年產(chǎn)7萬(wàn)噸鋅錠的濕法煉鋅浸出車間的設(shè)計(jì)

1、第三章鋅電積工藝過(guò)程及設(shè)備計(jì)算3.1概述工業(yè)上從硫酸鋅水溶液中電解沉積鋅有三種工藝：即低酸低電流密度法（標(biāo)準(zhǔn)法）；中酸中電流密度法（中間法）和高酸高電流密度法。目前我國(guó)多采用中酸中 電流密度法的下限，低酸低電流密度法上限的電解法。表3-1為三種方法的比較。表3-1鋅電積三種工藝的比較工藝方法電解液含H 2SQ （克 / 升）電流密度（安/米2）優(yōu)缺點(diǎn)酸低電流密度法（標(biāo)準(zhǔn) 法）110-130300-500耗電少，生產(chǎn)能力小，基建投資大中酸中電流密度法（中間法）130-160500-300生產(chǎn)操作比前者簡(jiǎn)單， 生產(chǎn)能力比前者大但 比后者小基建投資小高酸高電流密度法220-3008001000甚至大

2、于1000生產(chǎn)能力大；耗電多； 電解槽結(jié)構(gòu)復(fù)雜。3.2設(shè)計(jì)任務(wù)設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力為7萬(wàn)噸鋅錠的電解設(shè)備3.3原始資料設(shè)進(jìn)入電解槽的電解液成份如表 3-2所示:表3-2 進(jìn)入電解槽的電解液成份（克 / 升）組成ZnFeCdCuCQMn（克 / 升）1200.0450.0050.00040.0054.720電解后電解廢液成份如表3-3所示表3-3 電解廢液成份（克/刑組成ZnFeCdCuCOMn（克 / 升）460.0280.0030.00020.0053.217一些技術(shù)條件及技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)志存咼遠(yuǎn) 責(zé)任為先用于制造鋅粉之鋅錠占年產(chǎn)鋅錠量的百分比，B =0.028;年工作日為330日陰極鋅熔鑄直收率n i

3、 = 97%陰極電流密度D陰=520安培槽電壓V槽=3.20伏電流效率n i = 98%陰極規(guī)格長(zhǎng)x寬x厚=1000 x 666X 4 （毫米）3.4工藝過(guò)程及設(shè)備計(jì)算物料平衡及電解槽計(jì)算陰極鋅成份的計(jì)算在電積過(guò)程中，一部分銅、鐵、鎘與鋅一齊在陰極上沉積，一升電解液得到 的陰極鋅含金屬量如表3-4所示。表3-4 一升電解液沉積的金屬量（克）組成ZnFeCdCu共計(jì)（克）64.000.0050.0020.000264.0072鉛-銀陽(yáng)極在電解過(guò)程中被腐蝕，使一部分鉛進(jìn)入到陰極鋅中。設(shè)陰極鋅含 鉛0.006%則進(jìn)入到陰極鋅中鉛的量為：6400!306=o.oo38 克100那么陰極鋅的成份如表3-

4、5所示。表3-5 陰極鋅成份組成ZnPbFeCdCu共計(jì)重量（克）64.000.00380.00500.00200.0002064.0110%99.9830.0060.00780.0030.0003100所需電解槽數(shù)量的計(jì)算（1）每日應(yīng)產(chǎn)出的陰極鋅量的計(jì)算。Qi=Q1.）噸式中：Qi-每日應(yīng)產(chǎn)出陰極鋅的數(shù)量，噸；Q -設(shè)計(jì)生產(chǎn)能力，噸鋅錠/年；B -用于制造鋅粉之鋅錠占年產(chǎn)鋅錠量的百分比，%m -年工作日，日；n -陰極鋅熔鑄直收率，%Q1=70000（1 0.°28）= 225 噸/ 日330x0.97（2）陰極有效總面積及片數(shù)的計(jì)算陰極有效總面積的計(jì)算。式中：FQD 1.2195

5、 24陰極有效總面積，米x 106 米 2Q每日產(chǎn)出的陰極鋅量，噸；D陰極電流密度，安培/米1n -電流效率，%1.2195-鋅的電化當(dāng)量，克/安培;24- 電解析出時(shí)間，小時(shí)F=225x 106=15086 米 2520 1.2195 24 0.98陰極邊上裝有塑料絕緣條，沒(méi)邊各占區(qū)陰極板寬7毫米，陰極浸沒(méi)于電解液 的深度為0.87米，則每片陰極的有效面積（按兩面計(jì)）為:陰=0.87 x( 0.666-0.007 x 2)x 2=1.13 米故共需陰極片數(shù)啤=需=13350片設(shè)一個(gè)電解槽裝陰極片32塊，則共需電解槽數(shù)為： 遷°=417個(gè)32每個(gè)電解槽的陰極總面積為：1.13x 32

6、=36.16 米 2取備用電解槽24個(gè),則一共有電解槽560個(gè)。這就可把電解槽分為兩個(gè)系 列。每個(gè)系列有280個(gè)電解槽，在每個(gè)系列中可按35個(gè)電解槽組成一組，共八 組為一系列。電解槽內(nèi)部尺寸大小的計(jì)算電解槽內(nèi)部寬度的計(jì)算。設(shè)陰極邊緣到槽壁距離為95毫米，則電解槽內(nèi)寬為：B=666+2X 95=856" 860 毫米電解槽內(nèi)部長(zhǎng)度計(jì)算。設(shè)每片陰極厚度為5毫米，每片陽(yáng)極厚度為10毫米，陰陽(yáng)極間距離為34 毫米，電極到兩端壁距離為125毫米，每個(gè)電解槽有陰極片32片，陽(yáng)極片33 片。則電解槽內(nèi)部長(zhǎng)度為：L=32X 5+33X 10+32X 2X 34+125X 2=2916毫米電解槽內(nèi)部高

7、度的計(jì)算。設(shè)槽內(nèi)液面至槽面的距離為100毫米；槽內(nèi)陰極浸入電解液的深度為 880 毫米；陰極下部端緣距槽低500毫米。則電解槽的內(nèi)高位：H=100+880+500=1480 毫米故電解槽的內(nèi)部尺寸為：長(zhǎng) X 寬 X 高=2916 X 860 X 1480 （毫米）電解槽容積（不設(shè)槽內(nèi)冷卻器）為：V槽=L X BX H = 2.916 X 0.86 X 1.48 = 3.711 米 2電解槽體的材料有木質(zhì)及鋼筋混凝土兩種。目前多采用鋼筋混凝土電解槽。 電解槽內(nèi)襯耐腐蝕的材料有：鉛皮、聚氯乙烯、環(huán)氧玻璃鋼、輝綠巖等。通過(guò)電解槽電流強(qiáng)度的計(jì)算一個(gè)電解槽的陰極總面積為36.16米2故電流強(qiáng)度1=36.

8、16 X 520 = 18803安培設(shè)富余 5.4% 貝U I=18808 X 1.054 = 19818.362 安培整流設(shè)備選擇整流設(shè)備總功率按下式計(jì)算。in, QXE"000W24 7.98 勺.2195式中：W-整流設(shè)備總功率，千瓦；Q每天應(yīng)產(chǎn)出的陰極鋅總量，噸；E-槽電壓，伏，取E=3.25伏則w 二 225 32 1000 =25102 千瓦20.91.2195系列中的電壓降為總電壓降的1-2.5%，取1.5%，則總電壓降為：280X 3.20 X（ 1+0.015） =909.44 伏選用GHS-10000/0-800硅整流器。單臺(tái)功率8000千瓦。故需整流器臺(tái)數(shù)為:2

9、5102 =3.14 臺(tái) 取 4 臺(tái) 8000每系列由2臺(tái)硅整流器供電，總電流為：10000X 2 = 20000安培 設(shè)備功率與電解槽數(shù)量要求相適應(yīng)。進(jìn)入電解槽電解液數(shù)量的計(jì)算供給一個(gè)電解槽的電解液數(shù)量可按如下計(jì)算。I q： J ： NP-P式中：Q-進(jìn)入一個(gè)電解槽的中性電解液數(shù)量，升/小時(shí); I-通過(guò)電解槽的電流強(qiáng)度，克/安培；q-鋅的電化當(dāng)量，1.2195，克/安培n -電流效率，%N-電解槽數(shù)目，個(gè)P-中性電解液含鋅量，克/升;p廢電解液含鋅量，克/升。,1880<1.219<0.98<1 ccc r 十 t故Q303.7升/小時(shí)120-46一個(gè)電解槽每天需中性電解液

10、數(shù)量為：303.7 X 24=7289升/ 天全部電解槽每天共需中性電解液數(shù)量為：7289X 417=3040米3廢電解液數(shù)量的計(jì)算一小時(shí)供中性電解液303.7升，含鋅120克/升，此時(shí)電解液比重為 因此中性電解液重量為：303 7 乂 64303.7 64 =19.437 公斤100019.437 1665.4= 4.804公斤電極反應(yīng)為:ZnSO4 + H2O Zn + H2SO4 + 1/202（直流電）析出的錳的量為:3 037 1.5100 0= 0.4 5 6公斤整流器1.258。在陽(yáng)極上析出氧量為：故共析出:19.437+4.804+0.456=24.697 公斤剩余:382.0

11、5 - 24.697 = 357.35 公斤。電解時(shí)有一部分電解液被蒸發(fā)而損失。設(shè)每平方米電解液表面每小時(shí)蒸發(fā) 損失一公斤電解液。電解液表面積為：S 槽S 極=2.508 0.328 =2.18米 2則蒸發(fā)損失為：2.18X仁2.18公斤。由于電解液飛濺液要損失一部分電解液，設(shè)為0.3%，則飛濺損失為：303.7 X 0.003=0.911 公斤損失電解液量一共為： 2.18 + 0.911 = 3.09 公斤故 從一個(gè)電解槽每小時(shí)流出的廢電解液量為：357.35 3.07 = 354.28公斤/ 小時(shí)設(shè)此時(shí)電解液的比重為1.18，則廢電解液的體積為：354 2835428 =300.24 升

12、/ 小時(shí)1.18進(jìn)入陽(yáng)極泥中各成分的計(jì)算設(shè)陽(yáng)極消耗的鉛量誒：每噸陰極鋅為1.5公斤。則析出20.173公斤鋅,消耗鉛量為：1000進(jìn)入陰極鋅中的鉛量為:20.173 0.006 =0.00012 公斤1000進(jìn)入陽(yáng)極泥中的鉛量為:0.03030.00012 = 0.03018 公斤0.03018 239 換算成 PbO 2 =0.0348公斤207（其中 Pb = 0.03018 公斤，02= 0.0462 公斤）一個(gè)電解槽沉淀的錳量為0.456公斤換算成 MnO 2 = 0.456 87 =0.721 公斤55（其中 Mn = 0.456 公斤，02=0.265 公斤）故進(jìn)入陽(yáng)極泥的總量為：

13、0.03487 + 0.721 = 0.7558公斤（其中。2 = 0.2998公斤）進(jìn)入大氣中的氧量4.8040.00465 0.265 = 4.5344公斤3410編制一個(gè)電解槽的物料平衡根據(jù)以上計(jì)算結(jié)果，編制一個(gè)電解槽的物料平衡，如表3-6所示。表3-6一個(gè)電解槽的物料平衡加入產(chǎn)出序號(hào)項(xiàng)目公斤%序號(hào)項(xiàng)目公斤%1中性液382.0599.991陰極鋅19.4375.092從陽(yáng)極進(jìn)入的鉛0.030180.012陽(yáng)極泥0.75580.1983廢電解液354.2892.724進(jìn)入大氣中的氧4.53441.195損失3.070.86誤差-0.00292共計(jì)382.08018共計(jì)382.0801210

14、03.5電解槽熱平衡計(jì)算通常以單個(gè)電解槽為基礎(chǔ)進(jìn)行計(jì)算，然后計(jì)算出全車間或一個(gè)系列電解槽在 電解過(guò)程中總的剩余熱量。電解槽熱平衡按下面式子計(jì)算。Q電流+ Q新=Q廢+ Q蒸+ Q濺+Q輻+傳+ Q余式中： Q電流 電流通過(guò)產(chǎn)生的熱量，千卡/小時(shí)；Q新 新液帶入熱量，千卡/小時(shí)；Q廢 電解廢液帶走的熱量，千卡/小時(shí)；Q蒸 電解液表面蒸發(fā)損失的熱量，千卡/小時(shí)；Q濺 電解液噴濺損失的熱量，千卡/小時(shí)；Q輻+傳 輻射、對(duì)流和傳導(dǎo)損失的熱量，千卡/小時(shí);Q余 剩余的熱量，千卡/小時(shí)。熱收入(1) 電流通過(guò)電解液產(chǎn)生的熱量Q 電流=0.239IEt X 10-3 千卡/時(shí)式中：| 通過(guò)電解槽的電流，18

15、803安培；E 為電解液、極板、陽(yáng)極泥及濃差極化的電壓降。在一般情況下,占槽電壓的20%。即卩E=3.20X 0.2 =0.64伏t 通電時(shí)間，秒，3600秒；故 Q 電流=0.239X 18803X 0.64X 3600X 10-3 =10354 千卡/時(shí)。(2) 新液帶入熱量Q新=mi ci ti 千卡/時(shí)式中：mi -單位時(shí)間進(jìn)入電解槽的新液重量，公斤/小時(shí)C1 新液比熱，千卡/公斤C;ti -加入新液的溫度，C 。從冶金計(jì)算得知，進(jìn)入電解槽的新液量為：382.05公斤/時(shí)。電解液配液采用大循環(huán)方式進(jìn)行，新液：廢液=1:5，要求混合后進(jìn)入電解槽新液溫度為 35C， 此時(shí)電解液的比熱為：0

16、.78千卡/公斤C。Q 新=382.05X 0.78X 35=10430 千卡 /時(shí)Q 收=10430+10354=20784千卡 / 時(shí)。熱支出(1) 廢電解液帶走的熱廢電解液為354.28公斤/小時(shí)，設(shè)廢電解液溫度為40C，此時(shí)電解液的比 熱為0.8千卡/公斤C,則Q 廢=354.28 X 40X 0.8=11337千卡/時(shí)(2) 電解液表面蒸發(fā)損失的熱Q蒸=S 液表面 X W X q 汽式中：S液表面-電解槽中電解液有效表面積，米2;已求出S液表面=2.18米2; W- 電解液表面蒸發(fā)損失的水量，公斤/米2 時(shí)。根據(jù)銅電解液中水的蒸發(fā)量與溫度的關(guān)系可確定40C時(shí)電解液?jiǎn)挝槐砻嬲舭l(fā)的水量W

17、= 1.公斤/米2 時(shí)；q汽 40 C時(shí)水的汽化潛熱為578千卡/公斤。故 Q 蒸=2.18 X 1.0 X 578 = 1260.04 千卡/ 時(shí)。(3) 電解液飛濺損失的熱量為：0.911公斤故 Q 濺 0.911 X 40X 0.8 =29.2 千卡/ 小時(shí)。(4) 輻射、對(duì)流和傳導(dǎo)損失的熱11Q 輻+傳=-(Q 蒸 + Q 濺)=丄(1260.04+29.2 ) =143.2 千卡/ 時(shí)99Q 支=11336+1260.04+29.152+143.2=12768.4剩余熱Q 剩=21108-12768.4=8339.6 千卡/ 時(shí)根基計(jì)算結(jié)果，編制熱平衡表如表 3-7所示。表37鋅電解

18、槽熱平衡熱收入熱支 出序號(hào)名稱千卡%序號(hào)名稱千卡%1電流產(chǎn)生熱10515.850.341廢液帶走熱1133654.742新液帶入熱1043049.662電解液蒸發(fā)損失熱八、1260.045.83電解液飛濺損失熱八、29.1520.144輻射、對(duì)流、傳 導(dǎo)損失熱143.20.665剩余熱8339.638.65共計(jì)20945.8100共計(jì)20945.8100計(jì)算可知：鋅電解槽中熱量大大過(guò)剩。因此電解液必須冷卻。鋅電解液冷卻方法有以下幾種：（1）槽內(nèi)冷卻；（2）真空蒸發(fā)冷卻；（3）冷卻塔冷卻。表3-8為各種冷卻方法的適用條件及優(yōu)缺點(diǎn)。冷卻方式的的選擇，需根據(jù)工廠的生產(chǎn)規(guī)模、電流強(qiáng)度、循環(huán)方式、溫度要

19、 求、氣候條件和供水條件等因素，經(jīng)多方案比較確定，可選擇其中的一種或兩種 方式相結(jié)合的方案。我國(guó)株洲冶煉廠原來(lái)才用真空蒸發(fā)冷凍機(jī)冷卻電解液，實(shí)踐表明，每年耗費(fèi)蒸汽13萬(wàn)噸，電力320萬(wàn)度和循環(huán)冷卻水2584萬(wàn)立方米。據(jù)報(bào)道，該廠1980 年起試建一臺(tái)50平方米空氣冷卻塔，取得了滿意的經(jīng)濟(jì)效益?，F(xiàn)在已改用空氣 冷卻塔來(lái)冷卻電解液，改造后，每年節(jié)約標(biāo)準(zhǔn)煤18000噸，節(jié)約經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)220萬(wàn)元。經(jīng)濟(jì)效益顯著?？梢?jiàn)，方案的選擇是至關(guān)重要的。表3-8鋅電解液各種冷卻方式比較冷卻方式槽內(nèi)冷卻真空蒸發(fā)冷卻冷卻塔冷卻適用條件生產(chǎn)規(guī)模小，電流強(qiáng) 度小，一般為小循環(huán)， 供水充足，水溫低（一 般為地下水）。生產(chǎn)規(guī)模

20、大，電流強(qiáng)度大，大 循環(huán)，建廠地區(qū)氣溫高，濕度 大。生產(chǎn)規(guī)模大，電流強(qiáng) 度大，大循環(huán)，建廠 地區(qū)氣溫低，濕度 小,供水困難，水價(jià) 高。優(yōu)點(diǎn)設(shè)備制造簡(jiǎn)單，容易 上馬；不需單獨(dú)管理；不受地區(qū)氣候條件限制，能保證電解液達(dá)到較低溫度；電解設(shè)備制造比較簡(jiǎn)單； 投資少；不消耗水和無(wú)動(dòng)力消耗。槽利用系數(shù)大；由于蒸發(fā)時(shí)帶 走水份，克增加洗渣水量，降 低渣中水溶鋅；提咼鋅直收 率，降低酸耗。便于自動(dòng)控制。蒸汽；經(jīng)營(yíng)費(fèi)低；可蒸發(fā)部分水份。缺點(diǎn)間接熱交換，水消耗 量大；受地區(qū)氣象條 件限制；電解槽利用 系數(shù)??；消耗有色金 屬。設(shè)備制造復(fù)雜；蒸汽和水消耗 量大；投資大能耗高；經(jīng)營(yíng)費(fèi) 用咼；需經(jīng)常清理結(jié)垢物。受地區(qū)氣溫

21、和濕度 限制較嚴(yán)重，當(dāng)電解 液溫度接近或超過(guò) 空氣濕球溫度，不能 采用。第四章電解經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)4.1主要設(shè)備選擇電解槽（1）結(jié)構(gòu)形式和內(nèi)襯防腐材料的選擇電解槽一般為鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)的長(zhǎng)方形槽體，其出液端設(shè)有溢流堰和溢流 咀。當(dāng)采用鉛或塑料時(shí)，底部應(yīng)留檢漏孔。電解槽通常為預(yù)制。槽與槽間應(yīng)留 20-40毫米絕緣縫，槽壁與樓板間留有 80-120毫米絕緣縫，電解槽低于支撐梁 之間應(yīng)置有絕緣瓷瓶或瓷磚。電解槽的內(nèi)襯防腐材料，通常的有鉛板、塑料和環(huán)氧玻璃鋼等；近年來(lái)有的 廠試用無(wú)內(nèi)襯輝綠巖鋼筋混凝土電解槽。電解槽內(nèi)襯防腐材料及使用情況見(jiàn)表4 1。表51鋅電解槽內(nèi)襯防腐材料及使用情況內(nèi)襯防腐材料鉛板聚氯乙烯

22、環(huán)氧玻璃鋼輝綠巖內(nèi)襯瀝青麻布或?yàn)r 青毛氈或?yàn)r青 馬蹄脂隔離 層，襯35毫 米鉛皮隔離層冋左，內(nèi) 襯3-5毫米軟聚 氯乙烯板，側(cè)壁 或底部應(yīng)加設(shè)軟 或硬聚氯乙烯保 護(hù)板一底四布一面。一純 環(huán)氧樹(shù)脂為最好，也 可摻入少量煤焦油 或呋喃樹(shù)脂，側(cè)壁和 底部加設(shè)塑料保護(hù)板施工質(zhì)量好，不需 內(nèi)襯，新槽發(fā)現(xiàn)滲 漏時(shí)可加襯1-2層環(huán)氧玻璃布或呋 喃樹(shù)脂膠泥抹面外部防腐端壁：瀝青馬蹄脂5-10毫米側(cè)壁：瀝青馬蹄脂2-4毫米端壁：3毫米聚氯乙烯軟板端壁：一底二布一面?zhèn)缺冢憾投鏌o(wú)防腐層8造價(jià)（元/米）800-1100400-500400-500200-300壽命（年）約55-8約5話量好5年以上，質(zhì)量差2-3年

23、優(yōu)缺點(diǎn)施工簡(jiǎn)便，易 發(fā)生鉛板砂眼 穿孔，檢漏困 難，消耗大量 有色金屬，有 微量鉛溶解， 影響陰極鋅質(zhì) 量，但修補(bǔ)容 易施工簡(jiǎn)便，防腐 性能好，修補(bǔ)容 易，使用時(shí)間長(zhǎng) 后易老化變形， 無(wú)保護(hù)板側(cè)壁被極板碰破施工較復(fù)雜，不能從 外部檢漏，使用時(shí)間 長(zhǎng)后有龜裂現(xiàn)象，環(huán) 氧樹(shù)脂供應(yīng)困難，耐 腐蝕性能好，修補(bǔ)容 易，無(wú)保護(hù)板襯里，易被極板碰破槽體施工困難，抗 滲性尚未解決，干 濕變化易龜裂，目 前處于試用階段經(jīng)比較決定我廠電解槽內(nèi)襯防腐材料選用聚氯乙烯(2) 陰極、陽(yáng)極的選擇陰極：陰極由極板、導(dǎo)電棒、導(dǎo)電片和絕緣條組成。極板規(guī)格根據(jù)生產(chǎn)規(guī)模和材料 供應(yīng)情況而定，我廠陰極為高1000毫米，寬666毫米，

24、厚4毫米的鋁板。導(dǎo)電 棒用鋁澆鑄而成，吊環(huán)采用與導(dǎo)電棒一次澆鑄成的鋁吊環(huán)， 以便于廢舊極板的回 收，板棒間可全部焊接或鑄焊結(jié)合。導(dǎo)電片用銅鋁對(duì)焊導(dǎo)電片、鋁板端與導(dǎo)電棒 直接焊接，以減少其接觸電壓降。絕緣條使用粘接聚乙烯條，粘接質(zhì)量好可以與 陰極同壽命。陰極的數(shù)量除裝槽外，應(yīng)有一定的備用量，約為裝槽數(shù)量的15%-20%陽(yáng)極：陽(yáng)極由鉛銀合金板、導(dǎo)電棒和絕緣器組成。鉛銀合金板有壓延和鑄造兩種： 壓延板強(qiáng)度大，壽命長(zhǎng)；鑄造板制造方便，重量輕，但壽命較短。我廠選用壓延 板。板面可制成格網(wǎng)式，格網(wǎng)式雖強(qiáng)度差，易彎曲，但增大了陽(yáng)極面積，降低了 陽(yáng)極電流密度，重量輕。板面尺寸比陰極小些，沉沒(méi)于電解液中的各邊比

25、陰極小 20毫米，為高980毫米，寬620毫米，厚6毫米。導(dǎo)電棒為斷面1214X40 46毫米的紫銅板，先經(jīng)鍍錫，再外包鑄 2-3毫米厚的鉛。鑄造陽(yáng)極可同時(shí)澆鑄， 壓延陽(yáng)極時(shí)先鑄好棒后焊接。用橡膠絕緣器。陽(yáng)極的備用數(shù)量為裝槽數(shù)的5-10%新液貯槽和電解廢液貯槽為穩(wěn)定生產(chǎn)，需貯存一定量的新液和電解廢液，通常兩者貯量相同，我廠按 每天溶液消耗量的40-60%或8-16小時(shí)貯備。貯槽槽體為鋼筋混凝土搗制或鋼板焊接。電解廢液貯槽為鋼筋混凝土搗制內(nèi) 襯采用環(huán)氧玻璃鋼。新液貯槽采用鋼板槽不需內(nèi)襯。表5-2為我廠鋅電解車間溶液貯槽設(shè)計(jì)使用情況。溶液輸送泵鋅電解車間的溶液有新液和電解廢液。 新液無(wú)腐蝕性，可選

26、用普通材料的清 水離心泵。電解廢液含硫酸約10%應(yīng)選用耐腐蝕離心泵。備用率取 30-40%。橋式起重機(jī)由于電解出裝槽作業(yè)頻繁，我廠屬中型廠應(yīng)選用帶操縱室的重級(jí)工作制 (JC=40%雙梁式起重機(jī)。為安全著想起重機(jī)的絕緣設(shè)施，采用大車、小車和吊 鉤三道絕緣。起重量 一吊裝最大重量物件為準(zhǔn)，我廠為中型車間應(yīng)選用3噸?？缍?按車間配置而定，中型車間廠房跨度12米，起重機(jī)跨度可選10.5 米。起重高度 結(jié)合廠房高度而定應(yīng)為12米。起重機(jī)臺(tái)數(shù)為每?jī)闪须娊獠郯惭b1臺(tái)。表4-2我廠鋅電解槽及陰極、陽(yáng)極規(guī)格項(xiàng)目單位所設(shè)計(jì)廠i、n系列n系列電解槽：槽數(shù)個(gè)504252長(zhǎng)毫 米28182818寬毫 米860860深毫

27、 米14701470防腐材料軟聚氯乙烯軟聚氯乙烯裝槽最大極板數(shù)：陰極陽(yáng)極片/槽32323333陰極：長(zhǎng)毫 米10001000寬毫 米毫米666666厚米2/片44有效面積公斤/片1.13-1.161.13-1.16重量10.2-10.510.2-10.5絕緣材料聚乙烯聚乙烯陽(yáng)極：長(zhǎng)毫 米975975寬毫 米620620厚毫 米66重量公斤/片46 （鑄造網(wǎng)格板）46 （鑄造網(wǎng)格板）絕緣材料聚乙烯聚乙烯4.2輔助設(shè)備（一）掏槽裝置及陽(yáng)極泥處置1. 工藝流程電解槽中陽(yáng)極泥的清理，采用機(jī)械處理。目前多采用真空抽取法。2. 設(shè)備選擇和配置要求（1） 真空設(shè)備 可選用SZ-3或SZ-4型水環(huán)式真空泵1臺(tái)

28、。其技術(shù)參數(shù)： 抽氣量6080公斤/時(shí)；吸氣壓力200250毫米汞柱；排出壓力 780800 毫米汞柱，當(dāng)工作蒸汽壓力為3、4、5、6公斤/厘米2時(shí)，相應(yīng)的蒸汽消耗 量為 900、600、450、350 公斤 / 時(shí)。（2）真空泵可低位安裝。真空泵與受液器之間設(shè)置氣水分離器。（3）受液器 容積為12米2不銹鋼制作，其直徑與高度比為1: 23。 安裝標(biāo)高應(yīng)在67米以上，以便陽(yáng)極泥漿連續(xù)放出。（4）液封槽 槽體用鋼筋混凝土制作，內(nèi)襯環(huán)氧玻璃鋼制作。槽容積約12米I安裝時(shí)應(yīng)保持與受液器凈高差大于 67米。4.3. 技術(shù)操作條件及質(zhì)量要求1）熔鉛鍋溫度控制：加氯化銨時(shí) 大于700。C;加銀粉時(shí) 820

29、850。C;澆注時(shí)680丿 700。Co鉛液成分：Pd 99% Ag 1%。為防止銀粉熔化和分布不均勻，可以先在小坩堝中將鉛液（ 8001000）和 銀錠（或銀粉）配制成含銀較高的鉛銀合金（含銀約為 30%,然后再熔鉛鍋 中加電鉛熔化成含鉛99%銀1%勺鉛液進(jìn)行澆鑄。也有時(shí)是在鉛水溫度 800。 C以上時(shí)直接加入銀粉，攪拌均勻后進(jìn)行澆鑄。2 ）鑄板和鑄棒要求外觀平整，無(wú)飛邊毛刺，鑄板無(wú)空洞，尺寸符合要求。導(dǎo)電棒的銅 棒先經(jīng)鍍錫，再包鑄3毫米厚鉛。3 ）壓延和剪板（壓延陽(yáng)極）坯錠外形尺寸為450X 370 X 40毫米，厚度均勻，表面不現(xiàn)藍(lán)色，不夾渣。 錕壓要求：最終厚度6毫米，無(wú)殘缺和裂紋。剪

30、板要求：尺寸誤差小于5毫米。4 ）銅棒酸洗鍍錫洗液配比：硝酸：水=1: 34。酸洗質(zhì)量要求：銅棒顯露金屬光澤。鍍錫：溫度300400°C,浸泡時(shí)間1020分。4.4. 陽(yáng)極使用設(shè)備以下表為年產(chǎn)7萬(wàn)噸電鋅廠陽(yáng)極（澆鑄）制造所用設(shè)備。陽(yáng)極（澆鑄）制造所用設(shè)備名稱規(guī)格或性能單位數(shù)量熔鉛鍋直徑1200毫米個(gè)1陽(yáng)極模鑄鋼加工，對(duì)開(kāi)2片模尺寸:1127 X 720 X 6毫米臺(tái)1剪板機(jī)刀片長(zhǎng)1000毫米臺(tái)1酸洗槽1300 X 600 X 420毫米，鋁板焊?jìng)€(gè)1鍍錫鍋內(nèi)部尺寸:1040 X 380 X 145毫米鋼板焊接，電阻絲加溫個(gè)1煤氣鼓JN6-3-18型，風(fēng)量18米3/分個(gè)1風(fēng)機(jī)排風(fēng)機(jī)4-6

31、2-11，N5A臺(tái)1陽(yáng)極棒模鑄鋼加工模尺寸:944 X 57 X 18毫米臺(tái)1電動(dòng)葫蘆TV-0.5型，起重量 0.5噸，起重高度 6米臺(tái)14.5陰極制造一般委托外廠加工，大型工廠可自制，以一個(gè)工廠為例說(shuō)明。1. 技術(shù)操作條件及質(zhì)量要求(1) 熔鋁反射爐爐溫控制：熔化800850。C;澆鑄7508509。質(zhì)量要求：鋁板放正，偏角小于1.5。；板棒結(jié)合緊密，導(dǎo)電棒飽滿平滑。(2) 剪板沖孔剪板：長(zhǎng)度誤差10毫米，Q3寬度誤差5毫米，垂直度100: 1。沖孔：長(zhǎng)邊68孔，短邊45孔。(3) 粘邊鋁板加熱溫度：約300。C;聚乙烯條加熱溫度：100150。C (半熔狀態(tài)); 粘壓時(shí)間：1520分。4.

32、6陰極使用設(shè)備以下為年產(chǎn)7萬(wàn)噸電鋅廠陰極制造所用設(shè)備名稱規(guī)格或性能單位數(shù)量熔鋁反射爐n熔池容量1.85噸，面積2.2米2臺(tái)1鑄模尺寸：944 X 46 X 14毫米，共12塊臺(tái)1沖剪兩剪板圓形刀片直徑 150毫米；沖頭方形刀片，沖程40毫米臺(tái)1用機(jī)沖孔機(jī)孔徑直徑6.5毫米，沖程20毫米臺(tái)1電阻爐內(nèi)部尺寸：1300 X 920 X 800毫米，裝21片，功率32千瓦臺(tái)1粘邊機(jī)直徑3000毫米，上下兩層，冋時(shí)粘8片臺(tái)1乙炔發(fā)Q-3型，發(fā)生量3米3/時(shí)，乙炔壓力0.451大氣壓臺(tái)1生器4.7配置說(shuō)明（一）配置說(shuō)明1. 車間配置（1）主廠房占地面積與生產(chǎn)能力的關(guān)系，下表為一些鋅電解廠房占地面 積和生產(chǎn)

33、能力關(guān)系。廠別占地面積（米2）陰極鋅生產(chǎn)能力（噸/日）單位占地面積陰 極鋅產(chǎn)量（公斤/日.米2）1669629742.62115459.751.732432.9712.34 （新建車間）94037.740烏斯契卡明諾哥 爾斯克鋅廠（蘇）510021442列寧諾哥爾斯克688522432.5鋅廠（蘇）（2）作業(yè)場(chǎng)占地面積 作業(yè)場(chǎng)包括陰極鋅片沖洗、剝離，陰極板清刷，陰 陽(yáng)極準(zhǔn)備等操作的占地面積。下表為一些工廠作業(yè)場(chǎng)占地面積與生產(chǎn)能力。一些工廠作業(yè)場(chǎng)占地面積與生產(chǎn)能力廠別作業(yè)場(chǎng)占地面積陰極鋅生產(chǎn)能力（噸/單位產(chǎn)量需作業(yè)場(chǎng)面積（米/（米2）日）噸.日）121302977.2253059.78.9310

34、82.9736.4432437.78.6一般大、中型工廠的作業(yè)場(chǎng)可考慮取 7.28.9米2/噸.日。（3）車間配置與電路車間配置涉及直流供電電路，應(yīng)力求節(jié)約導(dǎo)電板材料和減少電路電壓降。國(guó)外有一種方案由2530個(gè)電解槽組成一列，再由數(shù)列槽組成單獨(dú)分開(kāi)供 電的系列。每一系列第一列的端槽陽(yáng)極導(dǎo)電板和最后一列的端槽陰極導(dǎo)電板 與整流站來(lái)的導(dǎo)電母線連接，配置比較緊湊，廠房占地面積小，節(jié)約導(dǎo)電板 并減少線路電壓降。每列槽上需制一臺(tái)特制平臺(tái)吊車，廠房跨度較大，結(jié)構(gòu) 比較復(fù)雜。為克服上述困難，可采取類似此方案，由較少列數(shù)（26）電解槽組成供電系列。2. 電解槽的配置電解槽的配置與采用的出裝槽設(shè)備有關(guān)。國(guó)內(nèi)普遍

35、采用電動(dòng)橋式起重機(jī)， 起重量35噸，跨度10.511米。根據(jù)電解槽的長(zhǎng)度，槽列之間的距離， 槽壁與槽墻之間距離的要求，采取兩列槽為一單元的配置方案，并由若干單 元組成一個(gè)系列（供電回路）。大、中型工廠每列槽數(shù)可取 2550個(gè)，小于 25槽則不經(jīng)濟(jì)，大于50槽則作用于相鄰兩列之間對(duì)稱兩槽的電壓過(guò)大，對(duì) 操作不安全，距離過(guò)長(zhǎng)，起重機(jī)負(fù)荷增大，設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)也不安全。槽列之間及電解槽與墻壁之間的距離：相鄰兩列電解槽之間距離為2.02.7米。大、中型工廠應(yīng)大于2.5米， 小型工廠可取2米。電解槽與廠房墻壁之間的距離為1.52.5米，大、中型工廠應(yīng)大于2米, 小型工廠可取1.5米。電解槽安裝高度：電解槽一般安

36、裝于基柱的橫梁上，電解槽槽面高出樓面約0.60.7米。3. 作業(yè)場(chǎng)位置作業(yè)場(chǎng)的位置不宜設(shè)置在相鄰兩系列槽之間，而應(yīng)設(shè)置于每系列的一端。4. 廠房標(biāo)高鋅電解廠房一般為兩層，主要作業(yè)在二樓進(jìn)行。二層樓面標(biāo)高為3.54.0 米，大、中型工廠可取3.8米以上。廠房高度應(yīng)根據(jù)出裝槽設(shè)備、作業(yè)場(chǎng)內(nèi)空氣中酸霧含量及通風(fēng)要求確定。一般大、中型廠電解槽槽面至屋架梁下弦為 812米，小型工廠，如陰極電 流密度小，可低于此數(shù)之下限。5. 廠房跨度廠房跨度系根據(jù)電解槽長(zhǎng)度及有關(guān)距離確定，并需與選用起重機(jī)的跨度相 適應(yīng)。當(dāng)采用兩列槽為一單元的配置方案時(shí)，廠房跨度可取9、10、12、15米。6. 電解廢液中間貯槽及輸液泵

37、房的配置電解槽中排出的電解廢液應(yīng)集中輸出。電解廢液中間貯槽及輸液泵房應(yīng)于 電解主廠房分開(kāi)叉緊靠廠房，其位置可在兩系列的中間。第五章廠址選擇與論證廠址選擇對(duì)工業(yè)企業(yè)的建設(shè)速度、建廠投資、生產(chǎn)發(fā)展、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保 護(hù)及工農(nóng)關(guān)系等具有重要意義。5.1 選址原則1、節(jié)約土地是我國(guó)的基本國(guó)策；2、必須服從于當(dāng)?shù)匾?guī)劃和城市建設(shè)總結(jié)規(guī)劃要求；3、有得于節(jié)約投資，降低造價(jià)，提高經(jīng)濟(jì)效益；4、要全面的規(guī)劃，合理的工業(yè)布局；5、注意環(huán)境保護(hù)和生態(tài)平衡，保護(hù)名勝古跡；6、有利于生產(chǎn)、交通施工、方便生活；7、有良好的交通運(yùn)輸、水、電、燃料以及輔助材料的供應(yīng)條件；5.2選址注意問(wèn)題1工業(yè)布局問(wèn)題 建設(shè)一座有色冶金廠，

38、對(duì)全國(guó)的工業(yè)布局、一個(gè)區(qū)或一 個(gè)城市的合理發(fā)展、個(gè)工業(yè)區(qū)之間的經(jīng)濟(jì)協(xié)調(diào)以及農(nóng)業(yè)發(fā)展等起著重要作用，應(yīng)根據(jù)工業(yè)布局“大分散、小集中、多搞小城鎮(zhèn)”的方針，按“工農(nóng)結(jié)合，城鄉(xiāng)結(jié) 合，有利生產(chǎn)，方便生活”的原則，進(jìn)行廠址選擇和居住區(qū)規(guī)劃，使之符合工業(yè) 布局總體規(guī)劃及城市建設(shè)規(guī)劃的要求。2 原材料供應(yīng)及交通運(yùn)輸條件有色金屬冶煉是連續(xù)性的，物料吞吐量一般較大，大型冶煉廠每晝夜要處理數(shù)千噸物料， 產(chǎn)處數(shù)百噸至數(shù)千噸產(chǎn)品。例如， 每年產(chǎn)量為40萬(wàn)t的氧化鋁廠，晝夜貨運(yùn)量可達(dá)810千噸以上；銅和鉛鋅企業(yè) 的貨運(yùn)量，按每噸產(chǎn)品計(jì)算，分別為1520噸和510噸，如年產(chǎn)9萬(wàn)噸陽(yáng)極銅、 3436萬(wàn)噸硫酸的某冶煉廠，每年

39、運(yùn)輸量為172萬(wàn)噸，按每噸銅計(jì)，運(yùn)輸量達(dá)19 噸?？梢?jiàn)運(yùn)輸量是非?？捎^的，如不及時(shí)“吞吐”。勢(shì)必影響生產(chǎn)，因此在選擇 廠址時(shí)，必須充分考慮交通運(yùn)輸問(wèn)題。為了減少運(yùn)輸費(fèi)用，在保證良好的運(yùn)輸條 件下，應(yīng)使廠址盡可能接近原材料基地和銷售市場(chǎng)。 我國(guó)銅、鉛、鋅、錫的生產(chǎn)， 50鳩上的產(chǎn)量靠近原材料基地，有的還組成了采、選、冶聯(lián)合企業(yè)。3. 供水供電條件 有色冶煉廠一般是大量用水和耗電多的企業(yè)。 列入某廠在志存咼遠(yuǎn) 責(zé)任為先 煉銅和制酸過(guò)程中，日耗新水兩27.8萬(wàn)噸，其中每噸粗銅耗水量大400650噸; 濕法煉鋅廠每廠一噸粗銅耗水量達(dá) 300400噸；某燒結(jié)法氧化鋁廠，根據(jù)設(shè)計(jì)數(shù) 據(jù)，每噸氧化鋁耗新水2

40、5噸，耗循環(huán)水95噸。耗電量則隨產(chǎn)品和方法而異，如 生產(chǎn)一噸電銅耗電10001300kwh，生產(chǎn)一噸電鋅耗電 30006000kwh,生產(chǎn)一 噸鋁錠耗電1500020000 kwh,建設(shè)一座年產(chǎn)10萬(wàn)噸鋁錠的電解鋁廠，需要 一座容量為25Xl0%kw左右的發(fā)電站作保證。因此希望廠址附近有充分的水源 和電源。4. 環(huán)境保護(hù)和節(jié)約用地問(wèn)題有色冶金生產(chǎn)特點(diǎn)之一是無(wú)一例外的產(chǎn)出大量造成環(huán)境污染的“三廢”物質(zhì)，除必須有完善的“三廢”治理工程設(shè)計(jì)外，在 選擇廠址時(shí)，必須盡量考慮在主導(dǎo)風(fēng)向和主要水流的下游位置，安排好“三廢” 處理場(chǎng)地和廢渣堆放場(chǎng)地，要有良好的自然通風(fēng)條件，并應(yīng)考慮廠址附近居民點(diǎn)， 城市發(fā)展

41、規(guī)劃。農(nóng)牧漁業(yè)及旅游勝地，自然保護(hù)區(qū)等問(wèn)題。我國(guó)是農(nóng)業(yè)大國(guó)，人 口多，土地相對(duì)較少，耕地也較少。我國(guó)土地總面積約9.6 X 10X2 m2,人均為8.93 X 10A2 m,遠(yuǎn)低于世界人均量 3.2 X 10A4 m ；耕地約1 X 10A12 m,人均量 約為9.33 X 10A2 m,約為世界人均量的30%因此在選擇廠址時(shí)，必須節(jié)約用 地，不占或少占耕地，不拆或少拆建筑物，盡可能選擇荒山野嶺或坡地建廠。5. 廠址的工程地質(zhì)及水文地質(zhì)條件 冶煉廠的土建投資是相當(dāng)大的，廠址地 震等級(jí)不同會(huì)對(duì)建筑結(jié)構(gòu)及基礎(chǔ)工程的投資帶來(lái)很大影響， 因此廠址不能選在發(fā) 震斷層地區(qū)和基本烈度為9級(jí)以上的地震區(qū)。此外

42、，所選廠址的地耐力應(yīng)不低于 147.1196.1kpa，地下水位最高也要低 于基礎(chǔ)底面0.5m，廠址最低洼處要高于歷年最高洪水位 0.5m以上；不能選在厚 度較大的U級(jí)自重濕陷性黃土地區(qū)和有泥石流或滑坡等危害的山區(qū)， 廠址地下不 宜有有用礦物礦藏或已開(kāi)采的礦坑和溶洞等。6. 廠址的協(xié)作條件 冶煉廠一般是機(jī)械化自動(dòng)化水平較高的現(xiàn)代化企業(yè)，為保證生產(chǎn)順利進(jìn)行，必須有充足的設(shè)備及備品備件供應(yīng)， 要有強(qiáng)有力的機(jī)械加工 和維修能力。若廠址附近具備這些條件，便可發(fā)揮專業(yè)化協(xié)作的優(yōu)越性，減少輔 助設(shè)施投資和降低生產(chǎn)成本。工廠在建設(shè)過(guò)程中的施工條件諸如磚瓦、沙石、石灰、水泥木材等能否就地取材，施工力量和施工場(chǎng)

43、地是否具備等， 都對(duì)建設(shè)進(jìn)度 起著一定的作用。在選擇廠址時(shí)，應(yīng)該充分考慮長(zhǎng)治附近是否具備這些條件，那種片面強(qiáng)調(diào)“小而全”不重視專業(yè)化協(xié)作的做法是不恰當(dāng)?shù)?，甚至是錯(cuò)誤的。然而，在具體確定廠址時(shí)，并不是每項(xiàng)條件都能滿足要求，只能考慮一些主要因素。 例如，耗電量極大的電解鋁廠，首先就應(yīng)考慮建在水電資源豐富并又足夠電力供 應(yīng)的地區(qū)；物料“吞吐”大的氧化鋁廠，首先就要考慮建在鋁土礦資源豐富和交 通運(yùn)輸條件較好的地區(qū)等等。在擬建一個(gè)新的有色冶煉廠往往要到工廠廠址的選擇問(wèn)題，廠址的選擇是有色冶志存咼遠(yuǎn)責(zé)任為先煉在設(shè)計(jì)中的主要任務(wù)之一，也是工業(yè)項(xiàng)目可行性研究中不可缺少的主要環(huán)節(jié)。廠址選擇所涉及的范圍很廣，廠址

44、選擇恰當(dāng)與否，不公關(guān)系到建廠的總投資 費(fèi)用，施工條件的好壞，建設(shè)周期的長(zhǎng)短，工廠能否近期投產(chǎn)，而且對(duì)建設(shè)和發(fā) 展都有很大的關(guān)系，并且對(duì)工廠及本地區(qū)其它工廠的生產(chǎn)，居民的衛(wèi)生條件有很 大的影響，廠址的選擇是一項(xiàng)極為重要和復(fù)雜的工件，它是到政治，經(jīng)濟(jì)技術(shù)， 黨的方針政策和政府法令的綜合性工作，必須給予高度的重視，認(rèn)真對(duì)待。第六章設(shè)備設(shè)計(jì)計(jì)算制圖第七章勞動(dòng)定員配置原則：對(duì)生產(chǎn)崗位的定員主要是指崗位的性質(zhì)和勞動(dòng)數(shù)量來(lái)選定。不同素質(zhì)的勞動(dòng)人員應(yīng)有不同的崗位配置，做到用其所長(zhǎng)，避其所短，優(yōu)化組合。各車間的管理 應(yīng)按車間總?cè)藬?shù)5%|定。鋅電解車間工人大部分在高溫、灰塵多的環(huán)境下工作， 一般采取68小時(shí)工作時(shí)間。本設(shè)計(jì)確定電解車間的全員勞動(dòng)生產(chǎn)率為350噸/年人。因年產(chǎn)70000t電解鋅。故車間定員人數(shù)為 70000/350 = 200崗位分類與定員：見(jiàn)表8-1，8-2，表8-1車間領(lǐng)導(dǎo)機(jī)構(gòu)及車間辦公室機(jī)構(gòu)表