，若有不当之处，请指正，谢谢!）。

1万ta电解二氧化锰项目设计

1万t/a电解二氧化锰厂初步工艺设计方案一、概述随着用电器具的小型化，如电动玩具、电动工具的小型化等，对锌锰干电池及碱锰电池的质量及数量的需求日益进提高，从而带动了电解二氧化锰产业的发展。

充分利用国内丰富的锰矿资源、充足的电力和交通便利等条件，建年产1万吨的电解二氧化锰项目，可取得良好的经济效益和社会效益。

二、设计规模和产品方案根据审批的可行性研究报告提出的生产规模，项目设计生产规模不变，仍为年产碱锰级电解二氧化锰1万吨。

碱锰级电解二氧化锰质量指标列于表2-1。

出厂产品外包装为内塑膜袋外编织袋，每包净重40kg或50kg，也可用吨袋包装。

三、原料、辅助材料和热能1、原料电解二氧化锰生产所需原料主要有碳酸锰矿和软锰矿。

碳酸锰矿的质量要求应符合国家标准GB3714-83的1-4级。

本设计所用原料为湖南花垣民乐碳酸锰矿，现行开采的碳酸锰的化学成分见表3-1。

软锰矿质量要求应符合国家标准GB7313-83的1-4级。

根据冶金计算，生产10000t电解二氧化锰需要含Mn16%的碳酸锰量为：10000×0.605÷(160×0.8)=47266(t)2、主要辅助材料及来源主要辅助材料有：硫酸、化工锰粉、双飞粉、硫化钠、氢氧化钠等。

硫酸应符合国家标准GB534-65的质量要求，需要量12000t/a。

就近硫酸厂采购。

双飞粉用作中和剂，其ω（CaCO3)≥80%，年需求量1000t。

硫化钠用于除重金属，ω（Na2S)≥65%，年需求量150t。

氢氧化钠用于后处理中和剂，ω（Na OH)≥95%，年需求量200t。

3、热能电解二氧化锰厂生产实践表明，使用花垣民乐碳酸锰矿粉为原料时，利用浸出反应的反应热足以满足过程的温度要求。

再加上浸出设备的大型化和保温措施，浸出过程不需要外加热。

根据电解二氧化锰厂的生产实际数据，生产1t电解二氧化锰电解需要热能在1673.239万kJ。

另外，后处理的洗涤和中和需要一些热水，其需热量约84×104kJ。

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6
1 工艺选择与论证
1.3 工艺流程选择论述及节能与品质改进探讨
节 能 措 施
1. 减小电解槽的电阻（即减小槽电压） ① 设计合理的极距 采用的同名极距在70～80㎜之内 。 ②采用新的连接办法组装阴、阳极板 采用螺栓连接加焊接、铆接加焊接或 者螺栓连接加导电胶胶接等办法 代替单一螺栓连接。 ③ 设计采用科学的阴阳极室空间 因为硫酸是一种强电解质，所以阳极液 比阴极液导电能力强，电流在阳极室的电阻要小 ，所以阳极室的空间稍比 阴极室空间大，有利于减小电阻。 ④选用足够厚的阴阳极板 增加厚度的阴阳极板也可以起到缩短极距的效 果 ⑤选用足够大的主路铜排和相应的极板铜条 2. 设计安装时防止电解槽漏电 ① 地面防漏电 ② 防止电解槽漏液 ③ 防止冷却水漏电 3. 在生产管理上节能 ① 控制好生产工艺指标 ② 选择合理的清槽周期
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1 工艺选择与论证
1.2 电解锰的工业生产 电解（电解沉积）总反应式为 MnSO4+H2O =Mn+O2 +H2SO4 反应是在木制假底钢筋水泥 PVC衬里的隔膜电解槽中进行 阳极材料为铅基合金，广 泛应用于硫酸盐介质 阴极材料为18Cr12Ni8Mo不 锈钢合金，或钛板。原因是在 电解液中不溶解、电阻率低、 氢过电位高、弯曲性和弹性好 。使用不锈钢前要在含有小量 硅酸钠的溶液中浸泡 作缓冲处 理，钛板则不需要。 由于在硫酸锰水溶液中电解锰时，阴极室必须处于中性偏碱（7～8）状态才能析出 锰，而阳极在电解过程中放出H+，为酸性，必须区分阴极室和阳极室的不同电解效应 。槽中设有假底是为更好的密封性。隔膜材料选用滤布即可。
串联的，每个槽的阴、阳两极分别是并联的。如图所示：
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3. 设 备 选型
3.8 电 解 槽 选 择 与 排 列
本设计采用复联法（比单联法节约电能，节约空间）。 采用如右图的连接方式槽间母线铜排最少 ，电解槽布置紧凑，可节约基建投资和降低 经营费用。本设计按此方案进行布置 。 对电解槽个数的计算：
n = m÷( q×I×t× ηi ) 式中 m——每天析出电解锰金属量，本设计为 12500000g/d； q——锰的电化学当量，1.025 g/A· h； I——电解电流强度，8880A； t——电积有效时间，取23.5h/d； ηi——电流效率，一般范围68%～71%，本设 计取70%。 代入上式得： n = 83.5个
补加的（洗渣）水量=浸出渣带走的水量+电解槽蒸发量—加硫酸体积—加 入氨水体积—碳酸锰矿中水量
求得溶液平衡（即水量不变）。计算结果如下：
加入项：1. 阳极液581.39 m3/d ；2硫酸12.50m3/d ；3氨水1.884m3/d；4碳 酸锰矿中的水2.56m3/d.；5洗渣新水13.72m3/d.； 产出项：1.中和后过滤液587.26m3/d；2.浸出渣带走24.77m3/d。
1 工艺选择与论证
摘 要
论 文 内 容 论 文 特 色
㈠电解锰的工艺选择与论证； ㈡冶金计算物料平衡计算（溶液平衡、金属平衡及酸平衡 ） 和热平衡计算； ㈢ 主体设备的选择； ㈣工程图纸的绘制：主体设备连接图、工艺流程图一张； ㈤英语论文翻译。
㈠查阅较多资料，从热力学分析，确定了较准确的电解过程参数； ㈡本设计重视节能环保，从多方面提出节能措施； ㈢在除杂和使用添加剂方面做出了探讨，使本设计具备了生产高纯电 解锰的能力； ㈣计算认真，对电解槽自然冷却系数α、泵选型等做出了比前人更为 精确的计算。
q1 q2 q3 q4 q5
各项热支出所占比例图
由右图可知，绝大多数的热须由散 热管散去。
本设计采用铝合金管为槽内冷却 水的导水管，这主要是因铝的热 导率（W/m· k），要比铅高出将近 5倍，因此材耗少。并且铝密度小 ，可降低基建费用和生产经营费 用。
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3. 设 备 选型 3.1浸出槽 3.2 压滤机
量
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1.3 工艺流程选择论述及节能与品质改进探讨 国内生产电解锰的原料为 菱锰矿，其工艺为：硫酸浸 出——氧化除铁——硫化法 除重金属——电解。 为生产高纯电解锰，需要 在传统工艺的基础上做出改 进：①采用三段净化、三段 过滤的净化工艺；②减少添 加剂残留，采用无硒或复合 添加剂。 生产划分为浸出车间、净化 车间和电解车间三个部分。 其中原料仓库、浆化上料、 浸出、氧化及中和除铁属浸 出车间；净化车间包括硫化 、静置和压滤工序；电积、 析出锰处理等属于电解车间 生产车间每天三班作业 ，每班工作8h，全年生产天 数320天。
电解液金属平衡 加入项：合格液 587.26m3/d，37.0kg/m3 ，21728.62kg 产出项：1电解金属锰 12500kg/d、99.90%、12487.5kg ；2阳极液 581.39m3/d，15.0kg/m3， 8720.85kg；3阳极泥 1000kg/d，50.0%，500.0kg；4.不可回收损失20.05kg 合 计 21728.30kg 浸出、中和、净化金属平衡 加入项：1.碳酸锰矿 82572.8kg/d，21.3%，17588.0kg；2.阳极液581.39m3/d， 15kg/m38720.81； 合 计26308.81kg 产出项：1.过滤液 587.26m3/d，37.76，22175.62kg；2.浸出渣57801.0kg，7.03%， 4062.833kg；.损失及其它 70.35kg ；合 计26308.80kg
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2. 冶 金 计 算 2.4 酸平衡计算 酸平衡是保证溶液PH的首要措施，而浸出则是耗H2SO4的主要方面。因 此，酸平衡的重点是计算 浸出 的耗酸量。另外，电解过程产生的硫酸也是 重要的加入项，在溶液平衡中已经算出。氧化、中和、硫化、静置等工序都 有酸的无名损失。 浸出过程反应主要有： MnCO3 + H2SO4 MnSO4 + H2O + CO2↑ 由于反应有大量CO2放 CaCO3 + H2SO4 CaSO4 + H2O + CO2↑ 出，浆化矿浆不能用泵 MgCO3 + H2SO4 MgSO4 + H2O + CO2↑ 和管道输送 ，只能通过 溜槽自流进各个浸出槽 Al2O3 + H2SO4 Al2(SO4)3 + H2O 中 Fe2O3 + H2SO4 Fe2(SO4)3 + 3H2O 加入项：1电解阳极液581.39 m3/d，39.89kg/m3， 23191.652kg；补充硫酸12.93 m3/d ，1804kg/m3，23318.80kg 合 计46510.45kg 产出项1.产MnSO4耗硫酸29509.94kg；产CaSO4耗硫酸9883.16kg；产MgSO4耗硫 酸5428.35kg；产Al2(SO4)3耗硫酸1048.68kg；产Fe2(SO4)3耗硫酸290.66kg；损 失及其它349.79kg；合 计46510.58kg
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1.1电解锰过程的热力学分析 阴极发生Mn2+得电子的还原反应！
我们知道：电位越高，得电子能力越 强！怎样保证锰优先析出呢？ 根据能斯特方程：
fMn=-1.1795+0.0951㏒[Mn2+]-η fH = -0.0591PH-η
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Mn
H
所以，依靠①增大[Mn2+] ②增大氢 超电压ηH . ㈠ 根据塔菲尔公式η=a+b㏒DK a值的重要性远大于b ；
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2. 冶 金 计 算
2.5热平衡计算
热收入 Q = 通过电流×电解液电阻压降（取为槽电压 的50%）×通电时间×电解槽数 = 8880×（4.8×50%）×（23.5×3600） ×88×10－3 = 158663577.6kJ/d 热支出 ⑴ 电解液液面蒸发带走热 ⑵ 电解槽液面辐射与对流带走热 ⑶ 电解槽外壁的辐射与对流带走热 ⑷ 由电解液流动带走热 ⑸ 同一个设备中进行，设备为 圆形机械搅拌槽。工艺过程包括进料加入矿浆时间1h，浸出2h，氧化 2.0h，中和0.5h，过滤及清槽2.5h，，每个周期作业时间8h，每天三 班作业，即每个浸出槽一天可制作3槽溶液。 矿浆过滤采用圆筒式真空压滤机、叶片式真空过滤机、带式过滤 机，但由于上述过滤机需要使用真空和风压，动力消耗大，本设计不 予考虑，决定采用箱式压滤机进行过滤。
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1.2 电解锰的工业生产
⑴新液 净化后的溶液。除重金属、 Mn2+在高pH的条件 CaSO4等。Mn34～38g/l， 下，很容易被氧化成 (NH4)2SO4 100～120g/l，pH 6.5～ 高价锰化合物 电解液 7 MnOOH(Mn2O3· 3H2O)和 槽电 成分 ⑵阴极液 Mn15～18g/l （NH4）2SO4 MnO2。为防止Mn2+ 压与电 120～140g/l（无硒） 氧化，必须加入抗氧 耗 V = V + V + V + V + V = ⑶阳极液 Mn14～15g/l H2SO4 40g/l 槽 分 液 化剂使溶液保持还原 极 泥 接 4.6～5V 阴极 性 其中V 分 = fO2/H2O -f Mn2+/Mn =2.5V 随着电解时间的 沉积 ①升高温度可以增加溶液的电导， 国内锰电解电流效率一般达到 68%左 延续，阴极析出 时间 减少能耗，但温度过高会降低电 右，则每吨锰的电解电耗 h ⑴ 阴极电流密度 6200KW· 为抑制氢 流效率。 锰表面变粗糙， 甚至产生粒状或 ②超电压，电解锰生产中采用较 温度偏低沉积锰会生成树枝状 高的阴极电流，以提高阴极电 树枝状结晶，电 结晶，高于45℃则会形成粗晶粒 流效率；电流密度过低或过高 电解液 流效率降低，所 ③低的电解温度是确保高的塔菲 都会降低电流效率。一般采用 尔值 a的主要条件，从而保证高 以电解时间不宜 温度 2 350～400A/m 电流密 的电流效率 过长。国内析出 ⑵一般采用680～800A/m2高电流 周期一般为24h 因此，工业上采用的电解温度为 度 密度，以减少阳极上析出的MnO2 。 38～44℃。