Совершенствование технологии и аппаратурно-транспортной схемы процесса электролитического рафинирования медных анодов

ВВЕДЕНИЕ 2
1 Общая часть 5
1.1 Характеристика сырья для производства металла 5
1.2 Описание технологической схемы переработки сырья 8
1.3 Описание оборудования, используемого на металлургическом переделе 11
1.3.1 Оборудование циркуляционных систем 12
1.3.2 Оборудование вакуумной чистки ванн от шлама 14
1.3.3 Оборудование для промывки медных катодов 15
1.3.4 Оборудование для сборки катодных основ 15
1.3.5 Подъемно-транспортное оборудование 16
1.4 Теоретические основы процесса 17
1.4.1 Электродные процессы при электролизе меди 17
1.4.2 Влияние различных параметров на процесс электролитического рафинирования меди. 20
1.4.3 Описание технологического процесса по операциям 24
2 Пути усовершенствования процесса электролитического рафинирования меди 30
3. Металлургические расчёты 39
3.1 Материальный баланс 39
3.2 Расчет основного оборудования 41
3.3 Расчет напряжения на ванне 44
3.4 Расчет количества катодов 47
3.5 Определение ведущих примесей и выводимого электролита 48
3.6 Определение числа ванн регенерации 49
3.7 Расчет суточного баланса по серной кислоте 51
3.8 Тепловой баланс ванны 52
3.9 Расчет теплообменника 55
4 Безопасность жизнедеятельности 59
СПИСОК ИСПОЛЬЗОВАННЫХ ИСТОЧНИКОВ 62

Весь текст будет доступен после покупки

Медь обладает рядом ценных свойств, включая высокую электро- и теплопроводность, небольшую окисляемость и высокую пластичность. Она также способна образовывать качественные сплавы с другими металлами, такие как латунь, бронза и мельхиор. Мировая добыча медьсодержащих руд оценивалась в 8130 тыс. тонн меди в 1995 году.

В последние годы объем производства меди значительно увеличился. Благодаря своим ценным свойствам, медь и ее сплавы широко применяются в различных отраслях промышленности. По статистическим данным, около половины рафинированной меди используется в электротехнике и электронике, а также для электротехнических целей в строительстве, транспорте, производстве товаров народного потребления, машиностроении и производстве оборудования. Около 16% меди используется в строительстве, примерно столько же - в производстве предметов длительного пользования и автомобилестроении. Медь также находит применение в военных целях и научно-исследовательском оборудовании.

Заполярный филиал ПАО "ГМК «Норильский никель» является основным производственным активом и одним из крупнейших комплексов по добыче сульфидных медно-никелевых руд и производству цветных металлов на Таймырском полуострове. Медный завод этого филиала играет важную роль в технологической цепочке производства. Он занимается производством катодов меди высокой чистоты и концентратов драгоценных металлов.

Медный завод включает в себя сушильный цех, плавильный цех, цех электролиза меди, металлургический цех №1 и недавно созданный цех очистки и утилизации газов. Цех электролиза меди отвечает за переработку анодной меди, полученной после огневого рафинирования. Целью этого процесса является получение меди высокой чистоты и шлама, образующегося при растворении медных анодов.

Для этого аноды, полученные после огневого рафинирования, помещают в электролизные ванны, заполненные сернокислым электролитом. Между анодами в ваннах располагаются тонкие листы медной основы, которые после наращивания меди становятся медными катодами. При подаче постоянного тока в ванны происходит электрохимическое растворение меди на аноде, перемещение катионов через электролит и осаждение меди на катоде.

Весь текст будет доступен после покупки

1 Общая часть
1.1 Характеристика сырья для производства металла

Медь в земной коре встречается преимущественно в виде различных химических соединений или, реже, в чистом виде. Из 170 известных медьсодержащих минералов, 17 используются в промышленных масштабах. Некоторые из них включают самородную медь, борнит (пеструю медную руду), халькопирит (медный колчедан), халькозин (медный блеск), ковеллин, бурнонит, блеклые руды, тетраэдрит и теннантит, энаргит, куприт, тенорит, малахит, азурит и другие (ссылка 8).

Месторождения меди делятся на три типа руд, в зависимости от количественного состава минералов и содержания металлов в руде: вкрапленные, медистые и богатые. Добыча богатых и медистых руд осуществляется с минимальными потерями (1–1,5%) в недрах. Высокую ценность этих руд удается сохранить благодаря слоевой и камерной системе разработки, которые предусматривают сплошную выемку и полную закладку выработанного пространства. Глубина разработки составляет примерно от 300 до 1500 метров со дальнейшим понижением до 1800–2000 метров.

Медистая/богатая руда с рудников "Маяк" и "Таймырский" транспортируется на железнодорожных думпкарах (самоопрокидывающихся вагонах). Средний химический состав такой руды, поступающей на переработку, представлен в таблице 1.1 и таблице 1.2.

Весь текст будет доступен после покупки

1) Гукасян Ж.Г. Пассивация медных анодов в процессе рафинирования при высоких плотностях тока // Цветные металлы. 2005. №2. С. 44–45. (Дата обрашения: 19.05.2023)
2) Четверкин А.Ю. Авитон // Цветные металлы. 2008. №4. С. 43–45.
10. Пыжов С.С., Макарова С.Н. Электролитическое рафинирование меди на катодных основах из нержавеюшеи стали // Цветные металлы. 1990. №4. С. 26–28. (Дата обрашения: 19.05.2023)
3) Вольхин А.И. Рафинирование меди с повышенным содержанием никеля при помоши кремниисодержаших реагентов // Цветные металлы. 2005. №2. С. 25–29. (Дата обрашения: 21.05.2023)
4) Дипломныи проект Крамаренко А.С – https://nauchkor.ru/pubs/proekt-uchastka-proizvodstva-elektroliticheskogo-mednogo-poroshka-proizvoditelnostyu-100-tonn-mednogo-poroshka-v-god-5f3ac367cd3d3e0001bbd449
5) Кукин, П.П. Безопасность технологических процессов и производств,
охрана труда. [Текст] /П.П. Кукин, В.Л. Лапин, Н.Л. Понаморев, Н.И. Сердюк. – М.: высшая школа, 2001г.– 610с. (Дата обрашения: 22.05.2023)
6) Изготовление полуфабрикатов и изделии из порошков меди и медных сплавов – https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/40077/1/978–5–321–01367–0_2008.pdf?ysclid=liex2q4vdc550127165 (Дата обрашения: 23.05.2023)
7) Официальныи саит АО «Уралэлектромедь» – https://elem.ru/ru/ (Дата обрашения: 23.05.2023)

Весь текст будет доступен после покупки