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，℃。

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
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。

生产本钱是生产单位为生产产品或提供劳务而发生的各项生产费用,包括各项直接支出和制造费用。

其中,直接支出包括直接材料(原材料、辅助材料、备品备件、燃料及动力等)、直接薪酬(生产人员的工资、补贴、福利费等)；制造费用是指企业内的分厂、车间为组织和管理生产所发生的各项费用,包括分厂、车间管理人员工资、折旧费、维修费、修理费及其他制造费用。

生产本钱中剔除原料因素,就是加工本钱。

加工本钱反映的是生产过程抛开原材料影响时的本钱费用。

本钱费用的计算直接影响企业总本钱费用的指标,影响企业的流动资金额度,关系到企业的利润水平,是工程工程评价的第一手数据资料。

与铜冶炼原那么流程对应的生产本钱,包括熔炼(包含熔炼、吹炼、火法精炼)、电解精炼(包含电解液净化)、冶炼烟气制酸、渣选矿和铜阳极泥处理几个局部。

本文拟结合铜冶炼企业的生产工艺流程,对铜冶炼生产本钱(加工本钱)计算过程中需注意的几个问题进行论述。

1熔炼本钱熔炼车间本钱主要包括原材料、辅助材料、燃料、动力、生产人员薪酬和制造费用，这一环节本钱计算的关键点在于原材料本钱的取值。

通常铜精矿的来源包括进口和国产两大类，国内铜精矿含铜的计价和进口铜精矿的有所不同，以下分别进行分析。

1.1 进口铜精矿在进口铜精矿合同中,TC、RC 是其最核心的条款。

TC/RC 是矿产商和贸易商向冶炼厂支付的由铜精矿加工成阴极铜的费用。

TC(Trestment charge)粗炼费,是指铜精矿经熔炼、吹炼到火法精炼加工到阳极铜的费用,单位：美元/吨。

RC(Refining charge)意为精炼费,是指由阳极铜经电解精炼产出阴极铜的费用,单位：美分/磅。

TC、RC 单位不同,其计量单位的换算关系：1 吨=2 204.62 磅,1 美元=100 美分。

国际贸易中TC/RC 的惯用比值关系为 10：1。

现以进口铜精矿为例,说明铜精矿含铜的定价计算方法：假设某进口铜精矿品位 Cu 为 23.75%，基准铜价按3.35 美元/磅计；加工费用中,TC 为 65 美元/t,RC 为 6.5 美分/磅；扣减率为 1%；增值税为铜 17%;汇率为 6.35。

冶金原理实验报告专业班级学号姓名同组成员电极过程动力学一、实验目的通过对铜电极的阳极极化曲线和阴极极化曲线的测定，绘制出极化曲线图，从而进一步加深对电极极化原理以及有关极化曲线理论知识的理解。

通过本实验，熟悉用恒电流法测定极化曲线。

二、实验原理当电池中由某金属和其金属离子组成的电极处于平衡状态时，金属原子失去电子变成离子获得电子变成原子的速度是相等的，在这种情况下的电极称为平衡电极电位。

电解时，由于外电源的作用，电极上有电流通过，电极电位偏高了平衡位，反应以一定的速度进行，以铜电极Cu|Cu2+为例，它的标准平衡电极电位是+0.337V，若电位比这个数值更负一些，就会使Cu2+获得电子的速度速度增加，Cu失去电子的速度减小，平衡被破坏，电极上总的反应是Cu2+析出；反之，若电位比这个数值更正一些，就会使Cu失去电子的速度增加，Cu2+获得电子的速度减小，电极上总的反应是Cu溶解。

这种由于电极上有电流通过而导致电极离开其平衡状态，电极电位偏离其平衡的现象称为极化，如果电位比平衡值更负，因而电极进行还原反应，这种极化称为阴极极化，反之，若电位比平衡值更正，因而电极进行氧化反应，这种极化称为阳极极化。

对于电极过程，常用电流密度来表示反应速度，电流密度愈大，反应速度愈快。

电流密度的单位常用安培/厘米2，安培/米2。

由于电极电位是影响影响电流密度的主要因素，故通常用测定极化曲线的方法来研究电极的极化与电流密度的关系。

一、实验方法及装置本实验电解液为CuSO4溶液（溶液中CuSO4.5H2O浓度为165g/l，H2SO4 180g/l）；电极用φ=0.5mm铜丝作为工作电极，铂片电极作为辅助电极。

为了测得不同电流密度下的电极电位，以一个甘汞电极与被测电极组成电池，甘汞电极通过盐桥与被测电极相通，用CHI660B电化学工作站测得不同电流密度下对应的阴极或阳极极化曲线。

装置如图所示3 1——铜丝（工作电极Ф1.0mm）；2——铂片（辅助电极）；3——甘汞电极；4——盐桥；二、实验步骤1、将铜电极的工作表面用0号金相砂纸磨光，用蒸馏水洗净，用滤纸擦干，然后放入装有CuSO溶液的电解槽中。

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、铜电解精炼中的物质平衡计算
四、铜电解精炼设备的配置与操作
五、铜电解精炼的经济技术指标
正文：
一、铜电解精炼概述
铜电解精炼是一种重要的金属提炼方法，主要用于粗铜的精炼。

粗铜中含有一定数量的锌、铁、镍等杂质，通过电解的方法可以将铜与这些杂质分离，提高铜的纯度。

铜电解精炼通常采用硫酸铜溶液作为电解质溶液，粗铜作为阳极，纯铜作为阴极。

二、铜电解精炼的冶金计算
在铜电解精炼过程中，需要进行物料平衡计算，以确保电解过程中的物质输入与输出保持平衡。

计算条件包括产量、工作日等。

此外，还需要考虑阳极成分，包括铜、镍、砷、锑、银、铋、硫、氧、金、铅等元素的含量。

三、铜电解精炼中的物质平衡计算
在铜电解精炼过程中，物质平衡计算是关键环节。

根据产量、工作日、阳极成分等因素，可以计算出电解过程中所需的电解质溶液、电流、电力等参数。

同时，还需要考虑电解过程中的损耗和副产物的产生，确保整个电解过程
的平衡性。

四、铜电解精炼设备的配置与操作
铜电解精炼设备主要包括电解槽、阳极、阴极、电解质溶液循环系统、电源等部分。

在操作过程中，需要严格按照操作规程进行，确保设备安全、稳定、高效地运行。

同时，还需要定期对设备进行检查、维护和保养，以延长设备使用寿命。

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、生产效率、产品纯度等。

通过优化生产过程、提高设备利用率、降低能耗等措施，可以提高铜电解精炼的经济效益。

火法炼铜铜位于元素周期表第四周期IB 族，是人类最早使用的金属。

铜具有优异的性能，易于加工和广泛的用途，被广泛地应用于电气、轻工、机械制造、建筑工业、国防工业等领域，在我国有色金属材料的消费中仅次于铝。

在地壳中铜含量约0.01%，自然界中的铜多以化合物存在，铜冶金中所用的是两种不同类型的矿石——氧化矿和硫化矿。

硫化矿物：黄铜矿（CuFeS 2）、斑铜矿（Cu 3FeS 2）、辉铜矿（Cu 2S ）、铜蓝（CuS ）等；氧化矿物有：孔雀石（CuCO 3·Cu(OH)2）、硅孔雀石（CuSiO 3·2H 2O ）、赤铜矿（Cu 2O ）、胆矾（CuSO 4·5H 2O ）等。

火法炼铜是当今生产铜的主要方法，铜矿石（ω(Cu)=0.5%-2%）经过采矿、选矿得到含铜品位较高的铜精矿（ω(Cu)=20%-30%），然后送冶炼厂炼铜。

火法炼铜工艺流程一般有①造锍熔炼得到冰铜（ω(Cu)=30%-50%）；②转炉吹炼得到粗铜（ω(Cu)=98.5%-99.5%）；③火法精炼得到阳极铜（ω(Cu)=99%-99.8%）；④电解精炼得到阴极铜（ω(Cu)=99.95%-99.997%）。

一、 造锍熔炼造锍熔炼是在高温和氧化气氛条件下将硫化铜精矿熔化生成MeS 共熔体的方法，即将精矿中的铜富集于冰铜中，而大部分铁的氧化物与加入的溶剂造渣，也称冰铜熔炼。

造锍熔炼的目的是：（1）使炉料中的铜尽可能进入冰铜（Cu 2S+FeS 熔体，也称锍），部分铁以FeS 形式也进入冰铜；（2）使大部分铁氧化成FeO 与脉石矿物造渣（SiO 2，FeO ，CaO ，MgO ， Al 2O 3）；（3）使冰铜与炉渣分离。

造锍熔炼基本原理：造锍熔炼所用的炉料主要是硫化铜精矿和含铜的返料，除含有Cu 、Fe 、S 等元素外，还有一定量的脉石成分。

需要先进行氧化焙烧，脱去部分硫然后熔炼，才能获得要求品位的冰铜。

产20万吨电解铜的铜电解车间设计江西工业大学应用科学学院毕业设计年产20万吨电解铜的铜电解车间设计摘要本文的主要内容是在目前的铜电解工艺中，选择了与阳谷祥光铜业有限公司相结合的投资节约方案。

效果是迅速的，过程是成熟的，为了被推进，但它必须是可靠的，而不是盲目地推进。

电解过程采用永久性不锈钢阴极电解。

选择的工艺条件为:铜回收率为99.8%，铜直接回收率为98%，残极率为16%，电解铜溶解率为1.95%，阳极板为1000×960×44mm，阳极和阴极数分别为54和55，阴极为1029×1010×3.25mm不锈钢，电流密度生产为280A/m，电流效率为95%。

电解车间分为两个系统，一个为东系统，一个为西系统，中间为一个单元，东系统400罐，西系统320罐，每20罐为一组。

该设备是根据工艺条件计算选择的:720台混凝土内衬玻璃钢电解槽，2台带组合吊架和接酸板的专用吊车。

五个自动化生产单元，2个可控硅整流器，25个全玻璃钢带盖储罐，2个高位储罐，8个板式换热器和4个隔膜压滤机。

导电装置采用平衡电流型绝缘导电装置，滤布采用聚丙烯1000A微孔膜复合滤布。

净化工艺采用真空蒸发、水冷结晶、带式过滤生产硫酸铜，诱导法去除铜和砷，真空蒸发冷冻结晶法生产硫酸镍。

关键词:电解铜；电解；净化；工艺流程设计随着年产20万吨电解铜的电解车间设计摘要本文的主要内容是目前在铜电解过程中，选择阳谷祥光铜业有限公司投资组合，获得有效快速、成熟的技术，而且要先进可靠，不能盲目抽象技术.电解的永久不锈钢阴极电解的工艺选择工艺条件的选择是:铜回收率为99.8%，在该工艺电解铜直接收率为98%，残铜率为16%，电解铜溶解率为1.95%，一阳极板1000×960×44毫米，阴阳数分别为54片、55片，阴极为1029×1010×3 .25毫米不锈的钢，生产电流密度为280A / m，电流效率为95%.电解的2个系统的西侧为中东系统装置，400槽，西系统320槽，每个20槽为一组，根据设备条件计算和选择玻璃钢浴槽混凝土衬里:720，带组合吊架和酸盘式专用起重机2.5自动生产线可控硅整流器2，配有一个盖玻片钢罐25，高槽2，板式热交换器8，隔膜压滤机4.传导的装置配有平衡电流绝缘导电装置，滤布由聚丙烯微孔滤膜制成，1000A.过程对于净化选择通过真空蒸发、水冷结晶、带式过滤机生产诱导硫酸铜、铜和砷去除通过真空蒸发和冷却结晶，硫酸镍的生产.键单词:电解铜；电解的；净化；工艺设计矿石的平均品位为0.5%-1% 存款类型由于斑岩矿石较少，砂岩矿床较多，溶剂萃取技术的推广受到限制。