铜电解槽设计-冶金工程 下载本文

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另外的实验室试验、中间试验、或者工业规模试验.来验证反应动力学。

5.5 不锈钢阴极电解技术

不锈钢阴极电解技术有多方面的优越性,但是目前要采用该工艺,不锈钢阴极、极板作业机组以及专用吊车需从国外引进,项目投资相对较高,一些老系统的改造,特别是资金有困难的企业难以实现。如何使国外先进技术在中国得到应用.,又可维持较低的投资是值得多方面探讨的问题。云冶的电解技术改造经过多方案的分析比较,最后推荐采用中极板的不锈钢阴极电解工艺,也就是保持阳极板尺寸不变。优点是新系统与现有老电解系统阳极板尺寸相同,方便管理,可利用现有的阳极浇铸机和阳极加工机组。由于阳极板尺寸不变,新系统的有些操作可与现在一样采用人工,仅需从国外引进不锈钢阴极板和阴极剥片机组,其余设备全部国产,还可利用一些现有设备。项目的投资比采用大极板的艾萨法节省三分之一,但工厂的技术水平和产品质量却有大幅度提高。云铜的电解方案就是设法使国外先进技术在适合中国国情的情况下得到应用,这一经验值得其他工厂借鉴。 5.6 因泰克炼铜工艺

因泰克铜工艺使用高浓度氯化物电解质,在常压,温度80~85℃条件下,生产高纯铜颗粒(Cu99.99%)和元素硫。最近,澳大利亚一家公司对因泰克工艺作了详尽的研究,结果表明年产20万t铜的因泰克工厂投资大约是现行铜冶炼厂的一半,加工和投资费用是其年产5万t铜厂的一半。并且表明因泰克铜工艺加工费用低于目前最好的浸出/溶剂萃取电积技术。该工艺采用多级逆流浸出,在常压,温度80~85~C条件下,鼓人空气浸出,使铁以针铁矿复合物沉积,随后,采用二段净化工序分离杂质,使之以金属和其它形式产出。净化后的氯化亚铜/氯化钠溶液被送到隔膜电解槽,在电流密度1000~1500_A/ 条件下电积产出高纯度铜颗粒产品,且无需常规电极的剥极片作业,其电耗约为二价铜工艺的一半。该产品适于用粉未冶金方法直接转化为铜线和铜带产品。其它所有湿法生产铜的方法,前人已有论述。该工艺可处理低品位和受污染的铜精矿,而无不良后果,并将给矿主带来更高的利润率.Ph、Zn和沁也可以金属形式回收,其电积液具有较高的氧化电位,可高效地提取Au,并用活性碳选择吸附沉积,仅含微量cu和 杂质[11]。

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5.6.1 工艺过程描述

在多数电积工艺中,阳极(电解槽的正极)产生的氧气被排到空气中,造成阳极反应能的损失。而因泰克技术可以储存阳极能,溶解硫化物并产出元素硫,该工艺使用含阳极氧化物的高浓度氯化钠溶液浸出硫化铜矿物产出高纯铜产品,并附产Au、舡产品。原则的工艺流程,如图1所示。电解槽阳极产生的氧化物主要是卤素复合物(IL~LEX)和Cu2离子。该工艺在常压,温度80—85℃下,鼓人空气,采用三段逆流浸出,使铁以针铁矿复合物(正方针铁矿)形式沉淀。并可浸出Au,采用活性碳吸附,得到含少量cu和舷的高含量的_Au,也可以从浸出渣中回收金。在净化工序分离出金属银产品和各种杂质混合物。电积工序产出高纯cu,并再生浸出液。如果原料中的Ph和zn含量高时,该工艺也可以调整为产出金属Ph和Zn。

5.6.2经济分析

如前言所述,该工艺的主要的优点是低投资、低成本。下述优点阐明了矿主获得的大量的收益:

(1)冶炼厂的进料品位无要求,可以是低品位受污染的原料,也可以在矿山就地生产,且回收较高。

(2)由于该工艺具有处理低品位、受污染原料的能力,从而在相同的’情况下避免了矿山选择性的开采。

(3)从某种角度讲,不需要高选别性的浮选,浮选工艺相对简单,减少了磨矿费用,由此可降低选矿厂的投资和运作费用。

(4)可使大型冶炼厂避免因低品位、受污染的原料遭受的损失。

(5)该工艺产出的铜粉适于压坯或采用成型粉未冶金技术,直接将铜粉制成线、带材,其能耗约为其它方法的一半。

(6)可在矿山或城市中心采用该工艺,其规模可大、可小

(7)与铜伴生的金属(包括Au、 、Ph、zn)也可回收,并作为副产品销售.

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致谢

本研究及学位论文是在我的导师李继东老师的亲切关怀和悉心指导下完成的。他严肃的科学态度,严谨的治学精神,精益求精的工作作风,深深地感染和激励着我。李老师不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想、生活上给我以无微不至的关怀,在此谨向李老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。我还要感谢在一起愉快的度过毕业论文小组的同学们,正是由于你们的帮助和支持,我才能克服一个一个的困难和疑惑,直至本文的顺利完成。

在论文即将完成之际,我的心情无法平静,从开始进入课题到论文的顺利完成,有多少可敬的师长、同学、朋友给了我无言的帮助,在这里请接受我诚挚的谢意!最后我还要感谢培养我长大含辛茹苦的父母,谢谢你们!

最后,再次对关心、帮助我的老师和同学表示衷心地感谢!大学四年学习时光已经接近尾声,在此我想对我的母校,我的父母、亲人们,我的老师和同学们表达我由衷的谢意。感谢我的家人对我大学四年学习的默默支持;感谢我的母校辽宁科技大学给了我在大学三年深造的机会,让我能继续学习和提高;感谢老师和同学们四年来的关心和鼓励。老师们课堂上的激情洋溢,课堂下的谆谆教诲;同学们在学习中的认真热情,生活上的热心主动,所有这些都让我的四年充满了感动。 这次毕业论文设计我得到了很多老师和同学的帮助,其中我的论文指导老师李继东老师对我的关心和支持尤为重要。每次遇到难题,我最先做的就是向李老师寻求帮助,而李老师每次不管忙或闲,总会

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抽空来找我面谈,然后一起商量解决的办法。李老师平日里工作繁多,但我做毕业设计的每个阶段,从选题到查阅资料,论文提纲的确定,中期论文的修改,后期论文格式调整等各个环节中都给予了我悉心的指导。这几个月以来,李老师不仅在学业上给我以精心指导,同时还在思想给我以无微不至的关怀,在此谨向李老师致以诚挚的谢意和崇高的敬意。同时,本篇毕业论文的写作也得到了包鸿宇、代宇、魏振宇等同学的热情帮助。感谢在整个毕业设计期间和我密切合作的同学,和曾经在各个方面给予过我帮助的伙伴们,在此,我再一次真诚地向帮助过我的老师和同学表示感谢!

参考文献

[1] 蔡祺风.有色冶金工厂设计基础[M].北京:冶金工业出版社,1991

[2] 华宏全,黄太祥.云铜铜电解生产工艺控制的技术进步[J].中国有色冶金,2005,Vol. 10, No.5: 36~38

[3] 赵俊学.湿法冶金原理[M].西安:西北工业大学出版社,2002 [4] 潘统英.重有色金属冶炼设计手册[M]. 北京:冶金工业出版社,1996 [5] 侯慧芬.铜电解精炼及阳极泥处理[M].上海 :上海科学技术出版社, 1961 [6] 朱祖泽,贺家齐.现代铜冶金学[M] 北京市:科学出版社,2003

[7] 金荣涛.电解铜箔生产与技术讲座[R].覆铜板资讯,2005,Vol.5:10~40

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[8] 华一新,有色冶金概论[M].北京市:冶金工业出版社,2007

[9] 李宇圣.从铜资源状况谈中国铜工业发展[J].世界有色金属.2005.7:4—7; [10] 谢文仕 李忠生 杨文栋. 铜冶金行业技术现状与发展策略探讨[J].有色冶.2007.12,23:1-2;

[11] S.Abe,B.W. Burrows,V.A. Ettel .Anode passivation in copper refining[J].Can. Metall

Q.19 (1980):289–296

[12] S.Abe,S.Goto, Effect of sulfuric acid concentration in copper electrolyteupon anode

passivation—studies of copper anode passivation[J],NipponKogyo Kaishi 98 (1982):41–46