年产33万吨高纯阴极铜电解车间的设计

江西理工大学本科毕业设计（论文）题目：年产33万吨高纯阴极铜电解精炼车间的设计专题题目：学院：冶金与化学工程学院专业：冶金工程班级：冶金135班学号：21学生：李燕艳指导教师：郭年祥职称：教授指导教师：职称：时间：2017年5月31日江西理工大学本科毕业设计（论文）任务书冶金与化学工程学院冶金工程专业2013级（2017届）135班学生李燕艳题目：年产33万吨高纯阴极铜电解精炼车间的设计原始依据：通过在福建省龙岩市上杭县紫金铜业电解厂实习，实地考察铜电解精炼车间，熟悉电解精炼流程。通过查阅资料，收集相关数据，根据专业知识设计一个年产33万吨的高纯阴极铜电解精炼车间。（1）阳极成分如下：表1阳极成分(质量百分数%)元素CuAsSbBiNiFePb含量99.500.030.030.0080.210.0040.09元素SeTeAuAgSZn含量0.0250.030.0020.0680.0020.001（2）技术参数：电解铜回收率：99.8%；电铜品位：99.9935%（符合高纯阴极铜的化学成分要求：GB/T1385-92;残极率：15%主要内容和要求：（1）撰写实习报告一份；（2）完成设计说明书一篇，设计说明书应包含如下内容：设计概述；厂址的选择与论证；工艺流程的选择与论证；技术条件的选择与论证；经济指标的选择与论证；冶金计算；主要设备的选择与计算；车间环保与三废处理、技术经济的简要分析。江西理工大学2017届本科生毕业设计（论文）（3）用CAD绘制设备图和至少一张手工图纸：绘制车间平面配置和立面配置图(0#图纸)、设备连接图（1#图纸），电解槽结构图（1#图纸）。（4）完成设计说明书一篇。（5）翻译外文资料一篇。（6）小论文一篇。日程安排：第4周（2017年03月06日至2017年03月12日）查阅文献资料，翻译一篇英文资料，写出文献综述第5周（2017年03月13日至2017年03月19日）提交开题报告，确定合理工艺流程，应用相关知识进行必要计算第6周（2017年03月20日至2017年03月26日）完成概述和厂址的选择与论证第7周（2017年03月27日至2017年04月02日）完成工艺流程、技术条件和经济技术指标的选择与论证第8周（2017年04月03日至2017年04月09日）完成电解和净液工段的冶金计算及物料衡算第9周（2017年04月10日至2017年04月16日）完成主要设备选型计算和车间配置与安排第10周（2017年04月17日至2017年04月23日）完成车间环保和技术经济分析与评价第11周（2017年04月24日至2017年04月30日）完成工艺流程图或设备连接图和电解槽结构图第12周（2017年05月01日至2017年05月07日）完成车间平面和立面配置图第13周（2017年05月08日至2017年05月14日）初步完成设计说明书第14周（2017年05月15日至2017年05月21日）修改设计说明书、编辑论文第15周（2017年05月22日至2017年05月28日）老师评阅设计、学生准备答辩第16周（2017年05月29日至2017年06月04日）毕业答辩江西理工大学2017届本科生毕业设计（论文）主要参考文献和书目：[1]朱祖泽、贺家齐.现代铜冶金学[M].北京：科学出版社，2003[2]陈国发.重金属冶金学[M].北京：冶金出版社，2010[3]陈维东.铜电解精炼中阳极杂质的行为[J].1993,4(20):56~60[4]《重有色金属冶炼设计手册》编写组.重有色金属冶炼设计手册（铜镍卷）[M].北京：冶金工业出版社，1996[5]姚素平.永久阴极铜电解技术述评[J].2000,3(20):12~18[6]赵欣.铜电解新技术的应用[J].2008,29(4):9[7]蔡祺风.有色冶金工厂设计基础[M].北京：冶金工业出版社，1991：65~71[8]程彤.降低阴极铜电单耗生产实践[J].2010,(4):50~51[9]李公建.浅谈铜电解生产过程中降低槽电压的途径[J]，2010,29（3）：71~72[10]刘道德.大学生毕业设计指导教程（冶金、选矿、化工分册）[M].长沙：中南大学出版社，2004[11]邱栋良.冶金起重机选用指南[J].[12]张文毓.钛制板式换热器在海水淡化中的应用[J].2009,26(1):32[13]《有色金属冶炼设备》编委会编.湿法冶金设备[M].北京：冶金工业出版社1993[14]姜国民.浅谈ISA法阴极铜加工机组[J].2005,42(2):42[15]成大先.机械设计手册（常用工程材料）[M].北京：化学工业出版社，2004[16]袁一.化学工程师手册[M].北京：机械工业出版社，1999[17]刘会巨.铜电解车间的防腐[J].2009,5(13):12~16[18]李著华.论铜电解车间的采暖通风[J].2001,2:47~48[19]《化学工程师手册》编写组.化学工程师手册[M].北京指导教师（签字）：年月日注：本表可自主延伸，各专业根据需要调整。江西理工大学冶金与化学工程学院2017届本科毕业设计（论文）开题报告学号：2120131492姓名：李燕艳班级：冶金135班题目：年产33万吨高纯阴极铜电解精炼车间的设计专题题目（若无专题则不填）：本课题来源及研究现状：随着社会的发展，人们对资源的需求越来越多，而有限的资源也同时越来越少。我国作为全球的第一大铜生产国和消费国,矿山是铜工业的基础。我国目前有18家万吨级铜矿山,在建(扩产)万吨级铜矿山7个,其出矿品位较低仅为0.75%,可采储量满足不了生产的需求,可供开发的铜矿资源不足,自给率下降。伴随着资源量减少、开采深度增加、产能限制、环保压力大等方面的难题,部分矿山资源枯竭,导致采选成本较高,矿山均处于满负荷生产状态。鉴于以上情况，只有优化生产工艺和流程，将资源最大化利用，才是可持续发展之路。应要求现需设计一个年产33万吨铜电解精炼车间。课题研究目标、内容、方法和手段：研究目标：年产33万吨高纯阴极铜电解精炼车间的设计研究内容：熟悉与铜电解精炼设计有关的图书、资料、手册，在此基础上进行厂址、工艺流程、经济技术指标进行选择和论证。研究方法和手段：使用AutoCAD制图软件绘图。设计（论文）提纲及进度安排：设计提纲：第一章概述1.1铜的性质1.2纯铜及其合金的用途1.3铜的电解精炼概述1.4电解精炼中杂质的行为和影响1.5铜电解精炼的发展第二章厂址的选择与论证第三章电解精炼及净化流程的选择与论证3.1电解工序的流程选择与论证3.2净液工序的流程选择与论证第四章铜电解精炼技术条件的选择与论证4.1极板质量4.2电解液组成4.3电流密度4.4电解液温度江西理工大学2017届本科生毕业设计（论文）4.5电解液循环4.6同级中心距4.7添加剂的种类与数量第五章技术经济指标的选择与论证5.1直流电能电位消耗5.2阴极电流效率5.3槽电压5.4电解回收率5.5残极率5.6硫酸单位消耗5.7蒸汽单位消耗第六章冶金计算6.1计算条件6.2物料平衡计算6.3净液量计算6.4电解脱铜计算6.5硫酸盐生产物料平衡计算第七章主要设备的选择和计算7.1电解槽7.2电解精炼热平衡7.3脱铜槽计算7.4电解槽附属设备7.5净化中主要设备7.6起重机7.7附属槽体的选择和设计7.8附属设备的选择和设计7.9极板作业机组的计算及选型7.10管道的设计及计算第八章车间环保与安全生产8.1环境保护8.2车间防腐8.3采暖通风8.4安全生产第九章设备明细表第十章车间平面配置与安排10.1车间配置的基本原则10.2具体配置第十一章技术经济分析与评价11.1车间定员11.2项目成本评价11.3项目收益评价11.4综合效益评价江西理工大学2017届本科生毕业设计（论文）参考文献外文翻译外文中文翻译致谢小论文进度安排：第4周（2017年03月06日至2017年03月12日）查阅文献资料，翻译一篇英文资料，写出文献综述第5周（2017年03月13日至2017年03月19日）提交开题报告，确定合理工艺流程，应用相关知识进行必要计算第6周（2017年03月20日至2017年03月26日）完成概述和厂址的选择与论证第7周（2017年03月27日至2017年04月02日）完成工艺流程、技术条件和经济技术指标的选择与论证第8周（2017年04月03日至2017年04月09日）完成电解和净液工段的冶金计算及物料衡算第9周（2017年04月10日至2017年04月16日）完成主要设备选型计算和车间配置与安排第10周（2017年04月17日至2017年04月23日）完成车间环保和技术经济分析与评价第11周（2017年04月24日至2017年04月30日）完成工艺流程图或设备连接图和电解槽结构图第12周（2017年05月01日至2017年05月07日）完成车间平面和立面配置图第13周（2017年05月08日至2017年05月14日）初步完成设计说明书第14周（2017年05月15日至2017年05月21日）修改设计说明书、编辑论文第15周（2017年05月22日至2017年05月28日）老师评阅设计、学生准备答辩第16周（2017年05月29日至2017年06月04日）毕业答辩主要参考文献和书目：[1]朱祖泽、贺家齐.现代铜冶金学[M].北京：科学出版社，2003[2]陈国发.重金属冶金学[M].北京：冶金出版社，2010[3]陈维东.铜电解精炼中阳极杂质的行为[J].1993,4(20):56~60[4]《重有色金属冶炼设计手册》编写组.重有色金属冶炼设计手册（铜镍卷）[M].北京：冶金工业出版社，1996[5]姚素平.永久阴极铜电解技术述评[J].2000,3(20):12~18[6]赵欣.铜电解新技术的应用[J].2008,29(4):9[7]蔡祺风.有色冶金工厂设计基础[M].北京：冶金工业出版社，江西理工大学2017届本科生毕业设计（论文）1991：65~71[8]程彤.降低阴极铜电单耗生产实践[J].2010,(4):50~51[9]李公建.浅谈铜电解生产过程中降低槽电压的途径[J]，2010,29（3）：71~72[10]刘道德.大学生毕业设计指导教程（冶金、选矿、化工分册）[M].长沙：中南大学出版社，2004[11]邱栋良.冶金起重机选用指南[J].[12]张文毓.钛制板式换热器在海水淡化中的应用[J].2009,26(1):32[13]《有色金属冶炼设备》编委会编.湿法冶金设备[M].北京：冶金工业出版社1993[14]姜国民.浅谈ISA法阴极铜加工机组[J].2005,42(2):42[15]成大先.机械设计手册（常用工程材料）[M].北京：化学工业出版社，2004[16]袁一.化学工程师手册[M].北京：机械工业出版社，1999[17]刘会巨.铜电解车间的防腐[J].2009,5(13):12~16[18]李著华.论铜电解车间的采暖通风[J].2001,2:47~48[19]《化学工程师手册》编写组.化学工程师手册[M].北京指导教师审核意见：指导教师（签字）：年月日注：本表可自主延伸江西理工大学2017届本科生毕业设计（论文）摘要设计一座年产33万吨的阴极铜电解车间，通过紫金铜业的毕业实习，了解了电解车间的工艺流程、工艺参数、厂房布置、选址因素；查阅冶金类相关书籍资料，确定最优化配置，最终选择本次设计的电解方法为ISA法，即不锈钢阴极法，节能环保，按照厂址选择原则选择福建上杭；主要工序计算包括两大类，第一类为电解工序段的计算，第二类为净液工序段的计算；据车间定员，环保投入，生产成本，利润总额等进行技术经济分析；设计定稿主要包括铜的概述、厂址选择与概述、电解精炼及净化流程的选择、冶金计算、主要设备选型、车间环保与生产，设备明细表、车间平面配置，技术经济分析，附加4张大图。关键词：电解车间；ISA法；净液；冶金设备江西理工大学2017届本科生毕业设计（论文）ABSTRACTDesignanannualoutputof330,000tonsofcat