冶金湿法毕业设计大纲.doc

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1、年产xx万吨电解xx的xx电解车间设计摘要：关键词:1 设计任务本设计为高职高专学生毕业设计，是针对有色金属湿法精炼中铜、镍生产工艺及主要设备的设计，设计年产XX万吨的电解xx的xx电解车间，设计的主要目的为：1.了解xx电解精炼的工艺流程。2.了解工程设计的一般步骤为以后相关工作奠定基础。3.理解xx电解精炼过程平衡计算的理论基础。4.掌握xx电解精炼过程物料平衡及热平衡计算过程。5.掌握xx电解精炼电解槽的设计原则和设计方法。设计任务的主要内容和要求（包括原始数据、技术参数、设计要求等）: 1. 根据选择设计的产量及相关参数的不同，保证每位学生的设计内容与别人不同。2. 设计xx电解精炼的

2、工艺流程。3. 选择xx电解精炼的技术操作条件。4. 确定xx电解精炼的技术经济指标。5. 设计xx电解精炼的电解槽。6. 编制xx电解精炼电解槽计算、物料平衡计算、热平衡计算相应的说明书（说明书按照规定的写作要求完成）。7. 绘制xx电解精炼工艺流程图及电解槽总图各一张。1.1毕业设计的选题背景，设计依据本设计的选题背景是以学生顶岗实习的岗位为基础题材。本设计主要是根据毕业设计任务书的具体要求和有色冶金工厂设计基础指导书为设计依据，最终电解产出产品符合工厂安全规程及顶岗实习工厂的综合要求。主要设计依据有： 甘肃有色冶金职业技术学院冶金系下达的设计任务书，题目为年产xx万吨电解xx的xx电解车

3、间设计。 甘肃有色冶金职业技术学院编制的毕业设计（论文）撰写规范。2厂址选择与论证2.1建厂地区地理位置和交通条件此处主要收集建厂地区的具体地理位置，如所在的经纬度，地处哪里。厂区海拔XXm，厂区的南北长度XXm，东西宽XXm，面积XXkm2，占地面积为XXkm2。与厂区相接通的公路及铁路有XXX，详述交通是否便利等情况。2.2气候情况防城港属XX气候区。主要气候特点是：XX主要气候指标如下：最高气温：XX 最低气温：XX最热月平均气温：XX 最冷月平均气温：XX常年主导风向：XX/XX风（ssw） 平均风速：XXm/s最大风速：XXm/s 年平均降水量：XXmm年最大降水量：XXmm 年平均

4、气温：XX最热月平均相对湿度：XX% 最冷月平均相对湿度：XX%2.3原材料供应及交通运输条件2.3.1原矿运输原矿通过XX交通工具运输到厂区，投资成本如何。2.3.2精矿运输精矿如何运送到冶炼车间，如何运送到电解车间。2.4供排水、供电2.4.1 供排水厂区用水来源于XXX地方，常年平均流量为XXXXXXm3/t，洪水期XX月XX月为xxxm3/t，枯水期为XX月XX月为XXXm3/t，水源通过XX方式输送到厂区。厂区水循环利用情况如何，回水利用率为XX%，工艺用水总量为XXX m3,蒸发量XX。2.4.2 供电电解车间电源用XX供电，引用XXX变电所，电压XXXV，再经XX台变压器，输入电

5、压XXXV，再由XXXV变压器输出低压动力，供全厂设备使用。2.5 环保及安全此处针对本设计工作环境、矿山环境及周边环境保护方面采取的措施和投入的资本及产生的效果。从安全生产、并改善劳动条件、应对自然地质灾害、电气设备、尾矿等安全方面简述采取的措施。2.6 厂址的协作条件 工厂在建设过程中的施工条件如：人力，砂石，木材等是否就地取材，施工力量和场地是否满足条件。3工艺流程选择与论证3.1 工艺流程选择选择流程的原理，原料、净化、渣等因素。3.2 工艺流程论证3.2.1 冶炼工艺流程论证冶炼采用的最初原料是什么？冶炼车间采用什么工艺，为什么采用它，原理是什么？采用什么炉子进行熔炼，什么炉子进行吹

6、炼？炉子进行工作的原理是什么？3.2.2 电解精炼工艺流程论证电解车间采用什么工艺，原理是什么？电解液为何物?什么做阴极，什么做阳极？两极是如何制成的，在此过程中所需的原料和燃料分别是什么？阴极发生什么反应，阳极发生什么反应？电解后产生的产物是何物？在两极上哪一极需要进行杂质处理？杂质采用什么方法处理？产出的渣怎样处理的？为什么要这样处理？对环境造成危害没有？在电解过程中是否需要电解的辅助工序？辅助工序是什么？（需要做表格的以三线表形式列出）4主要设备及辅助设备的计算与选择4.1 主要设备的计算与选择（合理选择主要设备，确定个数，容量，对主要尺寸加以计算）4.1.1冶炼所需的设备冶炼过程中主要

7、是应用各种炉子，收集各种炉子的型号，年产量，炉子工作时所消耗的燃料，炉子平均工作年月，实际处理量，日处理量，装料量，炉子长度，宽度，炉床面积，放渣口数量。尺寸等条件。(以表格形式列出。)4.1.2电解所需的设备a电解槽(1)电解槽材质收集说明电解槽应选择什么材质。(2).电解槽构造收集说明电解槽的构造情况。(3).电解槽衬里材质收集说明电解槽的衬里应选择什么材质。(4). 电解槽进出液的方式(5).所需电解槽个数收集条件： 年产电解X:XX t 年工作日：X d；电解槽电流密度：X A/m2； 电解槽作业率：X%； 电流强度：XXA； 电流效率：X% ；同极中心距：XXmm ；始极片尺寸:XX

8、XXmm；阳极XXXXXX mm ；电解槽个数为： N电解槽总数（n）Q年产电解X（t） M年工作日（d） t日通电小时（h） qXX的电化当量(g/Ah) c电流效率（%） k电解槽利用率（%） I电流强度（Ab阴极收集说明阴极板的形状和尺寸。c.阳极阳极板的形状，尺寸，阳极溶解周期，残极率分别为xx。d.种板（母板）种板使用前的处理方法，种板材质，形状，尺寸，沾边方法种板电解槽数：式中：X种板电解槽数，个；N车间电解槽总数，nc一个商品电解槽的阴极数，p一个阴极所需始极片量，a种板周期，A阴极周期，B一个种板电解槽的种板数，始极片废品率，0.050.2之间，（收集以上数据，计算出种板槽个数

9、）e槽间导电板、导电棒 导电板断面形状和电流密度情况。其截面积可按下式计算：式中槽间导电板的截面积，；A总电流，A；n每槽阴极数；槽间导电体允许电流强度，A/。槽间导电板的截面积的确定，还与电解槽的操作方式有关，若出装槽作业采用人工横棒断路电操作，则槽间导电板截面积还须满足通过短路断电的要求验算。因横棒短路断电时间不长，允许电流密度以下不超过7.5 A/为宜。导电棒阴阳极的直径情况，导电情况。阴极导电棒允许电流密度可取11.25 A/，其计算公式为：4.1.3起重设备起重机台数要根据电解槽数量、阴极周期及车间其它配置等因素确定。（将其起重名称，台数在什么车间以三线表形式列出）4.1.4过滤设备

10、以下表形式列出工段设备型式设备材质规格，台数A工段三足离心机不锈钢SS-8002B工段三足离心机不锈钢SS-8002C工段板框压滤机橡胶301板框压滤机橡胶201D工段板框压滤机橡胶502E工段三足离心机不锈钢60024.1.5电解液净化主要设备根据净化除渣的不同工序，列出所采用的设备的型号，算出所需的台数。5物料平衡计算（此部分内容，具体情况具体计算，参考所学的铜镍冶金学）已知：整个车间年产量，阳极液/阴极液成分，电解X回收率：xx%电解X品位：XX% 残极率：XX%阳极泥率：XX% 电解车间温度：25电解槽外壁：35 渣率XX% 5.1 金属平衡电解液中各金属元素的量要平衡。5.2 物料平

11、衡所产出的产物的昼夜，年度物料投入产出平衡。6技术经济分析 6.1主要技术条件a.电解液的组成电解液成分对电解的阴阳极过程有极大的影响，必须严格控制电解液的成分（主金属，杂质的含量）及PH值，以及温度和电流。将电解液的成分以表格形式列出，并说明为什么在电解液中该离子以此浓度形式存在。说明电解温度的范围，并解释其原因，过高或过低会出现什么现象。PH值与不同的电解条件和电流密度有关，说明有什么关系，会产生何种结果。b添加剂为了获得致密、平整的xx，在电解产品xx过程中除严格控制各工序的技术条件外，还应加入适量的胶状物质和表面活性物质以改善阴极表面。说明在得到所需产品时应加入何种添加剂，有什么作用。

12、c电解液循环电解液循环可促使电解液的组成和温度均匀一致，降低浓度极化，改善阴极xx质量。电解液的循环方式有两种：下进液、上出液和上进液、下出液。上述两种循环方式各有优缺点。下进液、上出液的循环方式有利于溶液充分混合，但与阳极泥沉降方向相反，造成阳极泥沉降困难。上进液、下出液的循环方式对阳极泥沉降有利，但电解液上下层浓度差较大。目前国内工厂采用上进液、下出液的循环方式较多。循环主要决定于操作电流密度，当操作电流密度较高时，必须采用较大的循环量以减少浓度差极化。说明在得到所需产品时所应用的循环方式，循环量，及其循环的目的分别是什么。d电流密度电流密度一般是指阴极电流密度，即：单位阴极板面积上通过的

13、电流强度。工厂中采用的电流密度单位是A/m2。电流密度是xx电解精炼中最重要的技术经济指标之一，也是影响金属沉积物结构和性质的一个主要因素。提高电流密度是增产挖潜的好办法。但但随着电流密度的增大，槽电压上升，电流效率下降，电能消耗也相应增大。槽电压上升，电流效率下降，电能消耗也相应增大。此外，损失于阴极xx中的贵金属也有相应增加。因此，必须控制电流密度在一定的范围内，说明应在xx范围就合适。e同极中心距极间距离通常以同名电极之间的距离来表示，即同极中心距。同极中心距对电解过程的技术经济指标以及电解铜的质量，都有很大的影响。同极中心距的确定与极板的尺寸和加工精度等因素有关。说明中心距在什么范围综

14、合指标能达到最好。f阳极寿命和阴极周期阳极寿命根据电流密度、阳极重量和残极率来确定，一般在1821天内选择。当电流密度采用30A/m2时，阳极寿命应缩短为1214天。阴极周期与电xx质量、电流密度和劳动组织等因素有关，阴极周期一般为阳极寿命的1/3。将槽电压与极距的关系：一表格形式列出表4-3 槽电压与极距的关系项目123极距/mm100901009010090槽电压/mVXXXXXXXXXXXX6.2主要经济指标axx电解回收率xx电解回收率=（电解xx含xx量+回收品含xx量）/装入原料含xx量100%回收品指残极、xx屑、碎xx、送净液xx溶液和阳极泥等含xx物料（若阳极泥含xx本企业不

15、能回收，则按损失处理）。b. 劳动生产率电解精炼车间实际劳动生产率计算如此下：电解精炼车间实际劳动生产率=年电xx产量/车间劳动定员数单位：t/人数c. 直流电能单位消耗直流电能消耗包括商品电解槽、种板电解槽、脱xx电解槽及线路损失等全部直流电能消耗量。根据公式计算出直流电能消耗量。d电流效率电流效率是指xx电解精炼过程中，阴极实际析出量与理论析出量的百分比。说明影响电流效率的因素，以及原因，总结电流效率达到多少合适。e.残极率残极率是指产出残极量占消耗阳极量的百分比。残极率低可以减少重熔的费用和金属损失，提高直接回收率；但是，残极率过低又会造成槽电压升高，电能消耗增加，电能效率降低，甚至还会

16、使残极碎片跌落槽底，损坏槽衬收集残极率为xx%。f.槽电压槽电压是影响电解xx电能消耗的重要因素，它比电流效率的影响更为显著。电流效率往往只下降百分之几，然而只要操作或技术条件的控制稍微不当，槽电压就可能会上升百分之几十甚至成倍上升。说明槽电压与什么因素有关，为了降低槽电压，应当采取什么措施。致谢参考文献最终设计说明书目录以下面最为参考：电解车间设计第1章 绪论第2章 厂址选择与论证2.1 厂址选择重要性(物质、投资成本、运行成本、文化习俗、经济效益等因素考虑)2.2 厂址选择基本要求（建厂地区/用地要求等因素考虑）2.3 厂址选择一般原则（布局、材料供应运输条件、供水供电、环保等问题考虑）2

17、.4 初步确定厂址选择第3章 工艺流程选择与论证3.1 工艺流程选择（选择流程的原理，原料、浸出、净化、渣等等因素）3.2 工艺流程论证第4章 物料平衡计算4.1 详细计算过程中所需要的物料及产物，中间产物的产量和成分（具体车间具体对待，整个车间年产量，阳极液/阴极液成分，直收率，渣量等）4.2 金属平衡（各金属元素量要平衡）4.3 物料平衡（昼夜，年度物料平衡）第5章 技术经济分析 5.1 主要经济技术指标的选择（电解液组成，温度，电流密度、电解循环方式及循环速度，同极中心距，残极率，电流效率等）5.2 主要经济技术指标的论证第6章 主要设备及辅助设备的计算与选择6.1 主要设备的计算与选择（合理选择主要设备，确定个数，容量，对主要尺寸加以计算）6.2 辅助设备的计算与选择