年产5万吨电解铜的电解车间的设计毕业设计(编辑修改稿)

年产5万吨电解铜的电解车间的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

占 %，砂页岩型矿床占 %，铜镍硫化物 型矿床占 %，其他类型矿床占 %（图 4）。 8 （四） 资源远景 中国地质调查局对我国以往矿产资源勘查、矿产评价预测成果、以及地质大调查开展以来取得的资源调查评价成果进行了全面分析，初步定量预测，我国铜矿资 源 (小于 500米垂深 )的潜力大于。 成矿远景区域主要分布在西南三江地区、西藏一江二河地区、藏东地区、青海东昆仑～可可西里地区、东天山地区、北天山地区。 9 国内市场生产状况 从中国铜相关品种的供给量来看，中国的精炼铜产量、铜管产量及铜棒与合金产量均维持了较好的增长势头。 就精铜产量来看， CRU统计今年中国精铜产量同比增加了 %，由 09 年的 402 万吨上涨至 10 年的 452 万吨。 而安泰科的数据则预计全年精炼铜产量由 09 年的 412 万吨增长 %至 455 万吨。 铜管及铜棒与合金方面， CRU 预计中国铜管产量同比增加 %，而铜棒与合金产量同比上涨 %。 尽管铜管在年内维持了高生产态势，但 2020 年 9 月美国商务部对无缝精炼铜管的反倾销终裁还是会影响到后期国内铜管的产量。 根据美国联邦公报，中国一共 8 家企业所征税率由 %至 %不等，其中金龙精密铜管集团股份有限公司税率为 %，而浙江海量及海量铜贸易公司则为 %，另有 5 家中国企业被征收 %的反倾销税。 故预计在后期向美国输出铜管受阻的情况下， 国内铜管产量或不会维持高增长态势。 国内市场消费状况 中国精铜需求维持着稳定的增长势头。 2020 年中国全年铜消费量近 700 万吨，同比上涨幅度超过 11%。 若回顾历史，中国的精铜需求自 2020 年以来平均增长速度达到 15%（而全球精铜需求增长率仅为 2%），这带动了中国的年度需求总量由 2020 年的 188 万吨大幅上涨至今年的 700 万吨，拉动中国铜消费占世界消费比例由 12%升至37%。 中国铜需求的大幅扩张在一定程度上反映了全球生产力 由成熟 10 经济体向中国的转移，“世界工厂”对“中国需求”具有部分提振作用。 除了国际生产力资本的输入外，中国自身经济的快速发展亦对铜消费起到决定性作用。 中国铜消费的增长点比较特别，其很大程度上取决于国家基础设施的建设。 电力行业、建筑行业及交通运输业合计对中国铜消费的贡献率超过 70%，而家用电器、电子消费品亦占国内铜消费的一席之地。 国际铜市场生产状况 全球精炼铜产量在 2020 年维持了扩张态势，但产能利用率却有所回落。 2020 年全球精铜产量 整体增幅为 %，其中非洲产能增长迅速，同比增长 %，这主要源于刚果及赞比亚高速的冶炼扩张计划。 亚洲整体增幅达 %，其中中国、哈萨克斯坦及土耳其同比增幅较大，但由于土耳其的低基数效应（去年同期为 万吨），对铜市场的影响相对有限。 欧洲方面，各个主要欧盟国家的精铜产能均维持了扩张态势，但瑞典是个意外，其产能环比下滑了 %。 北美的加拿大和墨西哥产能同比分别增加了 %及 %，但美国的精铜产出却下降了 %。 南美的智利和秘鲁因为自然因素及罢工事件使得产能同比出现回撤，智利产能降幅 %而秘鲁降幅则至 %。 在产能利用率方面，自 2020 年其全球产能利用率出现了缓慢回落的局面，其中产能利用率由 08 年的 %下降至 09 年的 %，而后至 10 年回落到 %。 尽管现阶段产能利用率并没有恢复到金融危机爆发前的水平，但未来随着新的冶炼技术的不断推广（如闪速冶炼技术等） 11 及随着铜价走高带来的利润效应，相信产能利用率在 20202020 年会缓慢上涨。 国际铜市场消费状况 全球精炼铜的需求在近 3 年里已逐渐走出金融危机的 晦影，呈现出先低后高的态势，而后期全球精铜消费有望延续扩张。 08 年发生的次贷危机对全球精铜消费起到较为严重的打压，其中欧洲及北美受灾严重区回撤迹象明显。 这种消费的不景气在 09 年出现了集中释放，欧洲精铜消费同比下降 %，北美消费同比下滑 %，而全球除中国外的精通消费量回撤幅度高达 %。 转至 2020 年，随着全球经济的逐渐企稳，精铜消费亦出现了回暖迹象。 欧洲及北美的精铜需求分别同比增加了 %及 %，而亚洲需求则冲至 %的历史新高。 在亚洲需求增长的强劲带动下，全球精铜消费出现了 %的年增长率。 从历史数据可以看出，全球精铜需求的寒冬正逐渐过去。 铜冶金 技术 的发展经历了漫长的过程，但至今铜的冶炼仍以火法治炼为主，其产量约占世界铜总产量的 85%，现代湿法冶炼的技术正在逐步推广，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 火法冶炼 火法冶炼一般是先将含铜百分之几或千分之几的原矿石 ，通过选矿提高到 20－ 30％，作为铜精矿，在密闭鼓风炉、反射炉、电炉或闪速炉进行造锍熔炼，产出的熔锍 (冰铜 )接着送入转炉进行吹炼成粗 12 铜，再在另一种反射炉内经过氧化精炼脱杂，或铸成阳极板进行电解，获得品位高达 ％的电解铜。 该流程简短、适应性强，铜的回收率可达 95％，但因矿石中的硫在造锍和吹炼两阶段作为二氧化硫废气排出，不易回收，易造成污染。 近年来出现如白银法、诺兰达法等熔池熔炼以及日本的三菱法等、火法冶炼逐渐向连续化、自动化发展。 火法炼铜工艺流程 湿法冶炼 现代湿法冶炼有硫酸化焙烧－浸出－电积，浸出－萃取－电积，细菌浸出等法，适于低品位复杂矿、氧化铜矿、含铜废矿石的堆浸、 13 槽浸选用或就地浸出。 湿法冶炼技术正在逐步推广，预计本世纪末可达总产量的 20%，湿法冶炼的推出使铜的冶炼成本大大降低。 氧化铜矿酸浸 — 萃取 — 电积提铜流程 14 2 厂址选择 厂址选择原则 应符合工业布局及区域性总体规划和城市建设规划的要求；要尽可能利用城镇设施，节约资源；要靠近原材料、水、电供应充足和产品销售便利的地方，有较好的交通运输条件；要注意节约用地，尽量不占或少占农田，留有发展余地；要有适当的自然地形和适宜的工程地质、水文、地震等级条件及较好的协作条件等。 厂址地点 中国山东 临沂市 兰山区 临沂，地处山东东南，东近黄海，南邻江苏连云港、徐州，东接港城日照，西接枣庄、济宁、泰安，北靠淄博、潍坊。 是滑水运动之都，坐拥全国最大的市场集群，被誉为“物流之都，商贸名城”，是海关特批实行“旅游购物商品通关方式”的城市。 临沂是中国市场贸易博览会、书圣国际文化节的永久举办地。 临沂 市土地总面积为 公顷 ，占全省 %。 西部、 15 北部为山区，东部为丘陵，中南部为平原。 山地、丘陵、平原各占总面积三分之一。 其中兰山区位于山东省 东南部，东经 118176。 ，北纬 35176。 ，是中共临沂市委、市政府所在地，是鲁东南的政治、经济、文化、商贸中心。 全区总面积 590 平方公里，辖 4 个街道办事处、 9 个镇， 400 多个村居、社区，总人口 88 万，流动人口 30 万（ 2020 年）。 交通运输条件 兰山区的地理位置优越，交通四通八达。 京沪高速公路与亚欧大陆桥铁路在这里交汇。 日东高速公路和东部沿海铁路穿越区境。 205国道、 327 国道和数条省际干道纵横相连。 距日照、岚山、连云港三大港口 100 多公里。 距青岛 港 200 多公里，距临沂飞机场仅 5 公里，现已开通 20 多个城市的航班。 具有立体化的海陆空交通优势。 兰山区委、区人民政府驻地临沂城，东西长 公里，南北长 公里，面积 41 平方公里。 是沂蒙山区政治、经济、文化中心，省级历史文 16 化名城，国务院批准的对外开放城市，也是临沂市委、市人民政府所在地。 17 气候特 征 属暖温带季风区半湿润大陆性气候，光照充足，雨量充沛，气候适宜，四季分明。 春季回暖迅速，少雨多风，空气干燥。 夏季温高湿大，雨量集中，为 全年降水最多季节。 秋季气温下降迅速，降水变率较大。 冬季寒冷干燥，雨雪稀少，严寒期较长。 年均降水量 790920毫米。 气温历年平均 ℃， 7 月最高， 1 月最低。 地面温度历年均为 ℃，日照时数为 小时，日照百分率为 55%。 无霜期平均 202 天。 春季多东北风，秋与冬季多北、东北风，夏季多东、东南风。 气压：月平均最高气压为 1018百帕（ 1月），最低气压为 （ 7月）。 累年极端最高气压为 （ 1970年 1月 5日），极端最低气压为 （ 1963年 6月 25日）。 风率：本 区春季多东北风，最大风速 /秒，为年平均风速最大季节；夏季多东风、东南风，风速偏小；秋、冬两季多北风。 风力大于 8级者，累年平均 20天左右。 18 由上山东省闪电活动空间分布图可知，从胶东半岛到山东内陆，闪电活动逐渐呈递增趋势。 在山东烟台及呈山头附近，闪电活动密度最小。 青岛，崂山和胶州湾附近的闪电密度与成山头的密度相当，山东省内闪电活动最多的区域为山东济南和玉皇项附近。 下图为山东省各站雷暴日数的多年平均分布图，由图可知，山东半岛和山东西部雷暴日数较少，鲁北的东营、滨州、鲁中山区、和鲁南的沂蒙山区雷暴 日数较多，最大值重新在莱芜。 19 土地资源、水资源和电力资源 土地资源 全市土地总面积为 公顷 ，占全省 %。 西部、北部为山区，东部为丘陵，中南部为平原。 山地、丘陵、平原各占总面积三分之一；棕壤、褐土、 潮土、砂姜黑土、水稻土较为丰富。 水体资源 水资源丰富，水质优良，符合人畜饮水和工农业用水标准。 年平均年降水量 ，多年平均年地表水资源量 ，水资源总量。 平均年水资源总 量 ， 枯水年水资源总量 ，特枯水年水资源总量 ，现有水利工程平水年可供水量 ，其中地表水可供水量 25亿立方米。 电力资源 临沂供电公司是隶属山东电力集团公司的国有大二型企业，担负着临沂市九县三区以及 3 个开发区的供电服务工作。 截至 2020 年 8月，公司资产总额 亿元，在册员工 1098 人。 公司下设 14 个管理部室、 10 个生产经营单位。 临沂电网位于山东电网西电东送南线通道。 经过多年发展，临沂电网已形成以两座主力电厂和 1 座 500 千伏变电站为电 源支撑， 110千伏和 220 千伏为骨干网架的现代化电网。 直属 35 千伏及以上变电 20 站 83 座，其中 220 千伏 20 座， 110 千伏 41 座，主变容量 1004 万千伏安，线路长度 2575 千米。 矿产资 源 矿产资源：已探明的矿产资源有 30 多种，分为金属、非金属两大类。 金属类有金、铜、铝、铁、钴、锌、锰等，大部系复合共生矿床。 金、铜主要分布于李官镇的铁山坡一带。 铁山铜矿以产铜为主，金次之；铁矿主要分布于马厂湖镇，为鸡窝状矿点。 非金属以煤、石为主。 煤储量大，质量好。 瓷土，又名紫焦宝石分布于李官、朱保等镇，是制造陶瓷与耐火材料的重要原料，白瓷石分布于李官、半程，是陶瓷工业的重要原料。 总储量 1500 万立方米。 石英砂岩，分布于李官、半程与白沙埠镇，是制造玻璃、高级耐火材料的重要原料，总储量 3000 万立方米。 石灰石分布广 泛，储量很大，其中石灰石 D 级储量 亿立方米，含氧化钙 %，是生产水泥、石灰的主要原料，现已广泛应用。 山东发现矿产地 70 处，查明资源储量 吨。 山东省铜主要来源于伴生铜矿；矿床在鲁东、鲁西地区均有分布；较集中分布的地区有海阳－荣成地区，该区主要是热液充填脉型的矿点；福山－栖霞地区（多金属矿伴生的铜矿）；五莲七宝山地区（与金伴生的热液交代型铜矿）；邹平（与火山机构有关的斑岩型及热液型铜矿）；金岭－莱芜地区（铁矿伴生的铜矿）。 该厂还可以建成以再生铜回收、精炼、加工为主导产业。 21 消费市场 消费市场广阔，由于位于沿海地区，经济发达，市场需求大。 由于交通方便向北可以满足北方市场（如北京、天津等）；向南可以满足南京，上海经济开发区；向西可以满足郑州和太原市场。 选择原由 “ 十一五 ” 期间的再生铜回收加工产业化项目被省政府批准列为 “ 山东省重点基本建设项目 ”。 综上所述，考虑临沂的地理环境，市场需求，选择临沂为建厂地点是合理的，在临沂建厂利大于弊。 22 3 火法 — 铜电解精炼 铜的电解精炼是将火法精炼铜铸成阳极板，以电解产出的薄铜片（始极片）作为阴极，二者相间地装入盛有电解液（硫酸铜与硫酸的水溶液）的电解槽中，在直流电的作用下，阳极铜进行电化学溶解，阴极上进行纯铜的沉积。 由于化学性质的差异，贵金属和部分杂质进人阳极泥，大部分杂质则。