銅電解精煉冶金計(jì)算

銅電解精煉冶金計(jì)算1、物料平衡計(jì)算計(jì)算條件：產(chǎn)量為100000t電解銅/a，年工作日為355天?；鸱ň珶捄箨?yáng)極成分見(jiàn)表7-1。表7-1陽(yáng)極成分元素CuNiAsSbAgFeBiSOAuPb含量%電回收率：%；殘極率：15%。銅電解過(guò)程元素分配：表7-2銅電解過(guò)程元素分配元素進(jìn)入電解液進(jìn)入陽(yáng)極泥進(jìn)入電解銅CuNiAsSb17785Ag—952Bi18—946S—964O—973Au—Pb—937Fe745321假設(shè)以溶解100kg的陽(yáng)極銅平衡進(jìn)行計(jì)算陰極銅產(chǎn)量和電銅品味計(jì)算Cu：×%=Ni：×%=As：×%=Sb：×5%=Ag：×5%=Bi：×%=Se+Te：×6%=Fe：×21%=S：×4%=O：×3%=Au：×%=Pb：×7%%=合計(jì)：電銅品位：÷=%陽(yáng)極泥率和成份計(jì)算Cu：99×%=Ni：×%=As：×%=Sb：×78%=Ag：×95%=Se+Te：×94%=S：×96%=O：×97%=Au：×%=Pb：×93%=Fe:×3%=合計(jì)：陽(yáng)極泥率：%（對(duì)溶解陽(yáng)極銅）電解物料平衡計(jì)算（1）1t陰極銅需要溶解的陽(yáng)極量(2)陽(yáng)極實(shí)際需要量（3）陽(yáng)極實(shí)際溶解的量（4）陽(yáng)極銅的含量（5）殘極量（6）殘極銅的含量（7）陽(yáng)極的泥量（8）陽(yáng)極泥含銅量：a（9）電解液中各個(gè)元素的含量：根據(jù)陽(yáng)極成分和計(jì)算的陽(yáng)極泥中各元素量及其成分見(jiàn)表7-3表7-3陽(yáng)極泥中各元素重量級(jí)百分比元素進(jìn)入陽(yáng)極泥的量t/a陽(yáng)極泥成分，%元素進(jìn)入陽(yáng)極泥的量t/a陽(yáng)極泥成分，%Cu%%=Au其它Se+Te共計(jì)表7-4電解液中各元素的含量裝入物料名稱物料量CuAsNiAuAgt/a%%%%%陽(yáng)極合計(jì)產(chǎn)出物料名稱物料量CuAsNiAuAgt/a%%%%%電解銅1000099980殘極銅99..0陽(yáng)極泥電解液損失及計(jì)算誤差合計(jì)5302+銅電解精煉熱平衡計(jì)算儀器及實(shí)驗(yàn)條件參數(shù)設(shè)定如下：電解槽的外形尺寸：5100×1265×1395；電流強(qiáng)度：10000A；槽間電壓：；電解槽的數(shù)量：560；電解槽的外壁溫度：35°C電解車間溫度：2°C5電解液的溫度：60°C電解液循環(huán)速度：20L/min（商品槽與種板槽共用一個(gè)循環(huán)系統(tǒng)）；熱量支出（1）槽內(nèi)液面上水蒸氣的熱損失q1槽的總液表面積S=××560=每平方電解槽液面在無(wú)覆蓋時(shí)的水分蒸發(fā)量查表得(m2·h).60℃的水氣化為則q1=××=h（2）槽液面上對(duì)流傳熱與輻射損失q2根據(jù)化工原理的傅立葉傳熱公式：Q=KS（t1-t2）式中：—輻射與對(duì)流聯(lián)合導(dǎo)熱系數(shù)，kJ/(m2·h·℃)??；S—傳熱面積，㎡；—電解液與車間空氣溫度差，℃。則：q2=×（60-25）×=h槽外壁的對(duì)流傳熱與輻射損失q3槽壁總面子S總=560×（×+××2+××2）=m2根據(jù)化工原理的傅立葉傳熱公式：Q=KS（t1-t2）式中：—對(duì)鋼筋混凝土槽壁輻射與對(duì)流聯(lián)合導(dǎo)熱系數(shù)，kJ/(m2·h·℃)，當(dāng)槽外壁溫度為35℃，車間室溫為25℃時(shí)，取則：q3=×（35-25）×（4）循環(huán)管道內(nèi)溶液熱損失為q4電解液的循環(huán)量為：（7-7）式中：—電解液循環(huán)量，；—電解液熱容量，KJ/(kg·℃)，；—電解液密度，；—電解液在循環(huán)管道內(nèi)的溫度降，根據(jù)車間規(guī)模大小取2～4℃，本設(shè)計(jì)取3℃。q416=h熱量收入熱量收入為電流通過(guò)電解液時(shí)所產(chǎn)生的熱：式中：I—電流強(qiáng)度，A；E—消耗于克服電解液阻力得到槽電壓/V,為槽電壓的50%左右；N—電解槽數(shù)；t—時(shí)間，取3600s。則熱量收入：Q=××××10000×3600×560×10-3=h綜上熱量衡算可得整個(gè)車間需補(bǔ)充的額外熱量為：q1＋q2＋q3＋q4－Q=+++。表7-5電解精煉系統(tǒng)熱量衡算熱量流入熱量流出加熱器補(bǔ)充的熱量電解槽外壁的輻射與對(duì)流熱損失電流通過(guò)電解液產(chǎn)生的熱量電解槽液面水蒸發(fā)熱損失電解槽液面輻射與對(duì)流熱損失循環(huán)管道內(nèi)溶液熱損失8643600合計(jì).257合計(jì).257凈液量的計(jì)算本設(shè)計(jì)銅凈化的過(guò)程主要采用的流程有中和結(jié)晶、脫銅電解、電熱濃縮生產(chǎn)粗硫酸鎳。設(shè)計(jì)規(guī)模為產(chǎn)量100000t/a電解銅，陽(yáng)極板成分為：Cu：%，Ni：%，As：%，F(xiàn)e：%，Sb：%，Bi：%。生產(chǎn)1t的電銅所溶解的陽(yáng)極板量為，在凈化過(guò)程中銅、鎳、砷、銻、鉍和鐵的脫出率分別為98%、75%、85%、85%、85%、和80%。本設(shè)計(jì)所取有害雜質(zhì)在電解液中的允許含量如下表所示:表7-6各種有害雜質(zhì)元素在電解液中的允許含量元素CuNiAsFeBi含量<50<20<7<<<凈液量的計(jì)算公式如下：（7-8）式中：m—每溶解100㎏陽(yáng)極后某元素進(jìn)入溶液的數(shù)量㎏；k—元素在整個(gè)凈化過(guò)程中的脫除率%；c—元素允許的極限濃度（即允許含量）。設(shè)計(jì)中主要元素凈液量的計(jì)算分別如下：表7-7主要元素的凈液量元素CuNiAsFeBi凈液量根據(jù)上表可知，凈液量需求最大的是銅，其次的是鉍。本設(shè)計(jì)采用在電解工序電解槽中增加不溶陽(yáng)極的方法脫出，則凈液量以鉍的凈液量為準(zhǔn)，取為44000。按照44000的凈液量可以推算出電解液的實(shí)際含量（）：由以上的計(jì)算可知，電解液的實(shí)際含量（）：Bi:、As:、Sb:、Cu:、Ni:、：180。硫酸鹽生產(chǎn)物料衡算衡算的基本數(shù)據(jù)如下；加入銅料的品位％；硫酸銅平均結(jié)晶率60％；中和終液含銅：120；中和過(guò)程溶液體積縮率70％；硫酸銅含銅％；一次結(jié)晶液體縮率81％；銅回收率98％。硫酸銅結(jié)晶水返回中和系統(tǒng)；需加入銅料的量根據(jù)經(jīng)驗(yàn)選取結(jié)晶所需的洗水成分為Cu:40g/l，H2SO4:50g/l。本設(shè)計(jì)的流量取1388。則中和過(guò)程進(jìn)料成分為：l；l;銅料的加入量(按純銅計(jì)）:q=(44000+1388).69=1557t中和液所需加入銅料量(按純銅計(jì))加入銅料耗酸：中和液體積：中和終液溶液含酸：計(jì)算硫酸銅產(chǎn)品產(chǎn)量硫酸銅結(jié)晶量：結(jié)晶洗水體積及成分；在生產(chǎn)實(shí)踐中，硫酸銅結(jié)晶的洗水量為每噸~1m3，洗水含銅約為40g/l，含酸約為50g/l，,因此洗水量為；洗水帶走的銅量：硫酸銅產(chǎn)品產(chǎn)量：一次母液體積及銅，酸濃度一次母液體積：母液含銅：母液含酸：脫銅電解物料平衡計(jì)算脫銅的基本參數(shù)：銅的回收率：98%一次脫銅后終液含Cu為30；二次脫銅后終液含Cu為；二級(jí)電銅含Cu為%；銅回收率98%。二級(jí)電銅產(chǎn)量：黑銅板，粉產(chǎn)量：黑銅板，粉含雜質(zhì)質(zhì)量：

脫銅電解過(guò)程增加的酸量：脫銅終液中的酸量：粗硫酸鎳生產(chǎn)計(jì)算生產(chǎn)過(guò)程的基本參數(shù)：鎳的回收率為98%；粗硫酸鎳含Ni約為%；回收酸中的成份：Ni：6；Cu:；:1100；根據(jù)以上的