銅電解精煉車(chē)間工藝設(shè)計(jì)

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1、 銅電解精煉車(chē)間工藝設(shè)計(jì)銅電解精煉車(chē)間工藝設(shè)計(jì)2主要內(nèi)容主要內(nèi)容銅電解生產(chǎn)的基本原理銅電解生產(chǎn)的基本原理主體設(shè)備的設(shè)計(jì)主體設(shè)備的設(shè)計(jì)技術(shù)條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇技術(shù)條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇冶金計(jì)算冶金計(jì)算車(chē)間配置車(chē)間配置銅電解精煉概述銅電解精煉概述輔助設(shè)備的選擇輔助設(shè)備的選擇3銅電解精煉概述銅電解精煉概述銅的火法精煉一般能產(chǎn)出含銅99.0% 99.8%的粗銅產(chǎn)品。 銅的電解精煉，是將火法精煉的銅澆鑄成陽(yáng)極板，用純銅薄片作為陰極片，相間地裝入電解槽中，用硫酸銅和硫酸的水溶液作電解液，在直流電的作用下，陽(yáng)極上的銅和電位較負(fù)的賤金屬溶解進(jìn)入溶液，而貴金屬和某些金屬（如：硒、碲）不溶，成為陽(yáng)極泥沉于電

2、解槽底。4一一.銅電解精煉概述銅電解精煉概述溶液中的銅在陰極上優(yōu)先析出，而其它電溶液中的銅在陰極上優(yōu)先析出，而其它電位較負(fù)的賤金屬不能在陰極上析出，留于電解位較負(fù)的賤金屬不能在陰極上析出，留于電解液中，待電解液定期凈化時(shí)除去。這樣，陰極液中，待電解液定期凈化時(shí)除去。這樣，陰極上析出的金屬銅純度很高，稱(chēng)為陰極銅或電解上析出的金屬銅純度很高，稱(chēng)為陰極銅或電解銅，簡(jiǎn)稱(chēng)電銅。銅，簡(jiǎn)稱(chēng)電銅。 含有貴金屬和硒、碲等稀有金屬的陽(yáng)極泥，含有貴金屬和硒、碲等稀有金屬的陽(yáng)極泥，作為銅電解的一種副產(chǎn)品另行處理，以便從中作為銅電解的一種副產(chǎn)品另行處理，以便從中回收金、銀、硒、碲等元素?；厥战?、銀、硒、碲等元素。 5銅

3、電解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)67概述概述8概述概述9p 銅電解生產(chǎn)的基本原理銅電解生產(chǎn)的基本原理陽(yáng)極反應(yīng)陽(yáng)極反應(yīng):銅電解精煉過(guò)程，主要是在直流電的作用下，銅在陽(yáng)極上失去電子后以銅電解精煉過(guò)程，主要是在直流電的作用下，銅在陽(yáng)極上失去電子后以Cu2+的形態(tài)溶解，而的形態(tài)溶解，而Cu2+在陰極上得到電子以金屬銅的形態(tài)析出的過(guò)在陰極上得到電子以金屬銅的形態(tài)析出的過(guò)程。除此之外，還不可避免地有程。除此之外，還不可避免地有Cu+的產(chǎn)生，并引起一系列的副反應(yīng)，的產(chǎn)生，并引起一系列的副反應(yīng)，使電解過(guò)程復(fù)雜化。使電解過(guò)程復(fù)雜化。 圖圖8.1 8.1 銅電解精煉過(guò)程示意銅電解精煉過(guò)程示意1.陽(yáng)極，2.陰極，3.導(dǎo)電桿，4.CuS

4、O4及H2SO4的水溶液 Cu 2e = Cu2+ , E0 (Cu2+/Cu) = + 0.34 V陰極反應(yīng)陰極反應(yīng):10技術(shù)條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇技術(shù)條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)的選擇技術(shù)條件技術(shù)條件電流密度電流密度 電流密度一般是指單位陰極面積上通過(guò)的電流。一般為電流密度一般是指單位陰極面積上通過(guò)的電流。一般為220270A/m2。 電解液主要由硫酸和硫酸銅水溶液組成。一般含銅電解液主要由硫酸和硫酸銅水溶液組成。一般含銅40-50g/L，含硫酸含硫酸180-240g/L。一般采用高酸低銅電解液組分較為有利。電。一般采用高酸低銅電解液組分較為有利。電解液中銅含量的不斷上升和下降都是不利的現(xiàn)象。鎳、

5、鐵、砷、解液中銅含量的不斷上升和下降都是不利的現(xiàn)象。鎳、鐵、砷、銻、鉍等雜質(zhì)濃度過(guò)高會(huì)增大電解液的電阻和粘度，降低硫酸銅銻、鉍等雜質(zhì)濃度過(guò)高會(huì)增大電解液的電阻和粘度，降低硫酸銅的溶解度，且砷、銻和鉍濃度過(guò)高造成的飄浮陽(yáng)極泥會(huì)嚴(yán)重影響的溶解度，且砷、銻和鉍濃度過(guò)高造成的飄浮陽(yáng)極泥會(huì)嚴(yán)重影響陰極銅的質(zhì)量。陰極銅的質(zhì)量。電解液成分電解液成分11技術(shù)條件技術(shù)條件電解液溫度電解液溫度 提高電解液的溫度能降低電解液的粘度，增大硫酸銅的溶解度，使銅在陰提高電解液的溫度能降低電解液的粘度，增大硫酸銅的溶解度，使銅在陰極上均勻析出。然而電解液溫度過(guò)高會(huì)使蒸汽消耗增加，車(chē)間酸霧增多，使操極上均勻析出。然而電解液溫

6、度過(guò)高會(huì)使蒸汽消耗增加，車(chē)間酸霧增多，使操作環(huán)境惡化。電解液溫度一般控制在作環(huán)境惡化。電解液溫度一般控制在55-65。電解液循環(huán)方式電解液循環(huán)方式 電解液循環(huán)可使電解液的組成和溫度均勻一致，降低濃差極化，改善陰極銅電解液循環(huán)可使電解液的組成和溫度均勻一致，降低濃差極化，改善陰極銅質(zhì)量。電解液的循環(huán)分為兩種，與電極板面垂直的流動(dòng)方式和與電極板面平行質(zhì)量。電解液的循環(huán)分為兩種，與電極板面垂直的流動(dòng)方式和與電極板面平行的流動(dòng)方式。的流動(dòng)方式。(a) 上進(jìn)下出上進(jìn)下出(b) 下進(jìn)上出下進(jìn)上出傳統(tǒng)循環(huán)方式傳統(tǒng)循環(huán)方式12技術(shù)條件技術(shù)條件13技術(shù)條件技術(shù)條件添加劑添加劑明膠明膠 明膠是銅電解精煉過(guò)程中的主

7、要添加劑。加入適量的明明膠是銅電解精煉過(guò)程中的主要添加劑。加入適量的明膠能使析出的陰極沉積物致密光潔，改善陰極表面的物理狀態(tài)膠能使析出的陰極沉積物致密光潔，改善陰極表面的物理狀態(tài)。硫脲硫脲 硫脲硫脲是表面活性物質(zhì)，與是表面活性物質(zhì)，與明膠明膠混合使用，可在高電流密度下獲混合使用，可在高電流密度下獲得結(jié)構(gòu)致密的陰極銅。得結(jié)構(gòu)致密的陰極銅。干酪素干酪素干酪素干酪素與與明膠明膠混合使用，能抑制陰極表面粒子的生長(zhǎng)和改善粒子混合使用，能抑制陰極表面粒子的生長(zhǎng)和改善粒子的形狀。的形狀。鹽酸鹽酸鹽酸用來(lái)維持電解液中氯離子的含量。鹽酸用來(lái)維持電解液中氯離子的含量。14技術(shù)條件技術(shù)條件極距極距 極距一般指同極中

8、心距。小型極板的同極中心距一般為極距一般指同極中心距。小型極板的同極中心距一般為7590mm，大型極板則為，大型極板則為100110mm。 陽(yáng)極壽命根據(jù)電流密度、陽(yáng)極質(zhì)量及殘極率來(lái)確定一般為陽(yáng)極壽命根據(jù)電流密度、陽(yáng)極質(zhì)量及殘極率來(lái)確定一般為18-24天。陰極周期與電流密度、陽(yáng)極壽命及勞動(dòng)組織等因素有關(guān)，天。陰極周期與電流密度、陽(yáng)極壽命及勞動(dòng)組織等因素有關(guān)，一般為陽(yáng)極壽命的一般為陽(yáng)極壽命的l/3。為獲得致密、平整的陰極銅，始極片必須結(jié)構(gòu)致密，表面光滑。為獲得致密、平整的陰極銅，始極片必須結(jié)構(gòu)致密，表面光滑。所以種板電解槽的技術(shù)條件控制比普通電解槽更為嚴(yán)格。所以種板電解槽的技術(shù)條件控制比普通電解槽

9、更為嚴(yán)格。 陽(yáng)極壽命和陰極周期陽(yáng)極壽命和陰極周期15技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)電流效率電流效率殘極率殘極率電流效率是指電解過(guò)程中，陰極實(shí)際析出量占理論析出量的百分比。電流效率是指電解過(guò)程中，陰極實(shí)際析出量占理論析出量的百分比。一般為一般為94-98。影響電流效率的因素主要如下：短路，漏電，。影響電流效率的因素主要如下：短路，漏電，化學(xué)溶解?；瘜W(xué)溶解。殘極率是指產(chǎn)出殘極量占消耗陽(yáng)極量的百分比。一般殘殘極率是指產(chǎn)出殘極量占消耗陽(yáng)極量的百分比。一般殘極率取極率取15-18。銅電解回收率銅電解回收率一般取一般取99.6-99.8。=100%-電解銅含量銅電解回收率裝入原料銅含量 回收品銅含量16技術(shù)經(jīng)濟(jì)

10、指標(biāo)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)槽電壓槽電壓直流單耗直流單耗 槽電壓由電解液電阻引起的電壓降，金屬導(dǎo)體電壓降，接觸點(diǎn)槽電壓由電解液電阻引起的電壓降，金屬導(dǎo)體電壓降，接觸點(diǎn)電壓降，克服陽(yáng)極泥電阻的電壓降，濃差極化引起的電壓降等組成。電壓降，克服陽(yáng)極泥電阻的電壓降，濃差極化引起的電壓降等組成。普通槽電壓一般為普通槽電壓一般為0.2-0.3V，種板槽槽電壓一般為，種板槽槽電壓一般為0.3-0.4V。 直流單耗是指生產(chǎn)一噸電銅所消耗的直流電量。消耗的直流電直流單耗是指生產(chǎn)一噸電銅所消耗的直流電量。消耗的直流電量包括普通電解槽、種板電解槽、脫銅電解槽及線路損失等全部直量包括普通電解槽、種板電解槽、脫銅電解槽及線路損失等

11、全部直流電消耗量。一般的直流單耗為流電消耗量。一般的直流單耗為230450(kWh)/t17技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)硫酸單耗硫酸單耗 蒸汽單耗是指生產(chǎn)蒸汽單耗是指生產(chǎn)1噸電銅所消耗的蒸汽量。在無(wú)保溫措施的條噸電銅所消耗的蒸汽量。在無(wú)保溫措施的條件下，蒸汽單耗一般為件下，蒸汽單耗一般為l-1.5t/t電銅；在現(xiàn)代有保溫措施的銅電解過(guò)電銅；在現(xiàn)代有保溫措施的銅電解過(guò)程中，蒸汽單耗一般為程中，蒸汽單耗一般為0.1-0.6t/t電銅。電銅。生產(chǎn)生產(chǎn)1噸電銅消耗的硫酸量，一般為噸電銅消耗的硫酸量，一般為4-10kg/t電銅。電銅。蒸汽單耗蒸汽單耗水單耗水單耗生產(chǎn)生產(chǎn)1噸電銅消耗的水量，一般為噸電銅消耗的

12、水量，一般為3-5m3/t電銅。電銅。18電解槽的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)電解槽的材質(zhì)與結(jié)構(gòu)電解槽電解槽的材質(zhì)的材質(zhì)主體設(shè)備的設(shè)計(jì)主體設(shè)備的設(shè)計(jì)電解槽的材質(zhì)分兩類(lèi)：一是傳統(tǒng)鋼筋混凝土玻璃鋼槽；二是乙烯基電解槽的材質(zhì)分兩類(lèi)：一是傳統(tǒng)鋼筋混凝土玻璃鋼槽；二是乙烯基樹(shù)脂整體電解槽。樹(shù)脂整體電解槽。傳統(tǒng)鋼筋混凝土玻璃鋼槽主要由鋼筋混凝土、玻璃鋼內(nèi)襯組成。傳統(tǒng)鋼筋混凝土玻璃鋼槽主要由鋼筋混凝土、玻璃鋼內(nèi)襯組成。乙烯基樹(shù)脂整體電解槽的主要材料為乙烯基樹(shù)脂、石英砂。乙烯基樹(shù)脂整體電解槽的主要材料為乙烯基樹(shù)脂、石英砂。19電解槽結(jié)構(gòu)電解槽結(jié)構(gòu)圖圖9-5 電解槽結(jié)構(gòu)電解槽結(jié)構(gòu)1-進(jìn)液管，進(jìn)液管，2-陽(yáng)極，陽(yáng)極，3-陰極，陰極

13、，4-出液管，出液管，5-放液管，放液管，6-放陽(yáng)極泥管放陽(yáng)極泥管20主體設(shè)備的設(shè)計(jì)主體設(shè)備的設(shè)計(jì)陰極陰極 銅電解精煉的原料是火法精煉后澆注而成的銅陽(yáng)極。生產(chǎn)中應(yīng)銅電解精煉的原料是火法精煉后澆注而成的銅陽(yáng)極。生產(chǎn)中應(yīng)盡量獲得質(zhì)量良好的陽(yáng)極銅板。盡量獲得質(zhì)量良好的陽(yáng)極銅板。(1)銅電解精煉傳統(tǒng)使用的陰極板。開(kāi)始使用銅始極片。后來(lái)絕大銅電解精煉傳統(tǒng)使用的陰極板。開(kāi)始使用銅始極片。后來(lái)絕大多數(shù)銅冶煉廠采用鈦板制成銅始極片。多數(shù)銅冶煉廠采用鈦板制成銅始極片。陽(yáng)極陽(yáng)極(2)永久性不銹鋼陰極板。永久性不銹鋼銅電解技術(shù)是使用剛度和韌永久性不銹鋼陰極板。永久性不銹鋼銅電解技術(shù)是使用剛度和韌性較好的不銹鋼板制成

14、陰極板，取代傳統(tǒng)的始極片。性較好的不銹鋼板制成陰極板，取代傳統(tǒng)的始極片。21陽(yáng)極、陰極、種板尺寸的選擇陽(yáng)極、陰極、種板尺寸的選擇 機(jī)械化程度較高的大型工廠采用大型陽(yáng)極，中、小型工廠機(jī)械機(jī)械化程度較高的大型工廠采用大型陽(yáng)極，中、小型工廠機(jī)械化程度較低，常采用小型陽(yáng)極板。為避免陰極邊緣生成樹(shù)枝狀結(jié)晶，化程度較低，常采用小型陽(yáng)極板。為避免陰極邊緣生成樹(shù)枝狀結(jié)晶，陰極尺寸應(yīng)比陽(yáng)極稍大一些。種板的材質(zhì)目前有紫銅板、不銹鋼板陰極尺寸應(yīng)比陽(yáng)極稍大一些。種板的材質(zhì)目前有紫銅板、不銹鋼板和鈦板三種，以紫銅板為多。種板的尺寸一般比始極片寬和鈦板三種，以紫銅板為多。種板的尺寸一般比始極片寬20-30mm，長(zhǎng)長(zhǎng)50-

15、70mm。主體設(shè)備的設(shè)計(jì)主體設(shè)備的設(shè)計(jì)22電解槽總數(shù)的確定電解槽總數(shù)的確定式中式中 N電解槽總數(shù)，臺(tái)；電解槽總數(shù)，臺(tái)；M年產(chǎn)電解銅量，年產(chǎn)電解銅量，t；360年工作日，年工作日，d；23.5日通電時(shí)數(shù)，日通電時(shí)數(shù)，h；電流效率，電流效率，%；I電流強(qiáng)度，電流強(qiáng)度，A；1.185銅的電化當(dāng)量，銅的電化當(dāng)量，g/(Ah)。主體設(shè)備的設(shè)計(jì)主體設(shè)備的設(shè)計(jì).6M 10N360 23.5 1185 I電解槽中陰極和陽(yáng)極的片數(shù)的確定電解槽中陰極和陽(yáng)極的片數(shù)的確定kcInD fc式中式中 nc每槽陰極片數(shù)，片；每槽陰極片數(shù)，片；I電流強(qiáng)度，電流強(qiáng)度，A；Dk電流密度，電流密度，A/m2；fc每片陰極的面積，每

16、片陰極的面積，m2。nc每槽陽(yáng)極片數(shù)為每槽陽(yáng)極片數(shù)為nc +1。23陽(yáng)極、陰極的質(zhì)量和厚度陽(yáng)極、陰極的質(zhì)量和厚度 每槽陽(yáng)極和陰極的片數(shù)確定之后，根據(jù)電流強(qiáng)度、每槽陽(yáng)極和陰極的片數(shù)確定之后，根據(jù)電流強(qiáng)度、電流效率、殘極率、陽(yáng)極壽命、陰極周期和始極片析電流效率、殘極率、陽(yáng)極壽命、陰極周期和始極片析出周期出周期(通常取通常取16或或24h)，可以計(jì)算出每片陽(yáng)極、陰極，可以計(jì)算出每片陽(yáng)極、陰極和始極片的質(zhì)量。再由銅的比重，可以算出每片陽(yáng)極和始極片的質(zhì)量。再由銅的比重，可以算出每片陽(yáng)極、陰極和始極片的厚度。在計(jì)算陽(yáng)極厚度時(shí)，陽(yáng)極耳、陰極和始極片的厚度。在計(jì)算陽(yáng)極厚度時(shí)，陽(yáng)極耳部質(zhì)量可按陽(yáng)極全部質(zhì)量的部質(zhì)

17、量可按陽(yáng)極全部質(zhì)量的5計(jì)算。計(jì)算。主體設(shè)備的設(shè)計(jì)主體設(shè)備的設(shè)計(jì)24 電解槽尺寸的確定電解槽尺寸的確定主體設(shè)備的設(shè)計(jì)主體設(shè)備的設(shè)計(jì)電解槽長(zhǎng)度電解槽長(zhǎng)度：設(shè)電解槽兩端各留一定距離：設(shè)電解槽兩端各留一定距離A(一般一般A取取100-150mm)，則電解，則電解槽長(zhǎng)度為，陽(yáng)極片數(shù)槽長(zhǎng)度為，陽(yáng)極片數(shù)(或陰極片數(shù)或陰極片數(shù))x極距極距+2A電解槽寬度電解槽寬度：設(shè)陰極兩側(cè)距槽邊各留一定距離：設(shè)陰極兩側(cè)距槽邊各留一定距離B (一般一般B取取50-60mm)，電解，電解槽寬度為，陰極寬度槽寬度為，陰極寬度+2B電解槽深度電解槽深度：設(shè)陰極下端距槽底留一定距離：設(shè)陰極下端距槽底留一定距離C(一般一般C取取250

18、-300m)，陰極上，陰極上端距槽面留一定距離端距槽面留一定距離D(一般一般D取取50-100mm)，則電解槽深度為：陰極長(zhǎng)度，則電解槽深度為：陰極長(zhǎng)度+C+D 。脫銅槽數(shù)的確定脫銅槽數(shù)的確定每天電解液中增加的銅量減去每天凈液帶走的銅量，剩下的就是要通過(guò)脫銅每天電解液中增加的銅量減去每天凈液帶走的銅量，剩下的就是要通過(guò)脫銅槽脫去的銅量。根據(jù)電流強(qiáng)度和電流效率，很容易計(jì)算出所需脫銅槽數(shù)。槽脫去的銅量。根據(jù)電流強(qiáng)度和電流效率，很容易計(jì)算出所需脫銅槽數(shù)。25槽邊導(dǎo)電排的計(jì)算槽邊導(dǎo)電排的計(jì)算式中式中 F1槽邊導(dǎo)電排的截面槽邊導(dǎo)電排的截面積，積，mm2；A總電流，總電流，A；D1槽邊導(dǎo)電排的允許電流槽邊

19、導(dǎo)電排的允許電流密度，密度，A/mm2。主體設(shè)備的設(shè)計(jì)主體設(shè)備的設(shè)計(jì)1AD1F21KIQF nc式中式中 Q槽邊導(dǎo)電排與周?chē)諝鉁囟炔畈圻厡?dǎo)電排與周?chē)諝鉁囟炔?，K散熱系數(shù)，在露天取散熱系數(shù)，在露天取25，在室內(nèi)取，在室內(nèi)取85；I電流強(qiáng)度，電流強(qiáng)度，A；槽邊導(dǎo)電排比電阻，槽邊導(dǎo)電排比電阻，/(mmm2)，銅為銅為0.0175/(mmm2)；F1槽邊導(dǎo)電排橫斷面積，槽邊導(dǎo)電排橫斷面積，mm2；n槽邊導(dǎo)電排斷面的周長(zhǎng)，槽邊導(dǎo)電排斷面的周長(zhǎng)，mm。槽邊導(dǎo)電排與整流器供電槽邊導(dǎo)電排與整流器供電導(dǎo)線相連，通過(guò)的電流為導(dǎo)線相連，通過(guò)的電流為電解槽的總電流。電解槽的總電流。26槽間導(dǎo)電板的計(jì)算槽間導(dǎo)電板的

20、計(jì)算式中式中 F2導(dǎo)電板的截面積，導(dǎo)電板的截面積，mm2；A總電流，總電流，A；n每槽陰極片數(shù)；每槽陰極片數(shù)；D2導(dǎo)電體允許電流密度導(dǎo)電體允許電流密度，A/mm2。主體設(shè)備的設(shè)計(jì)主體設(shè)備的設(shè)計(jì)2AnD2F陰極導(dǎo)電棒的計(jì)算陰極導(dǎo)電棒的計(jì)算槽間導(dǎo)電板允許電流密度槽間導(dǎo)電板允許電流密度可取可取0.30.9 A/mm2。2AnD2F式中式中 F2陰極導(dǎo)電棒的截面陰極導(dǎo)電棒的截面積，積，mm2；A總電流，總電流，A；n每槽陰極片數(shù)；每槽陰極片數(shù)；D2陰極導(dǎo)電棒允許電流陰極導(dǎo)電棒允許電流密度，密度，A/mm2。陰極導(dǎo)電棒允許電流密度陰極導(dǎo)電棒允許電流密度可取可取11.25 A/mm2。27 (1)電解過(guò)程

21、中陽(yáng)極中各元素的分配。表電解過(guò)程中陽(yáng)極中各元素的分配。表9-6給出了陽(yáng)極中各元素分配率的范圍。給出了陽(yáng)極中各元素分配率的范圍。(2)陽(yáng)極泥率和陽(yáng)極成分的計(jì)算。陽(yáng)極泥率和陽(yáng)極成分的計(jì)算。 (3)陰極銅化學(xué)成分的計(jì)算陰極銅化學(xué)成分的計(jì)算 (4)物料平衡表。物料平衡表。物料平衡計(jì)算物料平衡計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算28舉例。年產(chǎn)電銅舉例。年產(chǎn)電銅15000t的電解精煉物料平衡計(jì)算。原始數(shù)據(jù)，銅電的電解精煉物料平衡計(jì)算。原始數(shù)據(jù)，銅電解回收率：解回收率：99.9%，殘極率，殘極率16.5，陽(yáng)極成分及陽(yáng)極中各元素的分配，陽(yáng)極成分及陽(yáng)極中各元素的分配率如表率如表9-7和表和表9-8所示：所示：物料平衡計(jì)算物料平

22、衡計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算29物料平衡計(jì)算物料平衡計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算30根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算出陽(yáng)極泥率，陽(yáng)極泥成分，電銅成分，最后編制出銅電解精煉物料平根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算出陽(yáng)極泥率，陽(yáng)極泥成分，電銅成分，最后編制出銅電解精煉物料平衡表。衡表。冶金計(jì)算冶金計(jì)算31根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算出陽(yáng)極泥率，陽(yáng)極泥成分，電銅成分，最后編制出銅電解精煉物料平根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算出陽(yáng)極泥率，陽(yáng)極泥成分，電銅成分，最后編制出銅電解精煉物料平衡表。衡表。冶金計(jì)算冶金計(jì)算32根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算出陽(yáng)極泥率，陽(yáng)極泥成分，電銅成分，最后編制出銅電解精煉物料平根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算出陽(yáng)極泥率，陽(yáng)極泥成分，電銅成分，最后編制出銅電解精煉物料平衡表。衡表

23、。冶金計(jì)算冶金計(jì)算33根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算出陽(yáng)極泥率，陽(yáng)極泥成分，電銅成分，最后編制出銅電解精煉物料平根據(jù)以上數(shù)據(jù)計(jì)算出陽(yáng)極泥率，陽(yáng)極泥成分，電銅成分，最后編制出銅電解精煉物料平衡表。衡表。冶金計(jì)算冶金計(jì)算34用上述結(jié)果編制出銅電解精煉物料平衡表。用上述結(jié)果編制出銅電解精煉物料平衡表。冶金計(jì)算冶金計(jì)算35凈液量的計(jì)算凈液量的計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算36凈液量的計(jì)算凈液量的計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算37凈液量的計(jì)算凈液量的計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算38槽電壓組成計(jì)算槽電壓組成計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算銅電解精煉過(guò)程的銅電解精煉過(guò)程的陰陽(yáng)極電位差主要是由于濃差極化造成陰陽(yáng)極電位差主要是由于濃差極化造成。為。為0.030.0

24、45V，占槽電壓的占槽電壓的10%20%。39槽電壓組成計(jì)算槽電壓組成計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算電解液壓降是指電流通過(guò)電解液時(shí)，由于電解液電阻造成的電壓降。電解液壓降是指電流通過(guò)電解液時(shí)，由于電解液電阻造成的電壓降。一般范圍為一般范圍為0.10.15V，占槽電壓的，占槽電壓的45-65。40槽電壓組成計(jì)算槽電壓組成計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算 導(dǎo)體、接點(diǎn)和陽(yáng)極泥壓降導(dǎo)體、接點(diǎn)和陽(yáng)極泥壓降。導(dǎo)體主要指導(dǎo)電棒和電極。導(dǎo)體主要指導(dǎo)電棒和電極。導(dǎo)電導(dǎo)電棒和電極的電阻引起的電壓降很小棒和電極的電阻引起的電壓降很小，而且變化不大。，而且變化不大。接點(diǎn)電阻接點(diǎn)電阻主要與接點(diǎn)處接觸面積大小、接觸處壓緊程度及接觸處是否清主要

25、與接點(diǎn)處接觸面積大小、接觸處壓緊程度及接觸處是否清潔等有關(guān)潔等有關(guān)。陽(yáng)極泥壓降是指電流通過(guò)時(shí)，。陽(yáng)極泥壓降是指電流通過(guò)時(shí)，陽(yáng)極泥的電阻引起的陽(yáng)極泥的電阻引起的壓降壓降，主要與陽(yáng)極成分、陽(yáng)極下槽時(shí)間及管理操作因素有關(guān)。，主要與陽(yáng)極成分、陽(yáng)極下槽時(shí)間及管理操作因素有關(guān)。據(jù)有關(guān)資料，導(dǎo)體壓降為據(jù)有關(guān)資料，導(dǎo)體壓降為0.015-0.030V,接點(diǎn)壓降為接點(diǎn)壓降為0.03-0.05V，陽(yáng)極泥壓降為，陽(yáng)極泥壓降為0.02-0.04V，三者之和大約占槽電壓的，三者之和大約占槽電壓的2535。41電解槽熱平衡計(jì)算電解槽熱平衡計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算 在電解過(guò)程中，電解液的在電解過(guò)程中，電解液的熱損失主要包括四部分

26、熱損失主要包括四部分：電解槽表面電解槽表面水蒸發(fā)的熱損失；電解槽液面輻射與對(duì)流的熱損失；電解槽壁的水蒸發(fā)的熱損失；電解槽液面輻射與對(duì)流的熱損失；電解槽壁的輻射與對(duì)流的熱損失；管道內(nèi)溶液的熱損失輻射與對(duì)流的熱損失；管道內(nèi)溶液的熱損失。電解過(guò)程中。電解過(guò)程中的的熱收入熱收入只有只有電流通過(guò)電解液所產(chǎn)生的熱量電流通過(guò)電解液所產(chǎn)生的熱量。42電解槽熱平衡計(jì)算電解槽熱平衡計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算 熱支出。電解槽液面水分蒸發(fā)的熱損失熱支出。電解槽液面水分蒸發(fā)的熱損失434445電解槽熱平衡計(jì)算電解槽熱平衡計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算4647電解槽熱平衡計(jì)算電解槽熱平衡計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算 熱收入熱收入48電解槽熱平衡

27、計(jì)算電解槽熱平衡計(jì)算冶金計(jì)算冶金計(jì)算 全車(chē)間需補(bǔ)充的熱量全車(chē)間需補(bǔ)充的熱量49直流電源直流電源輔助設(shè)備的選擇輔助設(shè)備的選擇 目前，目前，電解過(guò)程可通過(guò)硅整流器或可控硅整流器獲得直流電電解過(guò)程可通過(guò)硅整流器或可控硅整流器獲得直流電源源。整流器的規(guī)格和臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)電流和電壓等條件進(jìn)行選擇整流器的規(guī)格和臺(tái)數(shù)應(yīng)根據(jù)電流和電壓等條件進(jìn)行選擇。 根據(jù)以上計(jì)算所采用的數(shù)據(jù)，電流強(qiáng)度取根據(jù)以上計(jì)算所采用的數(shù)據(jù)，電流強(qiáng)度取10000A；普通槽和；普通槽和種槽共種槽共158臺(tái)，槽電壓為臺(tái)，槽電壓為0.28V；脫銅槽；脫銅槽2個(gè)，槽壓為個(gè)，槽壓為2V；線路；線路壓降與導(dǎo)電母線長(zhǎng)度有關(guān)，一般為壓降與導(dǎo)電母線長(zhǎng)度有關(guān)，一

28、般為3-4V，這里取，這里取3V。所以車(chē)間。所以車(chē)間總電壓為：總電壓為： 0.28158+22+351.24V 根據(jù)選定的電流強(qiáng)度和計(jì)算的槽電壓，并適當(dāng)考慮富余系數(shù)根據(jù)選定的電流強(qiáng)度和計(jì)算的槽電壓，并適當(dāng)考慮富余系數(shù)后選擇整流器的規(guī)格。這里可選擇電流強(qiáng)度為后選擇整流器的規(guī)格。這里可選擇電流強(qiáng)度為12000A，輸出電，輸出電壓為壓為40-60V的硅整流器。的硅整流器。50起重機(jī)起重機(jī)輔助設(shè)備的選擇輔助設(shè)備的選擇 起重機(jī)主要用于車(chē)間內(nèi)陰、陽(yáng)極出裝槽及電解槽和其他設(shè)備起重機(jī)主要用于車(chē)間內(nèi)陰、陽(yáng)極出裝槽及電解槽和其他設(shè)備的安裝。的安裝。一般選橋式起重機(jī)一般選橋式起重機(jī)。 (1)起重機(jī)的荷重的確定。這里

29、取每塊陽(yáng)極質(zhì)量為起重機(jī)的荷重的確定。這里取每塊陽(yáng)極質(zhì)量為160kg，普通，普通槽陽(yáng)極槽陽(yáng)極42片，種板槽陽(yáng)極片，種板槽陽(yáng)極44片，陽(yáng)極吊架質(zhì)量為片，陽(yáng)極吊架質(zhì)量為400kg，則起，則起重機(jī)最大操作荷重為：重機(jī)最大操作荷重為： 160 44+4007.44 t 根據(jù)車(chē)間的配置，可選用荷重根據(jù)車(chē)間的配置，可選用荷重10t的電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)。的電動(dòng)雙梁橋式起重機(jī)。 (2)起重機(jī)臺(tái)數(shù)的確定。起重機(jī)臺(tái)數(shù)根據(jù)車(chē)間電解槽數(shù)量，陰陽(yáng)起重機(jī)臺(tái)數(shù)的確定。起重機(jī)臺(tái)數(shù)根據(jù)車(chē)間電解槽數(shù)量，陰陽(yáng)極周期及車(chē)間的配置等因素確定。極周期及車(chē)間的配置等因素確定。51加熱器加熱器輔助設(shè)備的選擇輔助設(shè)備的選擇 電解液加熱多數(shù)廠采用

30、鈦電解液換熱器來(lái)加熱電解液，部分電解液加熱多數(shù)廠采用鈦電解液換熱器來(lái)加熱電解液，部分廠仍用浮頭列管式不透性石墨熱交換器。廠仍用浮頭列管式不透性石墨熱交換器。鐵板換熱器阻力大，鐵板換熱器阻力大，應(yīng)設(shè)于電解液循環(huán)泵與高位槽之間。石墨管受震動(dòng)易損壞，位應(yīng)設(shè)于電解液循環(huán)泵與高位槽之間。石墨管受震動(dòng)易損壞，位于高位列槽之下。于高位列槽之下。其他其他 還有始級(jí)片裝配機(jī)組、翻版機(jī)、光棒機(jī)、吊架、儲(chǔ)液槽、循還有始級(jí)片裝配機(jī)組、翻版機(jī)、光棒機(jī)、吊架、儲(chǔ)液槽、循環(huán)泵、皂液槽、酸泡槽等設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)工廠的使用情況環(huán)泵、皂液槽、酸泡槽等設(shè)備，設(shè)計(jì)時(shí)可根據(jù)工廠的使用情況選取。選取。52各廠根據(jù)本廠的具體條件，以有效

31、地利用地形面積，有效地利用廠各廠根據(jù)本廠的具體條件，以有效地利用地形面積，有效地利用廠房，節(jié)約基建投資又有利于生產(chǎn)為原則，進(jìn)行銅電解車(chē)間的配置。房，節(jié)約基建投資又有利于生產(chǎn)為原則，進(jìn)行銅電解車(chē)間的配置。 電解用的直流電源整流裝置，應(yīng)該緊靠電解車(chē)間，最大限度地縮短電解用的直流電源整流裝置，應(yīng)該緊靠電解車(chē)間，最大限度地縮短輸電母線的長(zhǎng)度，減少電能的線路損失。輸電母線的長(zhǎng)度，減少電能的線路損失。 電解液的凈化工序，應(yīng)該位于電解車(chē)間附近，以免電解液的輸液管電解液的凈化工序，應(yīng)該位于電解車(chē)間附近，以免電解液的輸液管道太長(zhǎng)，造成管道內(nèi)余液冷卻結(jié)晶以致堵塞。道太長(zhǎng)，造成管道內(nèi)余液冷卻結(jié)晶以致堵塞。車(chē)間配置車(chē)間配置 車(chē)間內(nèi)部所有的設(shè)備配置，除加溫槽、集液槽外，均應(yīng)在吊車(chē)的操車(chē)間內(nèi)部所有的設(shè)備配置，除加溫槽、集液槽外，均應(yīng)在吊車(chē)的操作范圍之下，盡量減少人工搬運(yùn)。作范圍之下，盡量減少人工搬運(yùn)。 電解槽的槽列之間設(shè)有行人道。電解槽的槽列之間設(shè)有行人道。5354云南銅業(yè)電解銅生產(chǎn)車(chē)間云南銅業(yè)電解銅生產(chǎn)車(chē)間55電解銅生產(chǎn)車(chē)間電解銅生產(chǎn)車(chē)間5657