旋流电解铜开盖装置设计
摘要
本文完成旋流电解铜开盖装置的整体设计。它包括了对整个系统工作要求和受力情况分析，以及设计要求，确定整个开盖装置的结构设计。首先根据开盖机构任务书的主要参数，确定开盖装置的总体方案，然后逐个去设计每个部分。同时计算打开盖子的扭力，提升盖子的力，并结合实际情况对气缸尺寸及连杆进行校核。
最后根据气缸尺寸，合理设计联结机构和导向装置等辅助机构。根据以上参数绘制机械总图和重要非标准图。
关键字：开盖机构，校核，受力
第一章绪论
1.1 选题背景
科菲冶金科技股份有限公司拥有多位从事冶金技术和矿业工程方面的资深设计和研究人员，通过对多种金属提纯与分离的研究和试验，并结合国内外相关技术和先进经验，自主研制开发出旋流电解技术，填补了国内在智能化、选择性电解技术领域的技术空白，在包括铂、金、银、镍、钴、铜、锡、锌、镉等金属的生产和分离上有着无可比拟的技术优势，配套相关专用设备及技术专利若干。公司与北京设计院、南昌设计院、长沙设计院等国内知名有设计单位建立了长期和良好的合作关系、与中南大学、西北有研究院等科研院所建立校企或院企合作框架，聘有多名资深有行业专家为公司常年技术顾问，可承接镍、铜、钴、铅、锌、贵金属等矿业项目的咨询设计，并对中小型项目提供工程总承包。公司成立以来已经为多个海外及国内有工程项目提供技术支持，成绩斐然。
公司拥有一批高级管理人才，管理既严谨又灵活。公司坚持“质量第一，顾客至上”的原则，坚持“追求完善质量，提供优质服务”、“保持品质国内同行领先、跻身全球市场竞争舞台
”的质量方针。优良的质量管理和质量保证能力得到客户的一致好评。
展望未来，公司将断续加强与国内大专院校、国外知名企业的合作，继续深入推广旋流电解技术在冶炼、电镀及环保等行业中的废液及废渣里选择性提取有价金属的应用，继续深入研究从不同环境条件下有价金属提取的各种工艺技术条件，加强和完善该技术配套设备的开发和研制，完善现有配套产品的各项性能，使旋流电解技术和配套设备设施等高新技术产品系列化，为有金属矿山、冶炼厂及稀有金属
冶炼、电镀、PCB板回收处理、废渣废液处理等行业提供全方位的开发、设计、制造、安装、调试等更优质的服务，为金属回收设备的国产化和环保事业作出更大的贡献。
中国铜的生产状况和消费
中国铜的生产状况
据中国有金属工业协会提供的统计资料显示，2000年底中国精炼铜产量为137.11万吨，2005年达260.04万吨，5年间增长100余万吨以上，居世界第二位；精铜消费量也呈快速增长态势，2000年精铜消费量为190万吨，2005年达到368万吨，居世界第一位。
中国铜产业技术改造步伐明显加快，装备水平大幅提高。江西铜业集团公司、铜陵有金属集团公司、
云南铜业集团公司等骨干铜冶炼企业，先后引进了奥托昆普闪速熔炼、诺兰达熔炼等一批先进工艺和装备，使得中国铜企业的冶炼综合能耗呈现相当幅度的下降。
目前，中国铜企业的经济实力不断提高。2000年，中国铜冶炼企业(含矿山、冶炼联合企业和独立冶炼企业)实现产品销售收入337亿元人民币。2005年，中国铜企业已实现销售收入1098.6亿元人民币。
在中国国内铜产品需求增长和产量增加的带动下，中国铜产品进口快速增长。其中铜原料部分增加显著，特别是铜精矿和精铜的进口量增幅很大。2000年～2005年净进口量平均分别增长了17.49%和12.86%。
在中国政府的大力支持下，中国铜工业在国际化经营和投资取得初步进展。目前，中国国内4家铜企业4个牌号的精炼铜产品已在伦敦金属交易所(LME)注册，成为国际认可的品牌。目前，中国在已获得投资权益铜金属基础储量约650万吨，形成了近8万吨/年的矿铜精矿(金属量)
产能
铜的消费
我国既是铜资源较贫乏的国家又是世界上第二大铜消费国。从2001 年到2005 年，全球铜消费量增加了241.7 万吨，而中国的消费增量就达到152.5 万吨，占全球增量的63%。
中国铜消费行业主要是带动了电力、电缆行业的发展。发电情况在80年到90年年平均增长速度是7.5%，90-2000年增长是8.2%，2000年到2005年是12%，也就是说中国电力发展在近五年发展速度逐渐加快。装机容量应该从2005年9月份发电装容量突破5万亿千瓦。推动电力发展主要是电线、电缆主要大产品，其中中国电线、电缆在全球占的份额是20%。电信、电缆行业的用铜量是铜的绝对量，去年大概算下来是310万，这样一算国内电线、电缆行业占了将近60%，这是国内目前最大的用铜的情况。
对于未来的情况来看，电线、电缆未来用铜情况怎么样，主要看中国电力发 2
展情况。十一五期间电力投资还是比较大，根据电力行业资料，未来五年的投资
在3万亿左右，其中是电网、电站一半的格局。装机容量未来增长7-8%，这个速度未来电力发展增长速度应该比过去五年要放慢了。总体来说是增长，所以对电线、电缆行业发展情况来看，这个也是发展相对匹配的。7-8%的样子，所以电线、电缆这个行业有一个电力行业大概在增长9%。
铜的冶炼方法
从铜矿石中或精矿提取炼铜的方法较多，总括起来分火法和湿法两大类。
铜的湿法冶金
一般适于低品位的氧化铜，生产出的精铜称为电积铜。湿法炼铜目前主要用于处理氧化铜矿。有氧化铜矿直接酸浸和氨浸（或还原焙烧后氨浸）等法；酸浸应用较广，氨浸限于处理含钙镁较高的结合性氧化矿。处理硫化矿多用硫酸化焙烧-浸出或者直接用氨或氯盐溶液浸出等方法。①硫酸化焙烧-浸出法是将精矿中的铜转变为可溶性硫酸铜溶出；②氨液浸出法是将铜转变为铜氨络合物溶出，浸出液在高压釜内用氢还原，制成铜粉，或者用溶剂萃取-电积法制取电铜；氯盐浸出法是将铜转变为铜氯络合物进入溶液，然后进行隔膜电解得电铜。
(1)氧化铜矿酸浸法流程
氧化铜矿一般不易用选矿法富集，多用稀硫酸溶液直接浸出，所得溶液含铜一般为1～5g/L，可用硫化沉淀、中和水解、铁屑置换以及溶剂萃取-电积等方法提取铜。近年来，萃取-电积法发展较快。其主要过程包括：①用对铜有选择性的肟类螯合萃取剂（LiX－64 N，N－510，N－530等）的煤油溶液萃取铜，铜
进入有机相而与铁、锌等杂质分离。②用浓度较高的 H
2SO
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溶液反萃铜，得到含
中南大学怎么样铜约50g/L的溶液。反萃后的有机溶剂，经洗涤后，返回萃取过程使用。③电积硫酸铜溶液得电铜，电解后液返回用作反萃剂。生产流程见图1.2。
图1.2 氧化铜矿酸浸法流程
(2)硫化铜精矿焙烧浸出法
硫化铜精矿经硫酸化焙烧后浸出，得到的含铜浸出液，经电积得电铜。此 3
法适于处理含有钴、镍、锌等金属的硫化铜精矿，但铜的回收率低，回收贵金属较困难，电能消耗大，电解后液的过剩酸量须中和处理，所以一般不采用。
(3) 从贫矿石和废矿中提取铜
铜矿开采后坑内的残留矿、露天矿剥离的废矿石和铜矿表层的氧化矿，含铜一般较低，多采用堆浸、就地浸出和池浸等方法，浸出其中氧化形态的铜，而所含硫化铜则利用细菌的氧化作用，使之溶解。浸出液中的铜可用铁置换得海绵铜，或者用溶剂萃取-电积法制取电铜。
铜的火法冶金
火法炼铜是将铜矿（或焙砂、烧结块等）和溶剂一起在高温下熔化，或直接炼成粗铜，或先炼成冰铜（铜、铁、硫为主的熔体）然后在炼成粗铜。该法除部分预备作业及电解精炼作业外，均在高温下进行。其一般流程如图1.3：
图1.3 铜火法冶金的一般流程
火法流程最大的优点是适应性广，对各种不同的铜矿均能处理，特别是对一般硫化矿和富氧化矿很适用。
火法和湿法两种工艺的特点比较火法和湿法两种铜的生产工艺，有如下特点：
（1）后者的冶炼设备更简单，但杂质含量较高，是前者的有益补充。
（2）后者有局限性，受制于矿石的品位及类型。
（3）前者的成本要比后者高。
可见，湿法冶炼技术具有相当大的优越性，但其适用范围却有局限性，并不是所有铜矿的冶炼都可采用该种工艺。不过通过技术改良，这几年已经有越来越多的国家，包括美国、智利、加拿大、澳大利亚、墨西哥及秘鲁等，将该工艺应用于更多的铜矿冶炼上。湿法冶炼技术的提高及应用的推广，降低了铜的生产成 4
本，提高了铜矿产能，短期内增加了社会资源供给，造成社会总供给的相对过剩，对价格有拉动作用。
总之，火法和湿法炼铜都各有利弊，选用哪种方法，应根据矿物的特点，当地的经济情况，交通运输情况，地理条件，气候条件，特别是应根据矿物特点（化学成分，物相组成，含铜量，脉石组成等）和当地经济条件（燃料，水，
旋流电解技术介绍
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