年产15万吨阴极铜反射炉精炼车间设计

铜精炼反射炉

摘要
本文详细综述了铜的性质和一些生产现状，着重讲解了铜的火法精炼的工艺。铜火法精炼的工艺可以分为固定式反射炉精炼、回转精炼炉精炼、倾动式精炼炉精炼三种。通过对火法精炼的几种工艺进行比对之后，优缺点进行详细分析，为选择合理的工艺提供理论支持。
铜冶炼工艺中粗铜精炼是关键的部分，精炼出产品的质量直接影响电解精炼时对铜的提纯。本文对年产15万吨阴极铜反射炉精炼车间进行设计，其内容包括厂址选择、冶金计算其中包括物料平衡、热力平衡和燃料燃烧热值的计算；反射炉的结构主要尺寸数据和炉砌体的设计计算；环境保护和三废处理以及劳动定员。本设计总所选流程，技术上先进可靠，经济上合理可行。
关键词：铜；火法精炼；反射炉

目录
第1章文献综述1
1.1铜的性质1
1.1.1铜的物理性质1
1.1.2铜的化学性质1
1.2铜的生产现状1
1.3铜的精炼4
1.4选题依据5
第2章铜精炼工艺选择6
2.4.1回转式精炼炉6
2.4.2倾动式精炼炉7
2.4.3固定式反射精炼炉7
2.4.4固定式反射精炼炉的优势7
第3章厂址的选择与论证9
3.1厂址的选择的因素9
3.2厂址的选择论证9
第4章冶金计算10
4.1物料平衡计算10
4.1.1平衡计算11
4.1.2炉子装料量的计算13
4.2燃料燃烧计算14
4.2.1重油低发热量14
4.2.2空气需要量14
4.2.3实际燃烧产物生成14
4.2.4燃烧产物密度15
4.2.5燃烧温度计算15
4.3炉子热平衡及燃料消耗量计算15
4.3.1热收入16
4.3.2热支出16
4.4炉子主要性能指标的验算18
4.4.1最终热平衡及燃料消耗量核算18
4.4.2主要结构参数及工作指标的验算19
第5章炉子与附属设备的选择与计算21
5.1反射炉结构21
5.2反射炉使用的燃料与炉内热传递22
5.2.1燃料22
5.2.2炉内热传递22
5.3主要尺寸计算22
5.3.1炉床面积22
5.3.2长度与宽度22
5.3.3炉膛高度23
5.3.4下压炉顶处炉膛垂直断面24
5.4炉砌体的计算24
5.4.1炉顶24
5.4.2炉墙24
5.4.3炉底24
5.4.4炉门24
5.4.5扒渣口25
5.4.6放铜口25
5.5炉子主要附属设备的设计25
5.5.1燃油烧嘴25
5.5.2换热器25
第6章车间配置27
第7章环境保护和三废处理29
7.1概述29
7.2废水处理29
7.3废渣处理29
7.4废气处理30
第8章劳动定员32
8.1劳动定员原则32
8.2劳动定员的方法32
8.3劳动定员33
第9章技术经济分析34
9.1投资估算34
9.1.1设备投资估算34
9.1.2土建投资估算35
9.1.3其他费用估算35
9.1.4投资综合概算表35
9.2成本估算35
9.2.1原辅材料费35
9.2.2水、电、煤的消耗费用36
9.2.3生产工人的工资36
9.2.4车间经费37
9.2.5企业管理费37
9.2.6车间成本分布37
9.3经济分析38
结论39
参考文献40
致谢41

铜精炼工艺选择
现今铜的冶炼分火法和湿法，火法是其最主要的生产方式。
火法炼铜有造锍熔炼、冰铜的吹炼、粗铜的火法精炼、电解精炼这四个主要步骤。
1）造锍熔炼：熔炼是使其中的黄铜矿氧化得到金属铜、二氧化硫和含铁硅酸盐弃渣。造锍熔炼的方式有熔池熔炼和悬浮熔炼等。
熔炼反应式：
CuFeS2+(4+x)/2O2=Cu+2SO2+FeOx(渣)
2）冰铜吹炼：吹炼一般有转炉吹炼和连续炉吹炼，吹炼目的就是用氧化的方法把铜硫吹炼成粗铜。吹炼时，铁被氧化进入到炉渣内，硫则形成SO2进入烟气，金、银、钯、硒、碲等元素进入粗铜。
3）火法精炼的原理：一些杂质和氧的亲和力大于铜与氧的亲和力，其氧化物在铜液中难溶的性质，通过一系列的化学反应最后以产物除去或者挥发排出[7]。其目的就是要脱除粗铜中的硫和一些有害杂质，产出满足电解精炼的铜阳极而贵金属留在阳极铜中。粗铜火法精炼后产出铜阳极或者铜锭。
4）电解精炼：处理后的铜还有各种杂质需要使用电解法精炼得到精铜。电解需要的原料是粗铜、电解液和精铜片等，设备是电解槽。电解的反应原理是用粗铜作阳极，纯铜作阴极，硫酸铜溶液作电解液，通电后即可完成电解。
铜火法精炼的工艺可以分为回转精炼炉精炼、倾动式精炼炉精炼、固定式反射炉精炼三种。

反射炉车间配置