冶金工厂设计 第2章

第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》第二章工艺流程的选择和设计任务：确定工艺流程方案确定流程中各工序的具体内容、顺序和组合方式绘制工艺设备流程图§1有色冶金厂的生产规模§2工艺流程选择的基本原则和影响因素§3工艺流程方案选择的技术经济比较§4工艺流程方案选择实例§5工艺流程设计的步骤和方法§6绘制工艺流程图第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》§1、有色冶金厂的生产规模确定生产规模的依据：1、考虑建设（投资）者的条件和意愿；2、根据原辅材料供给能力；3、根据产品的市场需求容量；4、根据环境保护的要求；5、根据当时当地实际情况（交通、供电、供水的），综合权衡。第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》2-2-1§2、工艺流程选择的基本原则和影响因素工艺流程：矿物原料→若干工序→最终产品的过程一、选择工艺流程的基本原则1、对原料有较强的适应性2、有利于综合回收和环境保护3、技术成熟，先进可靠4、总投资少，建设期限短，投产后效益大第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》二、工艺流程选择应考虑的基本因素2-2-2（一）矿物原料的物理性质，化学组成和矿相特点3、物料的矿相特性：矿相—主金属的存在形态。例如：铝土矿三水铝石型一水软铝石一水硬铝石钨矿：黑钨矿（Mn,Fe)(WO4）2,白钨矿CaWO42、化学组成：指原料中主金属含量和杂质含量。例如：铝土矿，Al含量和Si含量。1、不同方法对物料的物理性能要求不同。物理性能—指原料的粒度和水分第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》（二）综合利用有色金属原料，提高经济效益2-2-3镍冶金过程：S、Co、Cu、Pt、Pa等回收铜冶金过程：S、Au、Ag、Se等回收铅锌冶金过程：S、Au、Ag、In、Ge等回收铝冶金过程：Sc的回收钼冶金过程：S、Re的回收第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》锡精矿→反射炉处理→含Sn5%的初渣→鼓风炉处理→含Sn2%的二次渣→烟化炉处理→含Sn0.2%的弃渣（三）主要金属的总回收率增设烟化炉，需投资200万元，但可使炼锡总回收率提高1%，每年可多产锡180吨，价值400万元（2008年9约15日报价15.4万元/吨），假设回收每吨锡总成本10万元，则每年增加利润220万元。第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》（四）生产所需要的燃料、水、电也常影响工艺流程的选择1989年我国锌产量，43.8万吨/年.沈冶2万吨/年(湿法)株冶10万吨/年(湿法)韶冶7.5万吨/年(密闭鼓风炉)葫芦岛14万吨/年(竖炉)当时生产1吨锌耗煤2-3吨100元/吨湿法炼锌生产一吨锌耗电4000度0.2元/度电第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》1不同的规模常常采用不同的工艺方法如我国铜生产能力在2万吨/年以下者,多采用鼓风炉熔炼.钼冶金，小规模一般采用反射炉焙烧，大规模一般采用回转窑或多膛炉焙烧2不同的产品品种（规格）采用不同的工艺方法生产高比容钽粉-----钠还原K2TaF7生产冶金级钽粉-----用熔盐电解法。2-2-4(五)生产规模和产品品种第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》(六)基建投资费用和经营管理费用冶金企业的经济服务年限一般为20年左右.例:反射炉炼铜和电炉炼铜经济比较项目名称反射炉电炉反射炉节余额一、基建投资（万元）624404-220二、年经营费用（万元）74387662+224三、综合利用（万元）4186+45四、扣除综合利用后的年经营费（万元）73977576+179第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》§3工艺流程方案选择的技术经济比较一、工艺流程方案比较的内容和方法比较内容：技术和经济两个方面工艺流程的技术指标表现在：1）工业生产的可靠性;2）合理地处理原料;3）能保证产品的质量;4）有高的金属回收率;5）综合利用和三废处理的程度.2-3-1第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》工艺流程的经济指标主要表现在：1）有较高的劳动生产率和生产能力;2）原料、燃料、水、电、动力的消耗低;3）产品成本低;4）基建投资少，投资回收期短.比较方法：1）、坚持多方案比较。对每一列出的方案都要有具体的分析说明。既不遗漏最优方案，又不滥列陪衬方案。2）、对提出的每一方案进行技术经济计算。3）、根据计算结果，逐步筛选出最佳方案。2-3-2第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》二、方案的技术经济计算内容5：列表比较。4：根据产品价格，求出年销售额，计算年利润和投资回收期。3：计算产品的生产费用或生产成本2：概算建筑工程量和安装工程量1：所选流程的主要技术经济指标（原料、辅助材料、燃料、水、电、劳动力等消耗定额）第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》三、方案比较的定量分析法方案定量比较最终是落实到投资额（K）和年经营费用（C），投资回收期上。2-3-32、质量不同的可比性用使用效果系数a修正a=产品改进后的使用效果/产品改进前的使用效果调整后的经营费用Ca=C/a调整后的基建投资费用：Ka=K/a式中，C、K分别表示调整前的经营费和投资费。1、产量不同的可比性，设产量为QC/QK/Q（一）比较方案使用价值同等化在同一标准上进行比较。同一产量标准，同一质量标准，同一时间标准。第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》3、时间因素的可比性设某项工程投资3000万元，三年建成，年利息10%，1）一次投资3000万元，三年的总投资为：S=3000×(1+0.1)3=3993(万元)2)分成500万,1000万,1500万,分别在一、二、三年投入，则三年后总投资为：S=500×(1+0.1)3+1000×(1+0.1)2+1500×(1+0.1)1=3526(万元)两者的投资差为:3993-3526=467(万元)2-3-4第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》(二)不同经营费用比较年经营费用包括:原料、燃料、辅助材料、水、电、动力消耗费用、工资、工程折旧、车间经费等.2-3-5(三）不同方案投资额的比较投资额包括：土建、设备、管道、安装等。njiCC1njiKK1△C-----两比较方案经营费用总差额;△Cj-----经营费用中某项费用的差额;n----两比较方案经营费用中费用不同的项目。△K-----两方案投资额总差额;△Ki---某个构成项目的投资差;n-----每个方案投资额不相同的构成项目.第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》1．当两个比较方案的年产量Q相同时a.K1K2C1C2方案2好b.K1K2C1C2Ta=(K2-K1)/(C1-C2)Ta---追加投资回收期。即全部追加投资从成本节约额中收回的年限。当国家标准投资回收期为Tn时（一般为5年）TaTn方案2好TaTn方案1好2-3-6(四）计算不同方案的投资回收期2.当两个比较方案的年产量Q不同时先求出各方案的单位产品成本和单位产品投资，再按方法1比较。Ta=(K2/Q2-K1/Q1)/(C1/Q1-C2/Q2)TaTn方案2好TaTn方案1好第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》1、用追加投资回收期法2-3-7(五）多方案比较两个或两个以上的方案进行比较2、用年计算费用法（最小费用总额法）第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》按各方案经营费用（或投资费用）从小到大的次序依次排列，逐个比较，分别淘汰：例如：方案1K1=2000万元C1=1250万元方案2K2=2200万元C2=1150万元方案3K3=2500万元C3=1050万元标准回收期为5年，选出最优方案1）方案3和方案2比较Ta=(K3-K2)/(C2-C3)=(2500-2200)/(1150-1050)=3（年）方案3好，淘汰方案22）方案3和方案1比较Ta=(k3-K1)/(C1-C3)=(2500-2000)/(1250-1050)=2.5（年）方案3好，淘汰方案1。2-3-8第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》设方案I的总投资额为Ki,年经营费为Ci,标准投资回收期为Tn,则在标准偿还年限内方案I的总费用为Zi（最小费用总额）:Zi=Ki+TnCiZi最小为最佳方案。如标准投资回收期取值不同，则采用年计算费用法比较Yi=Ki/Tn+CiYi----方案i的年计算费用Ci----方案i的年经营费用Ki/Tn----每年由于投资而未能发挥相应生产效益的损失费Yi最小者为最佳方案2-3-9第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》§4工艺流程方案选择实例:一:铜精矿熔炼工艺选择反射炉熔炼电炉熔炼闪速炉熔炼二:低品位黑钨-白钨混合矿提取钨工艺选择苏打烧结法苏打高压浸出法氢氧化钠常压搅拌浸出法酸浸—碱分解法热球磨法第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》作业：黑钨矿生产APT生产线工艺设计中，优先考虑的有三种工艺方案，其产品规模、投资额和年经营费用如下：方案1500吨/年，K1=3000万元，C1=1200万元方案2500吨/年，K2=3200万元，C2=1150万元方案3750吨/年，K3=5100万元，C3=1570万元请选出最优方案。2-4-4第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》§5工艺流程设计的步骤和方法1：确定生产线数目。2：确定主要生产过程3：考虑物料和能量的充分利用•提高有价成份的总收率•余热利用•尽量采用物料自流•进行“三废”冶理设计4：精心设计各单元过程5：工艺流程的完善与简化第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》§6绘制工艺流程图分类：三：施工流程图二：工艺设备连接图一：工艺流程简图第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》工艺流程简图以方格、文字、直线和箭头表示从原料到产品的生产过程图。规则：1：原料、辅料、中间产物、废物其名下加粗实线；产品名下加粗细双实线。2：工序名加实线外框，工序名要标出工序特点。3：工序间、工序与物料间用细实线联系并加箭头表示物料走向。4：备用工序外框线和连线用虚线表示。第1章第2章第3章第4章第5章第6章第7章第8章第1节第2节第3节第4节《上一页》《下一页》《返回》《结束》工艺设