.PAGE.第三章鋅電積工藝過程及設備計算3.1概述工業上從硫酸鋅水溶液中電解沉積鋅有三種工藝：即低酸低電流密度法〔標準法；中酸中電流密度法<中間法>和高酸高電流密度法。目前我國多采用中酸中電流密度法的下限,低酸低電流密度法上限的電解法。表3-1為三種方法的比較。表3-1鋅電積三種工藝的比較工藝方法電解液含H2SO4〔克/升電流密度〔安/米2優缺點酸低電流密度法〔標準法110--130300--500耗電少,生產能力小,基建投資大中酸中電流密度法<中間法>130--160500--300生產操作比前者簡單,生產能力比前者大但比后者小基建投資小高酸高電流密度法220--300800～1000甚至大于1000生產能力大；耗電多；電解槽結構復雜。3.2設計任務設計生產能力為7萬噸鋅錠的電解設備3.3原始資料3.3.1設進入電解槽的電解液成份如表3-2所示：表3-2進入電解槽的電解液成份〔克/升組成ZnFeCdCuCOMn〔克/升1200.0450.0050.00040.0054.7203.3.2電解后電解廢液成份如表3-3所示表3-3電解廢液成份〔克/升組成ZnFeCdCuCOMn〔克/升460.0280.0030.00020.0053.2173.3.3一些技術條件及技術經濟指標用于制造鋅粉之鋅錠占年產鋅錠量的百分比,β=0.028；年工作日為330日。陰極鋅熔鑄直收率η1=97%陰極電流密度D陰=520安培槽電壓V槽=3.20伏電流效率ηi=98%陰極規格長×寬×厚=1000×666×4〔毫米3.4工藝過程及設備計算3.4.1物料平衡及電解槽計算陰極鋅成份的計算在電積過程中,一部分銅、鐵、鎘與鋅一齊在陰極上沉積,一升電解液得到的陰極鋅含金屬量如表3-4所示。表3-4一升電解液沉積的金屬量〔克組成ZnFeCdCu共計〔克64.000.0050.0020.000264.0072鉛-銀陽極在電解過程中被腐蝕,使一部分鉛進入到陰極鋅中。設陰極鋅含鉛0.006%則進入到陰極鋅中鉛的量為：克那么陰極鋅的成份如表3-5所示。表3-5陰極鋅成份組成ZnPbFeCdCu共計重量〔克64.000.00380.00500.00200.0002064.0110%99.9830.0060.00780.0030.00031003.4.2所需電解槽數量的計算〔1每日應產出的陰極鋅量的計算。Q1=噸式中：Q1每日應產出陰極鋅的數量,噸；Q設計生產能力,噸鋅錠/年；β用于制造鋅粉之鋅錠占年產鋅錠量的百分比,%；m年工作日,日；η陰極鋅熔鑄直收率,%。Q1=噸/日〔2陰極有效總面積及片數的計算陰極有效總面積的計算。×106米2式中：F陰極有效總面積,米2Q每日產出的陰極鋅量,噸；D陰極電流密度,安培/米2；η電流效率,%；1.2195鋅的電化當量,克/安培；24電解析出時間,小時。F=×106=15086米2陰極邊上裝有塑料絕緣條,沒邊各占區陰極板寬7毫米,陰極浸沒于電解液的深度為0.87米,則每片陰極的有效面積〔按兩面計為：f陰=0.87××2×2=1.13米2故共需陰極片數n==片設一個電解槽裝陰極片32塊,則共需電解槽數為：個每個電解槽的陰極總面積為：1.13×32=36.16米2取備用電解槽24個,則一共有電解槽560個。這就可把電解槽分為兩個系列。每個系列有280個電解槽,在每個系列中可按35個電解槽組成一組,共八組為一系列。3.4.3電解槽內部尺寸大小的計算電解槽內部寬度的計算。設陰極邊緣到槽壁距離為95毫米,則電解槽內寬為：B=666+2×95=856≈860毫米電解槽內部長度計算。設每片陰極厚度為5毫米,每片陽極厚度為10毫米,陰陽極間距離為34毫米,電極到兩端壁距離為125毫米,每個電解槽有陰極片32片,陽極片33片。則電解槽內部長度為：L=32×5+33×10+32×2×34+125×2=2916毫米電解槽內部高度的計算。設槽內液面至槽面的距離為100毫米；槽內陰極浸入電解液的深度為880毫米；陰極下部端緣距槽低500毫米。則電解槽的內高位：H=100+880+500=1480毫米故電解槽的內部尺寸為：長×寬×高=2916×860×1480〔毫米電解槽容積〔不設槽內冷卻器為：V槽=L×B×H=2.916×0.86×1.48=3.711米2電解槽體的材料有木質及鋼筋混凝土兩種。目前多采用鋼筋混凝土電解槽。電解槽內襯耐腐蝕的材料有：鉛皮、聚氯乙烯、環氧玻璃鋼、輝綠巖等。3.4.4通過電解槽電流強度的計算一個電解槽的陰極總面積為36.16米2故電流強度I=36.16×520=18803安培設富余5.4%則I=18808×1.054=19818.362安培3.4.5整流設備選擇整流設備總功率按下式計算。式中：W整流設備總功率,千瓦；Q每天應產出的陰極鋅總量,噸；E槽電壓,伏,取E=3.25伏則千瓦系列中的電壓降為總電壓降的1-2.5%,取1.5%,則總電壓降為：280×3.20×〔1+0.015=909.44伏選用GHS-10000/0-800硅整流器。單臺功率8000千瓦。故需整流器臺數為：臺取4臺每系列由2臺硅整流器供電,總電流為：10000×2=20000安培。整流器設備功率與電解槽數量要求相適應。3.4.6進入電解槽電解液數量的計算供給一個電解槽的電解液數量可按如下計算。式中：Q進入一個電解槽的中性電解液數量,升/小時；I通過電解槽的電流強度,克/安培；q鋅的電化當量,1.2195,克/安培η電流效率,%N電解槽數目,個P中性電解液含鋅量,克/升；p廢電解液含鋅量,克/升。故升/小時一個電解槽每天需中性電解液數量為：303.7×24=7289升/天全部電解槽每天共需中性電解液數量為：7289×417=3040米33.4.7廢電解液數量的計算一小時供中性電解液303.7升,含鋅120克/升,此時電解液比重為1.258。因此中性電解液重量為：公斤在陽極上析出氧量為：公斤電極反應為：ZnSO4+H2O→Zn+H2SO4+1/2O2<直流電>析出的錳的量為：公斤故共析出：19.437+4.804+0.456=24.697公斤剩余：382.05-24.697=357.35公斤。電解時有一部分電解液被蒸發而損失。設每平方米電解液表面每小時蒸發損失一公斤電解液。電解液表面積為：S槽—S極=2.508—0.328=2.18米2則蒸發損失為：2.18×1=2.18公斤。由于電解液飛濺液要損失一部分電解液,設為0.3%,則飛濺損失為：303.7×0.003=0.911公斤損失電解液量一共為：2.18+0.911=3.09公斤故從一個電解槽每小時流出的廢電解液量為：357.35—3.07=354.28公斤/小時設此時電解液的比重為1.18,則廢電解液的體積為：升/小時3.4.8進入陽極泥中各成分的計算設陽極消耗的鉛量誒：每噸陰極鋅為1.5公斤。則析出20.173公斤鋅,消耗鉛量為：公斤進入陰極鋅中的鉛量為：公斤進入陽極泥中的鉛量為：0.0303—0.00012=0.03018公斤換算成PbO2=公斤〔其中Pb=0.03018公斤,O2=0.0462公斤一個電解槽沉淀的錳量為0.456公斤換算成MnO2=公斤〔其中Mn=0.456公斤,O2=0.265公斤故進入陽極泥的總量為：0.03487+0.721=0.7558公斤〔其中O2=0.2998公斤3.4.9進入大氣中的氧量4.804—0.00465—0.265=4.5344公斤3.4.10編制一個電解槽的物料平衡根據以上計算結果,編制一個電解槽的物料平衡,如表3-6所示。表3-6一個電解槽的物料平衡加入產出序號項目公斤%序號項目公斤%1中性液382.0599.991陰極鋅19.4375.092從陽極進入的鉛0.030180.012陽極泥0.75580.1983廢電解液354.2892.724進入大氣中的氧4.53441.195損失3.070.86誤差-0.00292共計382.08018共計382.080121003.5電解槽熱平衡計算通常以單個電解槽為基礎進行計算,然后計算出全車間或一個系列電解槽在電解過程中總的剩余熱量。電解槽熱平衡按下面式子計算。Q電流+Q新=Q廢＋Q蒸＋Q濺＋Ｑ輻＋傳＋Ｑ余式中：Q電流電流通過產生的熱量,千卡/小時；Q新新液帶入熱量,千卡/小時；Q廢電解廢液帶走的熱量,千卡/小時；Q蒸電解液表面蒸發損失的熱量,千卡/小時；Q濺電解液噴濺損失的熱量,千卡/小時；Ｑ輻＋傳輻射、對流和傳導損失的熱量,千卡/小時；Ｑ余剩余的熱量,千卡/小時。3.5.1熱收入〔1電流通過電解液產生的熱量Q電流=0.239IEt×10-3千卡/時式中：I通過電解槽的電流,18803安培；E為電解液、極板、陽極泥及濃差極化的電壓降。在一般情況下,占槽電壓的20%。即E=3.20×0.2=0.64伏t通電時間,秒,3600秒；故Q電流=0.239×18803×0.64×3600×10-3=10354千卡/時。〔2新液帶入熱量Q新=m1c1t1千卡/時式中：m1單位時間進入電解槽的新液重量,公斤/小時c1新液比熱,千卡/公斤·℃；t1加入新液的溫度,℃。從冶金計算得知,進入電解槽的新液量為：382.05公斤/時。電解液配液采用大循環方式進行,新液：廢液=1:5,要求混合后進入電解槽新液溫度為35℃,此時電解液的比熱為：0.78千卡/公斤·℃。Q新=382.05×0.78×35=10430千卡/時Q收=10430+10354=20784千卡/時。3.5.2熱支出廢電解液帶走的熱廢電解液為354.28公斤/小時,設廢電解液溫度為40℃,此時電解液的比熱為0.8千卡/公斤·℃,則Q廢=354.28×40×0.8=11337千卡/時〔2電解液表面蒸發損失的熱Q蒸=S液表面×W×q汽式中：S液表面電解槽中電解液有效表面積,米2；已求出S液表面=2.18米2；W電解液表面蒸發損失的水量,公斤/米2·時。根據銅電解液中水的蒸發量與溫度的關系可確定40℃時電解液單位表面蒸發的水量W=1.公斤/米2·時；q汽40℃時水的汽化潛熱為578千卡/公斤。故Q蒸=2.18×1.0×578=1260.04千卡/時。〔3電解液飛濺損失的熱量為：0.911公斤故Q濺0.911×40×0.8=29.2千卡/小時。<4>輻射、對流和傳導損失的熱Q輻+傳=<Q蒸+Q濺>=〔1260.04+29.2=143.2千卡/時Q支=11336+1260.04+29.152+143.2=12768.43.5.3剩余熱Q剩=21108-12768.4=8339.6千卡/時根基計算結果,編制熱平衡表如表3-7所示。表3—7鋅電解槽熱平衡熱收入熱支出序號名稱千卡%序號名稱千卡%1電流產生熱10515.850.341廢液帶走熱1133654.742新液帶入熱1043049.662電解液蒸發損失熱1260.045.83電解液飛濺損失熱29.1520.144輻射、對流、傳導損失熱143.20.665剩余熱8339.638.65共計20945.8100共計20945.8100計算可知：鋅電解槽中熱量大大過剩。因此電解液必須冷卻。鋅電解液冷卻方法有以下幾種：槽內冷卻；〔2真空蒸發冷卻；〔3冷卻塔冷卻。表3-8為各種冷卻方法的適用條件及優缺點。冷卻方式的的選擇,需根據工廠的生產規模、電流強度、循環方式、溫度要求、氣候條件和供水條件等因素,經多方案比較確定,可選擇其中的一種或兩種方式相結合的方案。我國株洲冶煉廠原來才用真空蒸發冷凍機冷卻電解液,實踐表明,每年耗費蒸汽13萬噸,電力320萬度和循環冷卻水2584萬立方米。據報道,該廠1980年起試建一臺50平方米空氣冷卻塔,取得了滿意的經濟效益。現在已改用空氣冷卻塔來冷卻電解液,改造后,每年節約標準煤18000噸,節約經營管理費220萬元。經濟效益顯著。可見,方案的選擇是至關重要的。表3-8鋅電解液各種冷卻方式比較冷卻方式槽內冷卻真空蒸發冷卻冷卻塔冷卻適用條件生產規模小,電流強度小,一般為小循環,供水充足,水溫低〔一般為地下水。生產規模大,電流強度大,大循環,建廠地區氣溫高,濕度大。生產規模大,電流強度大,大循環,建廠地區氣溫低,濕度小,供水困難,水價高。優點設備制造簡單,容易上馬；不需單獨管理；無動力消耗。不受地區氣候條件限制,能保證電解液達到較低溫度；電解槽利用系數大；由于蒸發時帶走水份,克增加洗渣水量,降低渣中水溶鋅；提高鋅直收率,降低酸耗。便于自動控制。設備制造比較簡單；投資少；不消耗水和蒸汽；經營費低；可蒸發部分水份。缺點間接熱交換,水消耗量大；受地區氣象條件限制；電解槽利用系數小；消耗有色金屬。設備制造復雜；蒸汽和水消耗量大；投資大能耗高；經營費用高；需經常清理結垢物。受地區氣溫和濕度限制較嚴重,當電解液溫度接近或超過空氣濕球溫度,不能采用。第四章電解經濟技術指標4.1主要設備選擇4.1.1電解槽〔1結構形式和內襯防腐材料的選擇電解槽一般為鋼筋混凝土結構的長方形槽體,其出液端設有溢流堰和溢流咀。當采用鉛或塑料時,底部應留檢漏孔。電解槽通常為預制。槽與槽間應留20-40毫米絕緣縫,槽壁與樓板間留有80-120毫米絕緣縫,電解槽低于支撐梁之間應置有絕緣瓷瓶或瓷磚。電解槽的內襯防腐材料,通常的有鉛板、塑料和環氧玻璃鋼等；近年來有的廠試用無內襯輝綠巖鋼筋混凝土電解槽。電解槽內襯防腐材料及使用情況見表4—1。表5—1鋅電解槽內襯防腐材料及使用情況內襯防腐材料鉛板聚氯乙烯環氧玻璃鋼輝綠巖內襯瀝青麻布或瀝青毛氈或瀝青馬蹄脂隔離層,襯3—5毫米鉛皮隔離層同左,內襯3-5毫米軟聚氯乙烯板,側壁或底部應加設軟或硬聚氯乙烯保護板一底四布二面。一純環氧樹脂為最好,也可摻入少量煤焦油或呋喃樹脂,側壁和底部加設塑料保護板施工質量好,不需內襯,新槽發現滲漏時可加襯1-2層環氧玻璃布或呋喃樹脂膠泥抹面外部防腐端壁：瀝青馬蹄脂5-10毫米側壁：瀝青馬蹄脂2-4毫米端壁：3毫米聚氯乙烯軟板端壁：一底二布一面側壁：二低二面無防腐層造價〔元/米8800-1100400-500400-500200-300壽命〔年約55-8約5適量好5年以上,質量差2-3年優缺點施工簡便,易發生鉛板砂眼穿孔,檢漏困難,消耗大量有色金屬,有微量鉛溶解,影響陰極鋅質量,但修補容易施工簡便,防腐性能好,修補容易,使用時間長后易老化變形,無保護板側壁被極板碰破施工較復雜,不能從外部檢漏,使用時間長后有龜裂現象,環氧樹脂供應困難,耐腐蝕性能好,修補容易,無保護板襯里,易被極板碰破槽體施工困難,抗滲性尚未解決,干濕變化易龜裂,目前處于試用階段經比較決定我廠電解槽內襯防腐材料選用聚氯乙烯。〔2陰極、陽極的選擇陰極：陰極由極板、導電棒、導電片和絕緣條組成。極板規格根據生產規模和材料供應情況而定,我廠陰極為高1000毫米,寬666毫米,厚4毫米的鋁板。導電棒用鋁澆鑄而成,吊環采用與導電棒一次澆鑄成的鋁吊環,以便于廢舊極板的回收,板棒間可全部焊接或鑄焊結合。導電片用銅鋁對焊導電片、鋁板端與導電棒直接焊接,以減少其接觸電壓降。絕緣條使用粘接聚乙烯條,粘接質量好可以與陰極同壽命。陰極的數量除裝槽外,應有一定的備用量,約為裝槽數量的15%-20%。陽極：陽極由鉛銀合金板、導電棒和絕緣器組成。鉛銀合金板有壓延和鑄造兩種：壓延板強度大,壽命長；鑄造板制造方便,重量輕,但壽命較短。我廠選用壓延板。板面可制成格網式,格網式雖強度差,易彎曲,但增大了陽極面積,降低了陽極電流密度,重量輕。板面尺寸比陰極小些,沉沒于電解液中的各邊比陰極小20毫米,為高980毫米,寬620毫米,厚6毫米。導電棒為斷面12～14×40～46毫米的紫銅板,先經鍍錫,再外包鑄2-3毫米厚的鉛。鑄造陽極可同時澆鑄,壓延陽極時先鑄好棒后焊接。用橡膠絕緣器。陽極的備用數量為裝槽數的5-10%。4.1.2新液貯槽和電解廢液貯槽為穩定生產,需貯存一定量的新液和電解廢液,通常兩者貯量相同,我廠按每天溶液消耗量的40-60%或8-16小時貯備。貯槽槽體為鋼筋混凝土搗制或鋼板焊接。電解廢液貯槽為鋼筋混凝土搗制內襯采用環氧玻璃鋼。新液貯槽采用鋼板槽不需內襯。表5-2為我廠鋅電解車間溶液貯槽設計使用情況。4.1.3溶液輸送泵鋅電解車間的溶液有新液和電解廢液。新液無腐蝕性,可選用普通材料的清水離心泵。電解廢液含硫酸約10%,應選用耐腐蝕離心泵。備用率取30-40%。4.1.4橋式起重機由于電解出裝槽作業頻繁,我廠屬中型廠應選用帶操縱室的重級工作制〔JC=40%雙梁式起重機。為安全著想起重機的絕緣設施,采用大車、小車和吊鉤三道絕緣。起重量一吊裝最大重量物件為準,我廠為中型車間應選用3噸。跨度按車間配置而定,中型車間廠房跨度12米,起重機跨度可選10.5米。起重高度結合廠房高度而定應為12米。起重機臺數為每兩列電解槽安裝1臺。表4-2我廠鋅電解槽及陰極、陽極規格項目單位所設計廠Ⅰ、Ⅱ系列Ⅱ系列電解槽：槽數長寬深防腐材料個毫米毫米毫米50428188601470軟聚氯乙烯25228188601470軟聚氯乙烯裝槽最大極板數：陰極陽極片/槽32333233陰極：長寬厚有效面積重量絕緣材料毫米毫米毫米米2/片公斤/片10006664聚乙烯10006664聚乙烯陽極：長寬厚重量絕緣材料毫米毫米毫米公斤/片975620646〔鑄造網格板聚乙烯975620646〔鑄造網格板聚乙烯4.2輔助設備掏槽裝置及陽極泥處置工藝流程電解槽中陽極泥的清理,采用機械處理。目前多采用真空抽取法。設備選擇和配置要求〔1真空設備可選用SZ-3或SZ-4型水環式真空泵1臺。其技術參數：抽氣量60～80公斤/時；吸氣壓力200～250毫米汞柱；排出壓力780～800毫米汞柱,當工作蒸汽壓力為3、4、5、6公斤/厘米2時,相應的蒸汽消耗量為900、600、450、350公斤/時。〔2真空泵可低位安裝。真空泵與受液器之間設置氣水分離器。〔3受液器容積為1～2米2不銹鋼制作,其直徑與高度比為1：2～3。安裝標高應在6～7米以上,以便陽極泥漿連續放出。〔4液封槽槽體用鋼筋混凝土制作,內襯環氧玻璃鋼制作。槽容積約1～2米2。安裝時應保持與受液器凈高差大于6～7米。4.3.技術操作條件及質量要求1>熔鉛鍋溫度控制:加氯化銨時大于700。C；加銀粉時820～850。C；澆注時680～700。C。鉛液成分：Pd99%,Ag1%。為防止銀粉熔化和分布不均勻,可以先在小坩堝中將鉛液〔800～1000和銀錠〔或銀粉配制成含銀較高的鉛銀合金〔含銀約為30%,然后再熔鉛鍋中加電鉛熔化成含鉛99%、銀1%的鉛液進行澆鑄。也有時是在鉛水溫度800。C以上時直接加入銀粉,攪拌均勻后進行澆鑄。2鑄板和鑄棒要求外觀平整,無飛邊毛刺,鑄板無空洞,尺寸符合要求。導電棒的銅棒先經鍍錫,再包鑄3毫米厚鉛。3壓延和剪板〔壓延陽極坯錠外形尺寸為450×370×40毫米,厚度均勻,表面不現藍色,不夾渣。錕壓要求：最終厚度6毫米,無殘缺和裂紋。剪板要求：尺寸誤差小于5毫米。4銅棒酸洗鍍錫洗液配比：硝酸:水=1：3～4。酸洗質量要求：銅棒顯露金屬光澤。鍍錫：溫度300～400。C,浸泡時間10～20分。4.4.陽極使用設備以下表為年產7萬噸電鋅廠陽極〔澆鑄制造所用設備。陽極〔澆鑄制造所用設備名稱規格或性能單位數量熔鉛鍋直徑1200毫米個1陽極模鑄鋼加工,對開2片模尺寸:1127×720×6毫米臺1剪板機刀片長1000毫米臺1酸洗槽1300×600×420毫米,鋁板焊個1鍍錫鍋內部尺寸:1040×380×145毫米鋼板焊接,電阻絲加溫個1煤氣鼓風機JN6-3-18型,風量18米3/分個1排風機4-62-11,N5A臺1陽極棒模鑄鋼加工模尺寸:944×57×18毫米臺1電動葫蘆TV-0.5型,起重量0.5噸,起重高度6米臺14.5陰極制造一般委托外廠加工,大型工廠可自制,以一個工廠為例說明。1.技術操作條件及質量要求<1>熔鋁反射爐爐溫控制:熔化800～850。C；澆鑄750～850。C。質量要求：鋁板放正,偏角小于1.5。；板棒結合緊密,導電棒飽滿平滑。〔2剪板沖孔剪板：長度誤差10毫米,Q3寬度誤差5毫米,垂直度100：1。沖孔：長邊6～8孔,短邊4～5孔。〔3粘邊鋁板加熱溫度：約300。C；聚乙烯條加熱溫度：100～150。C〔半熔狀態；粘壓時間：15～20分。4.6陰極使用設備以下為年產7萬噸電鋅廠陰極制造所用設備名稱規格或性能單位數量熔鋁反射爐熔池容量1.85噸,面積2.2米2臺1鑄模尺寸：944×46×14毫米,共12塊臺1沖剪兩用機剪板圓形刀片直徑150毫米；沖頭方形刀片,沖程40毫米臺1沖孔機孔徑直徑6.5毫米,沖程20毫米臺1電阻爐內部尺寸：1300×920×800毫米,裝21片,功率32千瓦臺1粘邊機直徑3000毫米,上下兩層,同時粘8片臺1乙炔發生器Q-3型,發生量3米3/時,乙炔壓力0.45～1大氣壓臺14.7配置說明〔一配置說明1.車間配置〔1主廠房占地面積與生產能力的關系,下表為一些鋅電解廠房占地面積和生產能力關系。廠別占地面積〔米2陰極鋅生產能力〔噸/日單位占地面積陰極鋅產量〔公斤/日.米21669629742.62115459.751.732432.9712.34〔新建車間94037.740烏斯契卡明諾哥爾斯克鋅廠〔蘇510021442列寧諾哥爾斯克鋅廠〔蘇688522432.5〔2作業場占地面積作業場包括陰極鋅片沖洗、剝離,陰極板清刷,陰陽極準備等操作的占地面積。下表為一些工廠作業場占地面積與生產能力。一些工廠作業場占地面積與生產能力廠別作業場占地面積〔米2陰極鋅生產能力〔噸/日單位產量需作業場面積〔米2/噸.日121302977.2253059.78.931082.9736.4432437.78.6一般大、中型工廠的作業場可考慮取7.2～8.9米2/噸.日。<3>車間配置與電路車間配置涉及直流供電電路,應力求節約導電板材料和減少電路電壓降。國外有一種方案由25～30個電解槽組成一列,再由數列槽組成單獨分開供電的系列。每一系列第一列的端槽陽極導電板和最后一列的端槽陰極導電板與整流站來的導電母線連接,配置比較緊湊,廠房占地面積小,節約導電板并減少線路電壓降。每列槽上需制一臺特制平臺吊車,廠房跨度較大,結構比較復雜。為克服上述困難,可采取類似此方案,由較少列數〔2～6電解槽組成供電系列。2.電解槽的配置電解槽的配置與采用的出裝槽設備有關。國內普遍采用電動橋式起重機,起重量3～5噸,跨度10.5～11米。根據電解槽的長度,槽列之間的距離,槽壁與槽墻之間距離的要求,采取兩列槽為一單元的配置方案,并由若干單元組成一個系列〔供電回路。大、中型工廠每列槽數可取25～50個,小于25槽則不經濟,大于50槽則作用于相鄰兩列之間對稱兩槽的電壓過大,對操作不安全,距離過長,起重機負荷增大,設備運轉也不安全。槽列之間及電解槽與墻壁之間的距離：相鄰兩列電解槽之間距離為2.0～2.7米。大、中型工廠應大于2.5米,小型工廠可取2米。電解槽與廠房墻壁之間的距離為1.5～2.5米,大、中型工廠應大于2米,小型工廠可取1.5米。電解槽安裝高度：電解槽一般安裝于基柱的橫梁上,電解槽槽面高出樓面約0.6～0.7米。3.作業場位置作業場的位置不宜設置在相鄰兩系列槽之間,而應設置于每系列的一端。4.廠房標高鋅電解廠房一般為兩層,主要作業在二樓進行。二層樓面標高為3.5～4.0米,大、中型工廠可取3.8米以上。廠房高度應根據出裝槽設備、作業場內空氣中酸霧含量及通風要求確定。一般大、中型廠電解槽槽面至屋架梁下弦為8～12米,小型工廠,如陰極電流密度小,可低于此數之下限。5.廠房跨度廠房跨度系根據電解槽長度及有關距離確定,并需與選用起重機的跨度相適應。當采用兩列槽為一單元的配置方案時,廠房跨度可取9、10、12、15米。6.電解廢液中間貯槽及輸液泵房的配置電解槽中排出的電解廢液應集中輸出。電解廢液中間貯槽及輸液泵房應于電解主廠房分開叉緊靠廠房,其位置可在兩系列的中間。第五章廠址選擇與論證廠址選擇對工業企業的建設速度、建廠投資、生產發展、經濟效益、環境保護及工農關系等具有重要意義。5.1選址原則1、節約土地是我國的基本國策；2、必須服從于當地規劃和城市建設總結規劃要求；3、有得于節約投資,降低造價,提高經濟效益；4、要全面的規劃,合理的工業布局；5、注意環境保護和生態平衡,保護名勝古跡；6、有利于生產、交通施工、方便生活；7、有良好的交通運輸、水、電、燃料以及輔助材料的供應條件；5.2選址注意問題1．工業布局問題建設一座有色冶金廠,對全國的工業布局、一個區或一個城市的合理發展、個工業區之間的經濟協調以及農業發展等起著重要作用,應根據工業布局"大分散、小集中、多搞小城鎮"的方針,按"工農結合,城鄉結合,有利生產,方便生活"的原則,進行廠址選擇和居住區規劃,使之符合工業布局總體規劃及城市建設規劃的要求。2．原材料供應及交通運輸條件有色金屬冶煉是連續性的,物料吞吐量一般較大,大型冶煉廠每晝夜要處理數千噸物料,產處數百噸至數千噸產品。例如,每年產量為40萬t的氧化鋁廠,晝夜貨運量可達8~10千噸以上；銅和鉛鋅企業的貨運量,按每噸產品計算,分別為15~20噸和5~10噸,如年產9萬噸陽極銅、34~36萬噸硫酸的某冶煉廠,每年運輸量為172萬噸,按每噸銅計,運輸量達19噸。可見運輸量是非常可觀的,如不及時"吞吐"。勢必影響生產,因此在選擇廠址時,必須充分考慮交通運輸問題。為了減少運輸費用,在保證良好的運輸條件下,應使廠址盡可能接近原材料基地和銷售市場。我國銅、鉛、鋅、錫的生產,50%以上的產量靠近原材料基地,有的還組成了采、選、冶聯合企業。3.供水供電條件有色冶煉廠一般是大量用水和耗電多的企業。列入某廠在煉銅和制酸過程中,日耗新水兩27.8萬噸,其中每噸粗銅耗水量大400~650噸；濕法煉鋅廠每廠一噸粗銅耗水量達300~400噸；某燒結法氧化鋁廠,根據設計數據,每噸氧化鋁耗新水25噸,耗循環水95噸。耗電量則隨產品和方法而異,如生產一噸電銅耗電1000~1300kw·h,生產一噸電鋅耗電3000~6000kw·h,生產一噸鋁錠耗電15000~20000kw·h,建設一座年產10萬噸鋁錠的電解鋁廠,需要一座容量為25×10^4kw左右的發電站作保證。因此希望廠址附近有充分的水源和電源。4.環境保護和節約用地問題有色冶金生產特點之一是無一例外的產出大量造成環境污染的"三廢"物質,除必須有完善的"三廢"治理工程設計外,在選擇廠址時,必須盡量考慮在主導風向和主要水流的下游位置,安排好"三廢"處理場地和廢渣堆放場地,要有良好的自然通風條件,并應考慮廠址附近居民點,城市發展規劃。農牧漁業及旅游勝地,自然保護區等問題。我國是農業大國,人口多,土地相對較少,耕地也較少。我國土地總面積約9.6×10^12㎡,人均為8.93×10^2㎡,遠低于世界人均量3.2×10^4㎡;耕地約1×10^12㎡,人均量約為9.33×10^2㎡,約為世界人均量的30%。因此在選擇廠址時,必須節約用地,不占或少占耕地,不拆或少拆建筑物,盡可能選擇荒山野嶺或坡地建廠。5.廠址的工程地質及水文地質條件冶煉廠的土建投資是相當大的,廠址地震等級不同會對建筑結構及基礎工程的投資帶來很大影響,因此廠址不能選在發震斷層地區和基本烈度為9級以上的地震區。此外,所選廠址的地耐力應不低于147.1~196.1kpa,地下水位最高也要低于基礎底面0.5m,廠址最低洼處要高于歷年最高洪水位0.5m以上；不能選在厚度較大的Ⅱ級自重濕陷性黃土地區和有泥石流或滑坡等危害的山區,廠址地下不宜有有用礦物礦藏或已開采的礦坑和溶洞等。6.廠址的協作條件冶煉廠一般是機械化自動化水平較高的現代化企業,為保證生產順利進行,必須有充足的設備及備品備件供應,要有強有力的機械加工和維修能力。若廠址附近具備這些條件,便可發揮專業化協作的優越性,減少輔助設施投資和降低生產成本。工廠在建設過程中的施工條件諸如磚瓦、沙石、石灰、水泥木材等能否就地取材,施工力量和施工場地是否具備等,都對建設進度起著一定的作用。在選擇廠址時,應該充分考慮XX附近是否具備這些條件,那種片面強調"小而全"不重視專業化協作的做法是不恰當的,甚至是錯誤的。然而,在具體確定廠址時,并不是每項條件都能滿足要求,只能考慮一些主要因素。例如,耗電量極大的電解鋁廠,首先就應考慮建在水電資源豐富并又足夠電力供應的地區；物料"吞吐"大的氧化鋁廠,首先就要考慮建在鋁土礦資源豐富和交通運輸條件較好的地區等等。在擬建一個新的有色冶煉廠往往要到工廠廠址的選擇問題,廠址的選擇是有色冶煉在設計中的主要任務之一,也是工業項目可行性研究中不可缺少的主要環節。

廠址選擇所涉及的范圍很廣,廠址選擇恰當與否,不公關系到建廠的總投資費用,施工條件的好壞,建設周期的長短,工廠能否近期投產,而且對建設和發展都有很大的關系,并且對工廠及本地區其它工廠的生產,居民的衛生條件有很大的影響,廠址的選擇是一項極為重要和復雜的工件,它是到政治,經濟技術,黨的方針政策和政府法令的綜合性工作,必須給予高度的重視,認真對待。第六章設備設計計算制圖第七章勞動定員配置原則：對生產崗位的定員主要是指崗位的性質和勞動數量來選定。不同素質的勞動人員應有不同的崗位配置,做到用其所長,避其所短,優化組合。各車間的管理應按車間總人數5%確定。鋅電解車間工人大部分在高溫、灰塵多的環境下工作,一般采取6～8小時工作時間。本設計確定電解車間的全員勞動生產率為350噸/年·人。因年產70000t電解鋅。故車間定員人數為70000/350＝200崗位分類與定員：見表8-1,8-2,表8-1車間領導機構及車間辦公室機構表崗位人數備注車間主任4負責全面工作車間黨委書記2負責黨務,政治思想工作車間副主任4其中生產副主任二人,設備副主任二人主任工程師3負責技術工作工程師6鋅電解生產工藝四人技術員5鋅電解、始極片加工、電解液處各三人安全員8負責車間安全技術工作車間成本會計5車間成本核算車間材料員9材料領用及發放勞資統計員4負責發放工資合計50