发布时间 : 星期日 文章年产7万吨铜电解车间设计更新完毕开始阅读ff5553b2bd64783e08122b97
6.1 净液量的计算 ................................................. 34 6.2 硫酸盐生产物料平衡计算 ....................................... 34 6.2.1 铜料加入量 ............................................... 35 6.2.2 计算硫酸铜产品量 ......................................... 35 6.2.3 一次母液体积及铜、酸浓度 ................................. 35 6.2.4 脱铜电解物理料平衡计算 ................................... 35 6.2.4 粗硫酸镍生产计算 ......................................... 36
第七章铜电解精炼主要设备计算与选择 ........................... 38
7.1 电解槽的计算与选择 ........................................... 38 7.1.1 电解槽材质 ............................................... 38 7.1.2 电解槽的构造 ............................................. 38 7.1.3 电解槽衬里材质 ........................................... 38 7.1.4 电解槽的计算 ............................................. 39 7.2 电极的选择 ................................................... 41 7.3 整流器及导电铜材料的计算 ..................................... 41 7.3.1 直流电源 ................................................. 41 7.3.2 槽边导电排 ............................................... 42 7.3.3 槽间导电板 ............................................... 43 7.3.4 短路棒 ................................................... 43 7.3.5 出装槽短路器 ............................................... 44 7.4 电解液循环系统设备及管道计算 ................................. 44 7.4.1 集液槽 ................................................... 44 7.4.2 电解液循环泵 ............................................. 44 7.4.3 高位槽 ................................................... 45 7.4.4 加热器 ................................................... 45 7.5 极板作业机组 ................................................. 46 7.6 车间运输设备计算及选择 ....................................... 48 7.6.1起重机 ................................................... 48 7.6.2 叉车 ..................................................... 49
7.6.3 车间及跨的选择 ............................................. 50 7.7 电解液供液管 ................................................. 50 7.8 其他设备及设施 ............................................... 51 7.8.1 阳极泥过滤设备 ........................................... 51
第八章环保措施 .................................................. 52
8.1 环境保护 ..................................................... 52 8.2 安全生产 ..................................................... 52 参考文献 .......................................................... 54 致谢语 ......................................................... 55
第1章文献综述
1.1 概述
1.1.1 铜的物理化学性质[1]
铜是化学元素周期表第四周期IB族元素。原子序数为29，元素符号为Cu，相对原子质量为63.54，电子构型为3d104s1。
金属铜呈玫瑰红色，电解铜的密度为8.194g/cm3，退火铜材为8.93 g/cm3熔点为1083℃，融化热为13.01kJ/mol，铜的蒸汽压较低，在熔铸温度下为0.15?0.29Pa,蒸发热为304.63 kJ/mol，莫氏硬度为3。
铜有两种天然同位素，质子数分别为63和65还有其它9种同位素。 铜有很大的韧性、延展性和柔性，容易锻造和压成薄片，可以轧成很细的金属丝。
磨光的铜呈红色，其互补色为光线透过很薄的铜片或熔融状态铜时所产生的绿色。
金属铜易溶于硝酸等氧化性酸，若无氧化剂或适宜配位试剂存在，则不溶于非氧化性酸。如果生成的配合物稳定常数很大，铜甚至可溶于该络合剂的水溶液并产生氢气，如
Cu+4CN+2H2O→[CuI(CN)4]3O+H+H2
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有时，氧可促进金属铜的溶解，如
Cu+4NH3+1/2O2+H2O→[Cu(NH3)4]2++2OH—
铜与浓硫酸的反应比较复杂，在高于270℃时，生成硫酸铜与二氧化硫，温度较低时则有Cu2S生成
5Cu+4H2SO4→Cu2S+3CuSO4+4H2O
卤素、卤素互化物、硒和硫均易侵蚀铜；硫化橡胶可使铜变黑，室温下铜与四氧化二氮不发生反应，但字硝基甲烷、乙腈、乙醚或乙酸乙酯存在时，则生成硝酸铜
Cu+2N2O4→Cu(NO3)2+2NO
1.1.2 铜的化合物的物理化学性质[1]
1.氧化亚铜 [Cu2O]
氧化亚铜是反磁性化合物。根据晶粒大小不同，铜颜色也有不同，组织致密的呈樱红色，粉状的尾洋红色，人工合成的可能为黄色、橙色、红色或者暗褐色(视其制备方法而定)。
Cu2O的熔点为1235℃，高温下稳定，熔化时与液态Cu2O的氧的蒸汽压为80Pa，而冷至Cu-Cu2O低共熔点1080℃时，氧的蒸汽压为53.6Pa，分解反应的氧压为3.33×103Pa。
Cu2O易于被C、CO、H2、CxHy还原成金属 Cu2O与Cu2S共热是发生反应为：
2Cu2O+Cu2S→6Cu+S2O
该反应与450℃开始，1100℃完成，这是铜锍吹炼成粗铜的基础。 Cu2O与FeS共热时发生反应为：
Cu2O+FeS→Cu2S+FeO
该反应向右进行的趋势很大，这是造锍熔炼的基本反应。
Cu2O也可以溶于FeCl3、Fe2(SO4)3等含有高铁(Ⅲ)离子的溶液中，生成铜(Ⅱ)离子，这是氧化矿湿法冶金的基础，即：
Cu2O+2Fe++2H+→Cu2++2Fe2++H2O
2.氢氧化铜[Cu(OH)2]与氧化铜[CuO]
通常硫酸铜溶液种加碱即可生成氢氧化铜凝胶。碱过量时，氢氧化铜凝胶因脱水而变黑，而凝胶稳定的原因是由于生成了蓝色碱式硫酸铜。缓慢加热无水氢氧化铜则分解氧化铜。
[Cu(OH)2]在室温下溶解度很小，它有微弱的两性倾向，可溶于极浓的氢氧化钠或氢氧化钾溶液形成蓝色溶液，加热更易溶解。氨水溶解[Cu(OH)2]形成[Cu(NH3)4]2+离子。
黑铜矿属于天然CuO，黑色无光泽，CuO是不稳定化合物，加热时依下式分解：
4CuO→2Cu2O+O2
CuO易被H2、C、CO、CxHy等还原为金属，在冶金过程中，还可被其他硫化物和电位较负的金属如锌、铁、镍等还原，即：
2CuO+2FeS→Cu2S+2FeO
3.硫化亚铜[Cu2S]和硫化铜[CuS]
硫化亚铜易辉铜矿的形态存在于自然世界中，为黑色晶体，具有斜方晶格和萤石晶格两种。硫化亚铜很难溶于水，熔点为1130℃。
在高温下发生氧化反应是生成铜和二氧化硫。常温下Cu2S可溶于稀硝酸，氧化剂如硫酸铁存在时，Cu2S可溶于无机酸；三价的铁盐特别是铁的硫酸盐和氯化物的中性溶液也可使之溶解；在空气中，Cu2S可部分溶于氨水生成氨配合物；Cu2S也溶于氰化钾或氰化钠溶液，形成氰配合物，即：