年產(chǎn)16萬噸陰極銅銅電解車間設(shè)計說明

1、 PAGE101 / NUMPAGES118本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計（論文）冶金與化學(xué)工程學(xué)院 冶金工程專業(yè) 級（2013屆）班 學(xué)生 題 目：年產(chǎn)16萬噸電銅電解車間設(shè)計原始依據(jù)：本設(shè)計是在原貴溪冶煉廠三系統(tǒng)ISA電解精煉銅車間的基礎(chǔ)上設(shè)計，利用實習(xí)期間所搜集到數(shù)據(jù)以與廠教員的指導(dǎo)，根據(jù)冶金物料平衡計算設(shè)計一座年產(chǎn)16萬噸電解車間。查閱一些有關(guān)車間設(shè)計以與冶金方面的資料。原始數(shù)據(jù):產(chǎn)量要求：年產(chǎn)量為16萬噸陽極成分（表1）：表1 陽極成分表元素CuAsSbBiNiFePb含量99.410.0350.0350.010.2450.0040.09元素SeTeAuAgSZn其它含量0.0450.043

2、0.0020.0670.0030.001電解銅回收率：99.8%； 電銅品位：99.9935%；殘極率：15%主要容和要求： 1.設(shè)計說明書；應(yīng)包含如下容：設(shè)計概述；廠址的選擇與論證；工藝流程的選擇與論證；技術(shù)條件的選擇與論證；經(jīng)濟指標的選擇與論證；冶金計算；主要設(shè)備的選擇與計算；車間環(huán)保與三廢處理、技術(shù)經(jīng)濟的簡要分析。2.圖紙；繪制車間平面配置和立面配置圖(0#圖紙)、設(shè)備連接圖（1#圖紙），電解槽結(jié)構(gòu)圖（1#圖紙）。主要（技術(shù)）要求：1寫實習(xí)報告一份。2用CAD繪制設(shè)備圖和至少一手工圖紙。3完成設(shè)計說明書一篇。4翻譯外文資料一篇。5. 小論文一篇。日程安排：第4周 查閱文獻資料，翻譯一篇英

3、文資料，寫出文獻綜述第5周 提交開題報告，確定合理工藝流程，應(yīng)用相關(guān)知識進行必要計算第6周 完成概述和廠址的選擇與論證第7周 完成工藝流程、技術(shù)條件和經(jīng)濟技術(shù)指標的選擇與論證第8周 完成電解和凈液工段的冶金計算與物料衡算第9周 完成主要設(shè)備選型計算和車間配置與安排第10周 完成車間環(huán)保和技術(shù)經(jīng)濟分析與評價第11周 完成工藝流程圖或設(shè)備連接圖和電解槽結(jié)構(gòu)圖第12周 完成車間平面和立面配置圖第13周 初步完成設(shè)計說明書第14周 修改設(shè)計說明書、編輯論文第15周 老師評閱設(shè)計、學(xué)生準備答辯第16周 畢業(yè)答辯主要參考文獻：1 朱祖澤、賀家齊.現(xiàn)代銅冶金學(xué)M. ：科學(xué)，20032 蔡祺風(fēng).有色冶金工廠設(shè)

4、計基礎(chǔ)M.：冶金工業(yè)，1991：6571 3 國發(fā).重金屬冶金學(xué)M.：冶金，20104重有色金屬冶煉設(shè)計手冊編寫組.重有色金屬冶煉設(shè)計手冊（銅鎳卷）M. 北京：冶金工業(yè)，19965 素平.永久陰極銅電解技術(shù)述評J.2000，3(20):12186 欣. 銅電解新技術(shù)的應(yīng)用J.2008，29(4):97 公建. 淺談銅電解生產(chǎn)過程中降低槽電壓的途徑J，2010，29（3）：71728道德.大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程（冶金、選礦、化工分冊）M.：中南大學(xué)出版社，20049 邱棟良.冶金起重機選用指南J.10 文毓. 鈦制板式換熱器在海水淡化中的應(yīng)用J.2009，26（1）：3211有色金屬冶煉設(shè)備編委

5、會編.濕法冶金設(shè)備M.：冶金工業(yè)199312 國民. 淺談ISA法陰極銅加工機組J.2005，42(2):4213 成大先.機械設(shè)計手冊（常用工程材料）M.：化學(xué)工業(yè)，200414 袁一.化學(xué)工程師手冊M.：機械工業(yè)，199915 會巨.銅電解車間的防腐J.2009，5(13):121616 著華.論銅電解車間的采暖通風(fēng)J.2001，2:474817化學(xué)工程師手冊編寫組.化學(xué)工程師手冊M.18 師利熙.有色金屬工業(yè)項目技術(shù)經(jīng)濟分析M.：冶金工業(yè)，199819 郭鴻發(fā)等.冶金工程設(shè)計第1冊M.：冶金工業(yè)，200620 云正寬等. 冶金工程設(shè)計第2冊M.：冶金工業(yè)，2006指導(dǎo)教師簽字： 年 月

6、日xxx本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計 (論文) 開 題 報 告冶金與化學(xué)工程學(xué)院 冶金工程專業(yè)級（2013屆）班學(xué)號學(xué)生設(shè)計題目：年產(chǎn)16萬噸電銅電解車間設(shè)計本課題來源與研究現(xiàn)狀：1.本課題來源隨著社會的發(fā)展，人類對資源的需求越來越高。比如銅資源。截至2006年底，我國銅礦查明資源儲量7048萬噸，其中，基礎(chǔ)儲量3070萬噸，占43.6%。我國銅礦類型繁多，主要類型有斑巖型、砂頁巖型、黃鐵礦型、硅卡巖型和銅鎳硫化物型等五大類，分別占總資源儲量的44.4%、23.5%、11.9%、11.8%和6.7%，合計占總資源儲量的98.3%。國家統(tǒng)計局數(shù)據(jù)顯示，中國銅精礦產(chǎn)量2008 年為93.57 萬噸，20

7、09 年為101.35 萬噸，2010年為126.1 萬噸，2011 年截止到5 月份累計銅精礦產(chǎn)量50.7 萬噸，去年同期為46.7 萬噸，產(chǎn)量同比增加8.56%。但是，經(jīng)過多年的開采，7大銅業(yè)基地現(xiàn)大多已進入中晚期，并出現(xiàn)了不同程度的資源危機。在7大銅礦基地中，除銅基地的資源相對充足外，銅基地資源已經(jīng)枯竭；銅基地的易門、牟定已列入關(guān)閉礦山，、大保有儲量嚴重不足；中條山銅基地已經(jīng)“三礦變一礦”，其中蓖子溝、胡家峪銅資源已經(jīng)枯竭，銅礦峪資源雖保有一定儲量，但品位太低；大冶銅基地的5座銅礦山中，有兩座資源已經(jīng)枯竭；銅錄山、豐山洞等礦山也已出現(xiàn)資源危機。資源是有限，只有優(yōu)化生產(chǎn)方法，提高資源利用率

8、，才是目前急需解決的問題。應(yīng)要求現(xiàn)需設(shè)計一個年產(chǎn)16萬噸銅電解精煉車間。2.研究現(xiàn)狀現(xiàn)今銅電解精煉的方法主要有傳統(tǒng)法和ISA法電解精煉。其中ISA法為主要電解方法，以不銹鋼板為陰極，用硫酸和硫酸銅的水溶液座位電解液，在直流電的作用下，陽極上的銅溶解進入溶液，溶液中的銅離子在陰極上析出。當(dāng)前國際市場上包括倫敦金屬交易所，對電銅質(zhì)量要求愈來愈高。各國現(xiàn)行的電銅質(zhì)量標準與國際標準ISO已不能全面反映電銅質(zhì)量特性。陽極銅的物理質(zhì)量和化學(xué)質(zhì)量，對電銅質(zhì)量影響很大，尤其是陽極中所含的各種元素，對陽陽極泥的生成結(jié)構(gòu)與陽極鈍化有著十分密切的關(guān)系，并受電解條件的制約。目前開采化學(xué)成份復(fù)雜的貧礦，大量增加多種精礦

9、的購買量，所有這些原因均會造成銅電解系統(tǒng)雜質(zhì)含量課題研究目標、容、方法和手段：目標：了解銅電解精煉的原理與電解車間的運作過程。通過在貴溪冶煉廠實習(xí)，理論結(jié)合實踐，將實習(xí)期間所獲取的技術(shù)參數(shù)與設(shè)備技術(shù)指標應(yīng)用于設(shè)計電解車間當(dāng)中。對ISA電解精煉了解更加的更加深刻，對生產(chǎn)的流程、工作條件、注意事項、應(yīng)急措施、不足之處等都有了新的認識。容：將收集的數(shù)據(jù)對電解車間進行設(shè)計，畫出車間平面布置圖。方法和手段：使用Auto CAD制圖軟件繪圖。設(shè)計（論文）提綱與進度安排：設(shè)計提綱：HYPERLINK l _Toc358244570 第一章概述HYPERLINK l _Toc358244571 1.1銅的性質(zhì)

10、HYPERLINK l _Toc358244572 1.2銅的用途HYPERLINK l _Toc358244573 1.3銅資源的分布與開采進展HYPERLINK l _Toc358244574 1.4銅的消費現(xiàn)狀HYPERLINK l _Toc358244575 1.5銅冶煉技術(shù)HYPERLINK l _Toc358244577 第二章廠址選擇HYPERLINK l _Toc358244578 2.1廠址選擇原則HYPERLINK l _Toc358244585 2.2廠址的確定HYPERLINK l _Toc358244589 第三章電解精煉與凈化流程的選擇與論證HYPERLINK l

11、_Toc358244590 3.1銅電解精煉原理HYPERLINK l _Toc358244591 3.2工藝流程概述HYPERLINK l _Toc358244596 第四章銅電解精煉技術(shù)條件的選擇與論證HYPERLINK l _Toc358244597 4.1電解液的組成HYPERLINK l _Toc358244598 4.2陽極板規(guī)格HYPERLINK l _Toc358244599 4.3添加劑HYPERLINK l _Toc358244600 4.4電解液溫度HYPERLINK l _Toc358244601 4.5電解液循環(huán)HYPERLINK l _Toc358244602 4.

12、6電流密度HYPERLINK l _Toc358244603 4.7同極中心距HYPERLINK l _Toc358244604 4.8陽極壽命和陰極周期HYPERLINK l _Toc358244605 第五章技術(shù)經(jīng)濟指標的選擇與論證HYPERLINK l _Toc358244606 5.1電流效率HYPERLINK l _Toc358244607 5.2殘極率HYPERLINK l _Toc358244608 5.3銅電解回收率HYPERLINK l _Toc358244609 5.4槽電壓HYPERLINK l _Toc358244610 5.5直流電能消耗HYPERLINK l _To

13、c358244611 5.6硫酸單位消耗HYPERLINK l _Toc358244612 5.7蒸汽單位消耗HYPERLINK l _Toc358244613 5.8銅電解精煉的技術(shù)經(jīng)濟指標實例HYPERLINK l _Toc358244614 5.9勞動生產(chǎn)率HYPERLINK l _Toc358244615 第六章產(chǎn)物HYPERLINK l _Toc358244616 6.1電解銅HYPERLINK l _Toc358244617 6.2陽極泥HYPERLINK l _Toc358244618 第七章冶金計算HYPERLINK l _Toc358244619 7.1計算條件HYPERLI

14、NK l _Toc358244620 7.2物料平衡計算HYPERLINK l _Toc358244628 7.3凈液量的計算HYPERLINK l _Toc358244634 7.4電解脫銅計算HYPERLINK l _Toc358244635 7.5硫酸鹽生產(chǎn)物料平衡計算HYPERLINK l _Toc358244643 第八章主要設(shè)備的選擇和計算HYPERLINK l _Toc358244644 8.1電解槽HYPERLINK l _Toc358244649 8.2電解槽設(shè)計計算，以年產(chǎn)銅量為設(shè)計基礎(chǔ)HYPERLINK l _Toc358244650 8.3脫銅槽HYPERLINK l

15、_Toc358244652 8.4電解槽附屬設(shè)備HYPERLINK l _Toc358244656 8.5起重機HYPERLINK l _Toc358244663 8.6凈化中的主要設(shè)備HYPERLINK l _Toc358244664 8.7電解精煉的熱平衡HYPERLINK l _Toc358244672 8.8附屬槽體的選擇和設(shè)計HYPERLINK l _Toc358244675 8.9 附屬設(shè)備的選擇和設(shè)計HYPERLINK l _Toc358244681 8.10極板作業(yè)機組的計算與選型HYPERLINK l _Toc358244687 8.11管道的設(shè)計與計算HYPERLINK l

16、 _Toc358244689 第九章車間環(huán)保和安全生產(chǎn)HYPERLINK l _Toc358244690 9.1環(huán)境保護HYPERLINK l _Toc358244695 9.2車間防腐HYPERLINK l _Toc358244699 9.3采暖通風(fēng)HYPERLINK l _Toc358244701 9.4安全生產(chǎn)HYPERLINK l _Toc358244702 9.5安全管理HYPERLINK l _Toc358244703 第十章 設(shè)備明細表HYPERLINK l _Toc358244704 第十一章車間平面配置與安排HYPERLINK l _Toc358244705 11.1車間配置

17、的基本原則HYPERLINK l _Toc358244708 11.2車間的具體配置HYPERLINK l _Toc358244714 第十二章經(jīng)濟技術(shù)分析與評價HYPERLINK l _Toc358244715 12.1車間定員HYPERLINK l _Toc358244716 12.2項目成本評價HYPERLINK l _Toc358244728 12.3項目收益評價HYPERLINK l _Toc358244730 主要參考文獻HYPERLINK l _Toc358244731 外文資料HYPERLINK l _Toc358244736 外文中文翻譯HYPERLINK l _Toc358

18、244737 致HYPERLINK l _Toc358244738 小論文進度安排：第4周 查閱文獻資料，翻譯一篇英文資料，寫出文獻綜述第5周 提交開題報告，確定合理工藝流程，應(yīng)用相關(guān)知識進行必要計算第6周 完成概述和廠址的選擇與論證第7周 完成工藝流程、技術(shù)條件和經(jīng)濟技術(shù)指標的選擇與論證第8周 完成電解和凈液工段的冶金計算與物料衡算第9周 完成主要設(shè)備選型計算和車間配置與安排第10周 完成車間環(huán)保和技術(shù)經(jīng)濟分析與評價第11周 完成工藝流程圖或設(shè)備連接圖和電解槽結(jié)構(gòu)圖第12周 完成車間平面和立面配置圖第13周 初步完成設(shè)計說明書第14周 修改設(shè)計說明書、編輯論文第15周 老師評閱設(shè)計、學(xué)生準備

19、答辯第16周 畢業(yè)答辯參考文獻和書目：1 朱祖澤、賀家齊.現(xiàn)代銅冶金學(xué)M. ：科學(xué)，20032 蔡祺風(fēng).有色冶金工廠設(shè)計基礎(chǔ)M.：冶金工業(yè)，1991：6571 3 國發(fā).重金屬冶金學(xué)M.：冶金，20104重有色金屬冶煉設(shè)計手冊編寫組.重有色金屬冶煉設(shè)計手冊（銅鎳卷）M. 北京：冶金工業(yè)，19965 素平.永久陰極銅電解技術(shù)述評J.2000，3(20):12186 欣. 銅電解新技術(shù)的應(yīng)用J.2008，29(4):97 公建. 淺談銅電解生產(chǎn)過程中降低槽電壓的途徑J，2010，29（3）：71728道德.大學(xué)生畢業(yè)設(shè)計指導(dǎo)教程（冶金、選礦、化工分冊）M.：中南大學(xué)，20049 邱棟良.冶金起重機

20、選用指南J.10 文毓. 鈦制板式換熱器在海水淡化中的應(yīng)用J.2009，26（1）：3211有色金屬冶煉設(shè)備編委會編.濕法冶金設(shè)備M.：冶金工業(yè)199312 國民. 淺談ISA法陰極銅加工機組J.2005，42(2):4213 成大先.機械設(shè)計手冊（常用工程材料）M.：化學(xué)工業(yè)，200414 袁一.化學(xué)工程師手冊M.：機械工業(yè)，199915 會巨.銅電解車間的防腐J.2009，5(13):121616 著華.論銅電解車間的采暖通風(fēng)J.2001，2:474817化學(xué)工程師手冊編寫組.化學(xué)工程師手冊M.18 師利熙.有色金屬工業(yè)項目技術(shù)經(jīng)濟分析M.：冶金工業(yè)，199819 郭鴻發(fā)等.冶金工程設(shè)計第

21、1冊M.：冶金工業(yè)，200620 云正寬等. 冶金工程設(shè)計第2冊M.：冶金工業(yè)，2006指導(dǎo)老師審核意見：指導(dǎo)教師簽字： 年 月 日摘 要本文主要要是設(shè)計一座年產(chǎn)16萬噸電解銅精煉車間設(shè)計，在工藝上選擇了先進的ISA法銅電解精煉工藝。根據(jù)已有的數(shù)據(jù)，進行了廠址的選擇、物料平衡計算、熱平衡計算和設(shè)備選型的計算，在計算的基礎(chǔ)上設(shè)計出電解槽的槽型，并完成了設(shè)備的選型和車間布局的設(shè)計，最后對本項目的經(jīng)濟效益進行了概算。繪制出電解槽的結(jié)構(gòu)圖，工藝流程圖以與車間平面圖、立剖圖。本設(shè)計所生產(chǎn)的電銅純度為99.9935%，電解過程所使用電流強度為25000A，槽電壓為0.3V，電流密度為320A/m2，電解液

22、溫度是60，電解液循環(huán)速度為30L/min，電解槽設(shè)計尺寸為449511101320/1503mm，電解槽數(shù)為740個，車間采用雙跨布置。關(guān)鍵詞：銅電解精煉；工藝設(shè)計；電解槽；物料平衡；設(shè)備選型；車間布置ABSTRACTThe main contents are designed annual production capacity of 160,000 tons of electrolytic copper refining a design workshop. According to the existing data to complete the material balance c

23、alculations,thermal balance calculation and equipment selection calculations.Based on the calculation,designed electrolyzer tank type, and completed the selection of the equipment and the design of workshop layout, finally estimates the economic benefits of this project. Map out the structure of the

24、 cell diagram,process flow diagram and workshop plan and vertical section. The design of the production of electrical copper purity of 99.9935%, the electrolysis current intensity is used as 25000A, Cell voltage was 0.3V ,a current density of 320A/m2, electrolyte temperature is 60 , electrolyte circ

25、ulation rate of 30L/min, the inner dimension of cell design 4495 1110 1320/1503mm, cell number is 740, workshop with double cross layout.Key words:Electrolytic refining of copper; technological process design;HYPERLINK app:ds:electrolyzer electrolyzer；Material balance; Equipment Selection; plant lay

26、out目錄 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc358244570 第一章概述 PAGEREF _Toc358244570 h 1HYPERLINK l _Toc358244571 1.1銅的性質(zhì) PAGEREF _Toc358244571 h 1HYPERLINK l _Toc358244572 1.2銅的用途 PAGEREF _Toc358244572 h 1HYPERLINK l _Toc358244573 1.3銅資源的分布與開采進展 PAGEREF _Toc358244573 h 1HYPERLINK l _Toc358244574 1.4銅的消費現(xiàn)狀 P

27、AGEREF _Toc358244574 h 2HYPERLINK l _Toc358244575 1.5銅冶煉技術(shù) PAGEREF _Toc358244575 h 3HYPERLINK l _Toc358244577 第二章廠址選擇 PAGEREF _Toc358244577 h 6HYPERLINK l _Toc358244578 2.1廠址選擇原則 PAGEREF _Toc358244578 h 6HYPERLINK l _Toc358244585 2.2廠址的確定 PAGEREF _Toc358244585 h 7HYPERLINK l _Toc358244589 第三章電解精煉與凈化

28、流程的選擇與論證 PAGEREF _Toc358244589 h 10HYPERLINK l _Toc358244590 3.1銅電解精煉原理 PAGEREF _Toc358244590 h 10HYPERLINK l _Toc358244591 3.2工藝流程概述 PAGEREF _Toc358244591 h 11HYPERLINK l _Toc358244596 第四章銅電解精煉技術(shù)條件的選擇與論證 PAGEREF _Toc358244596 h 20HYPERLINK l _Toc358244597 4.1電解液的組成 PAGEREF _Toc358244597 h 20HYPERLI

29、NK l _Toc358244598 4.2陽極板規(guī)格 PAGEREF _Toc358244598 h 20HYPERLINK l _Toc358244599 4.3添加劑 PAGEREF _Toc358244599 h 20HYPERLINK l _Toc358244600 4.4電解液溫度 PAGEREF _Toc358244600 h 21HYPERLINK l _Toc358244601 4.5電解液循環(huán) PAGEREF _Toc358244601 h 21HYPERLINK l _Toc358244602 4.6電流密度 PAGEREF _Toc358244602 h 22HYPER

30、LINK l _Toc358244603 4.7同極中心距 PAGEREF _Toc358244603 h 22HYPERLINK l _Toc358244604 4.8陽極壽命和陰極周期 PAGEREF _Toc358244604 h 22HYPERLINK l _Toc358244605 第五章技術(shù)經(jīng)濟指標的選擇與論證 PAGEREF _Toc358244605 h 23HYPERLINK l _Toc358244606 5.1電流效率 PAGEREF _Toc358244606 h 23HYPERLINK l _Toc358244607 5.2殘極率 PAGEREF _Toc358244

31、607 h 23HYPERLINK l _Toc358244608 5.3銅電解回收率 PAGEREF _Toc358244608 h 23HYPERLINK l _Toc358244609 5.4槽電壓 PAGEREF _Toc358244609 h 23HYPERLINK l _Toc358244610 5.5直流電能消耗 PAGEREF _Toc358244610 h 24HYPERLINK l _Toc358244611 5.6硫酸單位消耗 PAGEREF _Toc358244611 h 24HYPERLINK l _Toc358244612 5.7蒸汽單位消耗 PAGEREF _To

32、c358244612 h 24HYPERLINK l _Toc358244613 5.8銅電解精煉的技術(shù)經(jīng)濟指標實例 PAGEREF _Toc358244613 h 24HYPERLINK l _Toc358244614 5.9勞動生產(chǎn)率 PAGEREF _Toc358244614 h 24HYPERLINK l _Toc358244615 第六章產(chǎn)物 PAGEREF _Toc358244615 h 25HYPERLINK l _Toc358244616 6.1電解銅 PAGEREF _Toc358244616 h 25HYPERLINK l _Toc358244617 6.2陽極泥 PAGE

33、REF _Toc358244617 h 25HYPERLINK l _Toc358244618 第七章冶金計算 PAGEREF _Toc358244618 h 26HYPERLINK l _Toc358244619 7.1計算條件 PAGEREF _Toc358244619 h 26HYPERLINK l _Toc358244620 7.2物料平衡計算 PAGEREF _Toc358244620 h 26HYPERLINK l _Toc358244628 7.3凈液量的計算 PAGEREF _Toc358244628 h 28HYPERLINK l _Toc358244634 7.4電解脫銅計

34、算 PAGEREF _Toc358244634 h 29HYPERLINK l _Toc358244635 7.5硫酸鹽生產(chǎn)物料平衡計算 PAGEREF _Toc358244635 h 30HYPERLINK l _Toc358244643 第八章主要設(shè)備的選擇和計算 PAGEREF _Toc358244643 h 33HYPERLINK l _Toc358244644 8.1電解槽 PAGEREF _Toc358244644 h 33HYPERLINK l _Toc358244649 8.2電解槽設(shè)計計算，以年產(chǎn)銅量為設(shè)計基礎(chǔ) PAGEREF _Toc358244649 h 35HYPERL

35、INK l _Toc358244650 8.3脫銅槽 PAGEREF _Toc358244650 h 37HYPERLINK l _Toc358244652 8.4電解槽附屬設(shè)備 PAGEREF _Toc358244652 h 39HYPERLINK l _Toc358244656 8.5起重機 PAGEREF _Toc358244656 h 41HYPERLINK l _Toc358244663 8.6凈化中的主要設(shè)備 PAGEREF _Toc358244663 h 43HYPERLINK l _Toc358244664 8.7電解精煉的熱平衡 PAGEREF _Toc358244664 h

36、 45HYPERLINK l _Toc358244672 8.8附屬槽體的選擇和設(shè)計 PAGEREF _Toc358244672 h 47HYPERLINK l _Toc358244675 8.9 附屬設(shè)備的選擇和設(shè)計 PAGEREF _Toc358244675 h 50HYPERLINK l _Toc358244681 8.10極板作業(yè)機組的計算與選型 PAGEREF _Toc358244681 h 52HYPERLINK l _Toc358244687 8.11管道的設(shè)計與計算 PAGEREF _Toc358244687 h 58HYPERLINK l _Toc358244689 第九章車

37、間環(huán)保和安全生產(chǎn) PAGEREF _Toc358244689 h 60HYPERLINK l _Toc358244690 9.1環(huán)境保護 PAGEREF _Toc358244690 h 60HYPERLINK l _Toc358244695 9.2車間防腐 PAGEREF _Toc358244695 h 62HYPERLINK l _Toc358244699 9.3采暖通風(fēng) PAGEREF _Toc358244699 h 63HYPERLINK l _Toc358244701 9.4安全生產(chǎn) PAGEREF _Toc358244701 h 65HYPERLINK l _Toc358244702

38、 9.5安全管理 PAGEREF _Toc358244702 h 65HYPERLINK l _Toc358244703 第十章 設(shè)備明細表 PAGEREF _Toc358244703 h 66HYPERLINK l _Toc358244704 第十一章車間平面配置與安排 PAGEREF _Toc358244704 h 68HYPERLINK l _Toc358244705 11.1車間配置的基本原則 PAGEREF _Toc358244705 h 68HYPERLINK l _Toc358244708 11.2車間的具體配置 PAGEREF _Toc358244708 h 69HYPERLI

39、NK l _Toc358244714 第十二章經(jīng)濟技術(shù)分析與評價 PAGEREF _Toc358244714 h 71HYPERLINK l _Toc358244715 12.1車間定員 PAGEREF _Toc358244715 h 71HYPERLINK l _Toc358244716 12.2項目成本評價 PAGEREF _Toc358244716 h 71HYPERLINK l _Toc358244728 12.3項目收益評價 PAGEREF _Toc358244728 h 74HYPERLINK l _Toc358244730 主要參考文獻 PAGEREF _Toc358244730

40、 h 76HYPERLINK l _Toc358244731 外文資料 PAGEREF _Toc358244731 h 77HYPERLINK l _Toc358244736 外文中文翻譯 PAGEREF _Toc358244736 h 82HYPERLINK l _Toc358244737 致 PAGEREF _Toc358244737 h 86HYPERLINK l _Toc358244738 小論文 PAGEREF _Toc358244738 h 87第一章 概述1.1銅的性質(zhì)銅是人類最早發(fā)現(xiàn)的古老金屬之一，早在三千多年前人類就開始使用銅。銅原子量63.54，密度8.92，熔點1083，

41、沸點2567。純銅呈淺玫瑰色或淡紅色，表面形成氧化銅膜后，外觀呈紫銅色。銅具有許多可貴的物理化學(xué)特性，例如其熱導(dǎo)率和電導(dǎo)率都很高，化學(xué)穩(wěn)定性強，抗強度大，易熔接，具有抗蝕性、可塑性、延展性。純銅可拉成很細的銅絲，制成很薄的銅箔。銅能與鋅、錫、鉛、錳、鈷、鎳、鋁、鐵等金屬形成合金。1.2銅的用途銅是與人類關(guān)系非常密切的有色金屬，被廣泛應(yīng)用于電氣、電子、機械制造、建筑、國防等工業(yè)領(lǐng)域。銅與其合金的消費量僅次于鋼鐵和鋁。銅在電氣、電子工業(yè)中應(yīng)用最廣、用量最大，發(fā)電機的線圈、電線、電纜等都是用銅制造的。銅用于制造各種子彈、槍炮和飛機、艦艇的熱交換器等部件，還用于制造軸承、活塞、開關(guān)、閥門與高壓蒸汽設(shè)備

42、等，其他熱工技術(shù)、冷卻裝置、民用設(shè)備等也廣泛使用銅和銅合金。1.3銅資源的分布與開采進展銅資源廣泛分布在世界各個國家和地區(qū)，其中儲量最多的是智利和美國，分別占世界銅儲量基礎(chǔ)的24.6%和13.8%。其它儲量較多的國家還有秘魯、中國、波蘭、贊比亞、俄羅斯、墨西哥、印度尼西亞、加拿大、哈薩克斯坦、剛果（金）和菲律賓等。我國銅礦分布廣泛，、和的儲量最多，這3個省區(qū)的儲量占全國銅礦儲量的47.1%，銅儲量較多的還有、等6省區(qū)。以上9省區(qū)的儲量合計占全國銅礦總儲量的80%。我國已開發(fā)的銅礦主要分布在自然地理條件較好、經(jīng)濟較發(fā)達、地質(zhì)勘查工作相對集中的東部、中部和南部各省（區(qū)），在這些省（區(qū)），已探明的大

43、中型銅礦床，凡其礦區(qū)建設(shè)、水、電和交通運輸?shù)韧獠織l件較優(yōu)越，開采技術(shù)條件和礦石選冶技術(shù)條件較好的絕大多數(shù)礦床都已開發(fā)，并形成了、大冶、中條山、東北7大銅業(yè)基地。但是，經(jīng)過多年的開采，7大銅業(yè)基地現(xiàn)大多已進入中晚期，并出現(xiàn)了不同程度的資源危機。在7大銅礦基地中，除銅基地的資源相對充足外，銅基地資源已經(jīng)枯竭；銅基地的易門、牟定已列入關(guān)閉礦山，、大保有儲量嚴重不足；中條山銅基地已經(jīng)“三礦變一礦”，其中蓖子溝、胡家峪銅資源已經(jīng)枯竭，銅礦峪資源雖保有一定儲量，但品位太低；大冶銅基地的5座銅礦山中，有兩座資源已經(jīng)枯竭；銅錄山、豐山洞等礦山也已出現(xiàn)資源危機。近幾年來隨著銅礦找礦、勘探需求的增長，地質(zhì)工作的機

44、制也在發(fā)生變化，如有的企業(yè)對礦山二輪找礦給予噸金屬級補貼，或與地勘隊伍建立雙贏的長期合作機制，對有前景的區(qū)域投資組織專家進行區(qū)域地質(zhì)論證和技術(shù)攻關(guān)，大的礦山和冶煉企業(yè)逐步成為銅資源勘探投資的主體。1.4銅的消費現(xiàn)狀1998年中國開放銅民用消費市場以來，精銅消費量逐年不斷增加，年平均增長率約為13.7%。2002年，中國超過美國成為世界上精銅消費量第一大國，之后一直保持“霸主”地位。據(jù)安泰科07年3月提供的數(shù)據(jù)，2006年全球精銅消費量達到1766.1萬噸，而中國精銅消費量為380萬噸，約占全球消費總量的21.52%。但由于銅價的大幅上揚，在汽車運輸、家電、建筑等行業(yè)，銅需求受到一定程度的抑制甚

45、至替代，從而使得2006年國銅消費增長速度繼續(xù)放緩。有色金屬工業(yè)協(xié)會的數(shù)據(jù)顯示，2006年中國銅加工材產(chǎn)量為506.5萬噸，同比增長8.51%，增幅較05年同期的12.70%繼續(xù)回落。2006年中國精銅消費量同比增長5.56%，增幅也低于05年的9.1%。中國銅礦產(chǎn)量不是特別高，但精銅產(chǎn)量上升很快，19982006年年平均增長率約為11.56%。精銅產(chǎn)量位世界第二，僅次于智利。2006年全球精銅產(chǎn)量為1743.7萬噸，而中國精銅產(chǎn)量為292.5萬噸，約占全球產(chǎn)量的16.77%。這主要是由于銅價的上漲，國幾乎所有主要的銅生產(chǎn)企業(yè)產(chǎn)量都有所增長。中國的進口量和出口量也是逐年增加，在庫存釋放、產(chǎn)量快

46、速增加、需求增速回落等多種因素的共同影響下，2006年國精銅進口出現(xiàn)大幅降落，據(jù)中國海關(guān)總署統(tǒng)計，2006年國精銅進口量為82.7萬噸，同比大幅減少了32.3%。受銅價大幅上漲的刺激，2006年中國的銅精礦含銅產(chǎn)量增幅繼續(xù)擴大，達到75.5萬噸，居世界第6位，比05年同比增長了15.98%，成為近年來增幅最大的一年。銅精礦產(chǎn)量的增長主要來自有色集團公司、金川集團公司、阿舍勒銅業(yè)公司、礦冶公司和巴彥二淖爾西部銅業(yè)公司，這些公司2006年的銅精礦含銅產(chǎn)量分別比上年增長了24.1%、14.3%、99.0%、20.6%和49.0%，達到4.64萬噸、3.43萬噸、3.00萬噸、2.89萬噸和2.15萬

47、噸，總計增加產(chǎn)量4.02萬噸，為2006年中國銅精礦產(chǎn)量增長貢獻了大部分力量。2006年，精銅產(chǎn)量達到20萬噸的企業(yè)數(shù)量由2005年的3家（、江銅、云銅）增加為5家（、江銅、云銅、大冶、金川）。10萬噸以上的企業(yè)數(shù)量也從6家增至7家。有色集團精銅產(chǎn)量突破50萬噸至54.48萬噸，占全國總產(chǎn)量的18.17%，居全國銅生產(chǎn)企業(yè)精銅產(chǎn)量之首。產(chǎn)量超過20萬噸的5家企業(yè)產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量58.42%。產(chǎn)量超過10萬噸的7家企業(yè)總產(chǎn)量占全國總產(chǎn)量的67.2%。表中所列的14家企業(yè)除有色和大昌2家企業(yè)06年的產(chǎn)量較05年有小幅減少外，其他12家企業(yè)均增加了產(chǎn)量。14家06年產(chǎn)量超過5萬噸的企業(yè)產(chǎn)量之和占全國

48、總產(chǎn)量的比例也從05年的82.49%上升到了06年的85.28%。1.5銅冶煉技術(shù)1.5.1世界銅冶煉發(fā)展自20世紀60年代以來，世界銅冶煉1技術(shù)有了長足的進步，主要表現(xiàn)在：（1）傳統(tǒng)的冶煉工藝迅速的被新的強化冶煉工藝所取代，到目前為止世界上大約有110座大型冶煉廠，其中采用傳統(tǒng)工藝的冶煉廠僅剩下1/3，其余2/3的工廠已采用新的強化工藝進行銅的生產(chǎn)?，F(xiàn)在，奧托昆普閃速熔煉和各種熔池熔煉工藝，已經(jīng)成為主流煉銅工藝。（2）氧氣利用更為廣泛，富氧濃度大大提高。（3）各煉銅廠的裝備水平和自動化水平都大大提高。（4）計算機DCS集散控制系統(tǒng)已為更多的冶煉廠采用，使得冶煉工藝的控制更為精準。（5）冶金工

49、藝參數(shù)的測定更為先進，測定的數(shù)據(jù)更為可靠，如艾薩爐熔池，溫度直接連續(xù)測定的實現(xiàn)可使熔池溫度控制在5左右。有價金屬的綜合回收率進一步提高，綜合能耗進一步降低，勞動生產(chǎn)率進一步提高，冶金環(huán)境進一步改善。（6）濕法煉銅工藝有了更大的發(fā)展。1.5.2 我國銅冶煉技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀近幾十年來我國的銅工業(yè)發(fā)生了翻天覆地的變化，火法冶煉的技術(shù)得到了迅速的發(fā)展。貴溪冶煉廠和金隆公司的閃速熔煉爐在經(jīng)過改造，技術(shù)水平有了很大的提高。云銅已采用艾薩法代替電爐熔煉，金昌冶煉廠和侯馬冶煉廠已采用奧斯邁特法生產(chǎn)銅，特別是艾薩法一次順利投產(chǎn)成功，各項指標均達到世界同類工藝的先進水平。銅業(yè)用浸沒頂吹熔煉工藝代替密封鼓風(fēng)爐熔煉工藝，

50、我國自行開發(fā)的煉銅法也取得較大的進展，大冶的諾蘭達爐自投產(chǎn)以來，運轉(zhuǎn)一直正常。除了火法冶煉外，近年來我國濕法冶煉也取得較大的進展。從1983年我國建成第一座萃取電積工廠以來，現(xiàn)在已有200個工廠采用萃取電積工藝處理銅礦或銅精礦生產(chǎn)陰極銅，德興銅礦用細菌浸出廢銅礦石產(chǎn)出高純陰極銅，為我國低品位硫化礦的處理闖出了一條新路。廢銅冶煉技術(shù)方面，經(jīng)過十年的艱辛努力，德陽電工機械XX公司技術(shù)人員于2000年推出了我國第一條UL+Z1800+255/14型全廢銅連鑄連軋機組生產(chǎn)線，該條生產(chǎn)線結(jié)合了美國、法國、意大利等公司的先進經(jīng)驗，一經(jīng)推出即制造出了符合國家相關(guān)標準的低氧光亮銅桿，年產(chǎn)量可達5萬噸，此生產(chǎn)線

51、將我國100%廢銅料加工成高質(zhì)量光亮銅桿的夢想變成了現(xiàn)實。中國銅冶煉技術(shù)改造步伐明顯加快，裝備水平大幅提高。銅業(yè)集團公司、有色金屬集團公司、銅業(yè)集團公司等骨干銅冶煉企業(yè)，先后引進了奧托昆普閃速熔煉、諾蘭達熔煉等一批先進工藝和裝備，使得中國銅冶煉行業(yè)綜合能耗呈現(xiàn)下降。目前，中國銅行業(yè)的經(jīng)濟實力不斷提高。2000年，中國銅冶煉企業(yè)(含礦山、冶煉聯(lián)合企業(yè)和獨立冶煉企業(yè))實現(xiàn)產(chǎn)品銷售收入337億元人民幣。2005年，中國銅企業(yè)已實現(xiàn)銷售收入1098.6億元人民幣。在中國國銅產(chǎn)品需求增長和產(chǎn)量增加的帶動下，中國銅產(chǎn)品進口快速增長。其中銅原料部分增加顯著，特別是銅精礦和陰極銅的進口量增幅很大，2000年2

52、005年兩者凈進口量平均分別增長了17.49%和12.86%。在中國政府的大力支持下，中國銅工業(yè)在國際化經(jīng)營和境外投資取得初步進展。截至2005年，在國4家銅企業(yè)4個牌號的精煉銅產(chǎn)品已在倫敦金屬交易所(LME)注冊，成為國際認可的品牌。中國在境外已獲得投資權(quán)益銅金屬基礎(chǔ)儲量約650萬噸，形成了近8萬噸/年的銅精礦(金屬量)產(chǎn)能。銅在火法精煉產(chǎn)出的精銅品位一般為99.2%99.7%，另外還含有0.3%0.8%的雜質(zhì)，使其滿足不了工業(yè)對銅的性質(zhì)的要求。電解精煉的目的就是進一步脫除火法精煉難以除去的、對銅的導(dǎo)電性能和機械性能有損害的雜質(zhì)，將銅的品位提高到99.95%以上，并且回收火法精煉銅中的有價元

53、素，特別是貴金屬、鉑族金屬和稀散金屬。銅的電解精煉是將火法精煉銅鑄成陽極板，以電解產(chǎn)出的薄銅片（始極片）作為陰極，二者相間地裝入盛有電解液（硫酸銅與硫酸的水溶液）的電解槽中，在直流電的作用下，陽極銅進行電化學(xué)溶解，陰極上進行純銅的沉積。由于化學(xué)性質(zhì)的差異，貴金屬和部分雜質(zhì)進人陽極泥，大部分雜質(zhì)則以離子形態(tài)保留在電解液中，從而實現(xiàn)了銅與雜質(zhì)的分離。20世紀70年代以來，銅電解精煉技術(shù)進展很大。除周期反向電流（PRC）電解，永久性不銹鋼陰極ISA法和KIDD法等新工藝外，在出裝槽自動化、檢側(cè)和大功率可控硅整流設(shè)備方面都有相當(dāng)?shù)倪M步，使過程向大型化、高效率和低消耗方面發(fā)展。永久性不銹鋼陰極技術(shù)在銅電

54、精煉過程中的應(yīng)用，不再用種板槽生產(chǎn)始極片而全部用來生產(chǎn)陰極銅，以與避免了由于各種原因造成始極片變形引起極間短路的可能，使得極間距可以進一步減小，從而提高了電流密度和電解槽的利用率；永久性不銹鋼陰極的應(yīng)用也為進一步提高出裝槽的自動化程度創(chuàng)造了條件。KIDD工藝是對ISA法的繼承與發(fā)展，與ISA相比KIDD的最大不同點在于陰極底部不涂蠟，消除了涂蠟的不良影響，減少運行成本，不會使表面粘附陽極泥和長粒子，不會在陰極上形成薄膜。永久陰極銅電解技術(shù)的工業(yè)應(yīng)用至今已有20余年歷史，到1998年，使用永久陰極銅電解技術(shù)生產(chǎn)的精銅產(chǎn)量已占世界總產(chǎn)量的40%以上。在銅電解過程中，電解液中銅和雜質(zhì)含量逐漸增加，添

55、加劑含量不斷積累，而硫酸的含量則逐漸減少，從而使電解液成分偏離所需的條件控制圍。所以必須定時定量地抽取電解液進行凈化處理，并用等量的新液替換，調(diào)整電解液組成；同時也回收有價金屬雜質(zhì)。常規(guī)凈化方法有：（1）加銅中和或直接濃縮法生產(chǎn)硫酸銅；（2）電解沉積法；（3）中和、濃縮生產(chǎn)硫酸銅，電解法除As、 Sb，冷凍結(jié)晶生產(chǎn)硫酸鎳；（4）高酸結(jié)晶法生產(chǎn)硫酸銅，電解除As、Sb、Bi，電熱蒸發(fā)生產(chǎn)粗硫酸鎳。一般需大量生產(chǎn)硫酸銅時用（1）、（2）和（3）；不需大量生產(chǎn)時，可用（4），小廠以（2）法為宜。新的凈化方法有：（1）滲析法（陰離子交換膜）；（2）萃取法；（3）共沉淀法：（4）氧化法除As、Sb、Bi

56、。第二章 廠址選擇2.1廠址選擇原則廠址選擇2要根據(jù)國民經(jīng)濟建設(shè)計劃和工業(yè)布局的要求進行。廠址選擇適當(dāng)與否，對企業(yè)的建設(shè)速度、建廠投資、生產(chǎn)發(fā)展、經(jīng)濟效益、環(huán)境保護與工農(nóng)關(guān)系等會帶來重大影響。廠址選擇的一般原則是：應(yīng)符合工業(yè)布局與區(qū)域性總體規(guī)劃和城市建設(shè)規(guī)劃的要求；要盡可能利用城鎮(zhèn)設(shè)施，節(jié)約資源；要靠近原材料、水、電供應(yīng)充足和產(chǎn)品銷售便利的地方，有較好的交通運輸條件；要注意節(jié)約用地，盡量不占或少占農(nóng)田，留有發(fā)展余地；要有適當(dāng)?shù)淖匀坏匦魏瓦m宜的工程地質(zhì)、水文、地震等級條件與較好的協(xié)作條件等。在進行廠址選擇時，應(yīng)根據(jù)有色生產(chǎn)的特點，應(yīng)充分論證以下幾個問題：2.1.1工業(yè)布局問題建設(shè)一座有色冶金廠，

57、對全國的工業(yè)布局、一個區(qū)或一個城市的合理發(fā)展、各個工業(yè)區(qū)之間的經(jīng)濟協(xié)調(diào)以與農(nóng)業(yè)發(fā)展等起著重要的作用，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)劃與城市建設(shè)規(guī)劃的要求。2.1.2原材料供應(yīng)與交通運輸條件有色金屬冶煉是連續(xù)性的，物料吞吐量一般很大。因此在進行廠址選擇時必須充分考慮交通運輸問題。為了減少運輸費用，在保證良好的運輸條件下，進行廠址盡可能接近原材料基地和銷售市場。2.1.3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)。因此希望廠址附近有充分的水源和電源。以供電為例，廠址距

58、離電源每增加一公里，就需增加外部高壓輸電線投資34萬元，這不僅大大增加投資，而且影響建設(shè)進展，所以冶金企業(yè)盡可能的選擇在供電網(wǎng)經(jīng)濟供電半徑之是至關(guān)重要的。2.1.4環(huán)境保護和節(jié)約用地問題有色冶金生產(chǎn)特點之一是無一例外地產(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)計外，在選擇廠址時，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”處理場地和廢渣堆放場地，要有良好的自然通風(fēng)條件，并應(yīng)考慮廠址附近居民點、城市發(fā)展規(guī)劃、農(nóng)木漁業(yè)與旅游勝地、自然資源保護區(qū)等問題。2.1.5廠址的工程地質(zhì)與水文地質(zhì)條件冶煉廠的土建投資是相當(dāng)大的，廠址地震等級的不同會對建筑結(jié)構(gòu)以與基礎(chǔ)工程

59、的投資帶來很大影響，所以廠址不能選在發(fā)震斷層地區(qū)和基本裂度為9級以上的地震區(qū)。此外，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)地面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級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)，廠址底下不宜又有用礦物礦藏或以開采的礦坑和溶洞等。2.1.6廠址的協(xié)作條件冶煉廠一般是機械化自動化水平比較高的現(xiàn)代化企業(yè)，為保證企業(yè)生產(chǎn)順利進行，必須有充足的設(shè)備與備品備件供應(yīng)，要有強有力的機械加工和維修能力。若廠址附近具備這些條件，便可發(fā)揮專業(yè)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)過程中的施

60、工條件諸如磚瓦、砂石、石灰、水泥、木材等能否就地取材，施工力量和施工場地是否具備等，都對建設(shè)進度起著一定的作用。在廠址選擇時，應(yīng)充分考慮廠址附近是否具備這些條件，那種片面強調(diào)“小而全”不重視專業(yè)化協(xié)作的做法是不恰當(dāng)?shù)模踔潦清e誤的。2.2廠址的確定本次設(shè)計課題是設(shè)計一個年產(chǎn)16萬噸銅電解車間，根據(jù)上述廠址選擇原則，考慮眾多因素，決定把這次廠址設(shè)置于貴溪。貴溪位于省東北部、信江中游，“東連江浙、南控甌閩”?，F(xiàn)為“全國文化先進市”、“全國科技先進市”、“全國全民健身先進市”，被譽為“銅都銀鄉(xiāng)”。區(qū)位優(yōu)越，陸路交通便利，水運通暢。土地肥沃，農(nóng)業(yè)資源豐富，是全國商品糧基地、南方最大早熟梨基地、省重點產(chǎn)