年产5000吨硫酸铜工艺设计——浸出反应釜的设计.doc

1、XX大学本科毕业论文（设计）题目 年产5000吨硫酸铜的工艺设计 学生姓名 专业名称 化学工程与工艺 指导教师 20xx 年 5 月 27 日 目录摘 要1Abstracts11.概 述21.1硫酸铜的性质21.2硫酸铜的用途及发展前景21.3碱式碳酸铜31.4硫酸铜的制备方法简介31.4.1利用氧化铜矿制硫酸铜41.4.2 酸浸出法41. 4. 3 酸浸直接法51. 4. 4 酸浸转化法51.4.5 氨浸出法51.4.6 溶铜沉铁酸浸-化学浓缩法61.4.7 酸浸-萃取法61.5硫酸铜的包装贮运72. 除铁法72.1 黄铵铁矾法除铁72.2 氢氧化铁沉淀除铁法82.3 一步结晶除铁法83.

2、设备及工艺介绍93.1颚式破碎机93.2雷蒙磨93.3工艺流程图104工艺计算1141物料衡算114. 1. 1 每天所需生产硫酸铜的质量114. 1. 2 每天所需处理的碱式碳酸铜矿中含Cu2(OH)2CO3的质量114. 1. 3 每天所需处理的废渣的质量114. 1. 4 每天所需处理的碱式碳酸铜矿的总质量12 4. 1. 5 每天需要的硫酸量.125浸出反应釜的设计计算125. 1计算完全反应后反应釜中CuSO4溶液的质量125. 2 反应釜的个数135. 3 每次每釜处理碱式碳酸铜矿的量135. 4 工艺流程中所需反应釜的个数146. 反应釜釜体设计146. 1 确定筒体和封头型式1

3、46. 2 确定筒体和封头直径146. 3 确定夹套直径156. 4 确定夹套高度157反应釜搅拌器的型式157. 1 桨式桨叶搅拌器157. 2 框式和锚式搅拌器167. 3 推进式搅拌器167. 4 涡轮式搅拌器167. 5 搅拌器的选型168设计结果16结束语17参考文献18致 谢19年产5000吨硫酸铜工艺设计 浸出反应釜的设计摘 要:硫酸铜是一种很重要的无机化工原料，在纺染、电镀、医药等方面都有很大的用途。本文论述了硫酸铜的生产工艺的发展概况、用途及产品市场分析，大致介绍了在工业上生产硫酸铜常用的除铁方法，主要探索了年产五千吨硫酸铜的工艺设计。设计中采用含铜量为20.02%的碱式碳酸

4、铜矿为原料来生产硫酸铜。着重描述浸出工序中的反应釜的工艺设计，通过控制条件制得纯度较高的硫酸铜饱和溶液，再经过结晶工序得到产品。在浸出工序中控制温度在90以上，采用间歇操作的方法制得硫酸铜饱和溶液。通过物料衡算，进行设备选型及浸出反应釜工艺尺寸的计算，设计出符合要求的浸出反应釜。关键词:硫酸铜 除铁 搅拌机 工艺设计 浸出反应釜The process design of Cupric sulfate of 5,000 tons per yearthe process design of the continuous rectifying towerAbstracts:The cupric su

5、lfate is one kind of very important inorganic industrialchemicals, is spinning dyes, aspect and so on galvanization, medicineall has the very big use. This article summarized the cupric sulfate production craft development survey, the use and the produce market analysis, Approximately introduced com

6、monly methods of eliminate the iron in the industry of producing the cupric sulfate, mainly explored The process design of cupric sulfate of 5,000 tons per year. In the design uses contains the copper quantity is 20.02% copper-concentrated ore produces he cupric sulfate for the rawmaterial. This art

7、icle mainly undertakes in the leaching working rocedure response cauldron technological design, results in the purity higher cupric sulfate saturated olution through the control condition, again obtains the product after the crystallization working procedure. Controls the temperature in the leaching

8、 working procedure in 90 above, uses the batch eration the side legal system to result in thecupric sulfate saturated solution. Through calculation of mass alance and energy balance, carry on the selection of equipment and calculation of process size of he bodies of leaching responds the cauldron, t

9、he leaching responds the cauldron that meets the request is designed.Keywords: Cupric sulfate Eliminates the iron Mixer Technological design The leaching responds the cauldron1 概 述1.1 硫酸铜的性质硫酸铜（CuSO45H2O），俗称胆矾或蓝矾，英文名称为Copper sulfate;bule vitriol;Roman vitriol，蓝色三斜晶系晶体，密度为1.28103kg/m3，分子量为249.68，易溶于水

10、，其水溶液呈微酸性，也溶于稀乙醇，不溶于无水乙醇，液氨。当加热到45时开始失去一个结晶水，102时失去二个结晶水，加热到113时失去四个结晶水，加热到258时失去全部结晶水而成浅白色无水硫酸铜粉末。当加热到650时，即分解为氧化铜（黑色粉末）： 2CuSO4 =2CuO+2SO2+O21.2 硫酸铜的用途及发展前景硫酸铜是一种重要的化工产品，有广泛的用途1。染料工业中用作生产含铜单偶氮染料，如活性艳蓝，活性紫；医药工业直接或间接地用作收敛剂和生产异烟肼、乙胺嘧啶的辅助原料；涂料工业用于油酸铜作为船底防污漆的毒害剂；电镀工业中用于硫酸盐镀铜和宽温度全光亮酸性镀铜离子添加剂；食品工业中用作抗微生物

11、剂，营养增补剂；农业上用作杀虫剂及含铜农药；在地质矿山工业中，用于选矿。由于硫酸铜有着如此广泛的用途，据分析，近年来硫酸铜在国内市场一直比较紧销，价格也逐渐上涨。此外，随着复微肥工业的发展，也需大量使用硫酸铜，使硫酸铜供求矛盾更加突出。国内目前虽然有许多家硫酸铜生产厂家，但由于我国是一个铜资源比较短缺的国家，生产受到限制，传统上以有限铜资源为原料生产硫酸铜的方法，其产品已远远不能满足市场日益增加的需求。人们正将注意力转向用铜矿来制取硫酸铜。1.3 碱式碳酸铜 化学式为Cu2(OH)2CO3，又名孔雀石（主要成分是Cu2(OH)2CO3，非纯净物），英文名：Basic cupric carbon

12、ate，是一种名贵的矿物宝石，属于碱式碳酸盐，是盐的一种。它是铜与空气中的氧气、二氧化碳和水等物质反应产生的物质，又称铜锈(铜绿）。在空气中加热会分解为氧化铜、水和二氧化碳。铜绿（铜锈）也是碱式碳酸铜（主要成分是Cu2(OH)2CO3，非纯净物）。由溶液中所得沉淀物初显绿色，放置后在溶液中变成暗绿色，它不溶于水，溶于酸。却溶于氰化物、铵盐和碱金属碳酸盐水溶液而形成铜的络合物；深天蓝色很亮的单斜系晶体，或紧密的结晶团状物。它不溶于水，溶于氨水和热而浓的碳酸氢钠溶液而成蓝色。美观的绿色粉末状晶体，加热至220时分解。不溶于水和乙醇，可溶于氨水生成二价铜的氨配合物。溶于酸形成相应的铜盐，溶于氰化物、

13、氨水、铵盐和碱金属碳酸盐的水溶液中，形成铜的配合物。在水中煮沸或在强碱溶液中加热时则可生成褐色的氧化铜。可与硫化氢反应生成硫化铜。在自然界中以孔雀石的形式存在。在空气中长时间放置，则吸湿并放出二氧化碳，慢慢的变为绿色的孔雀石。在自然界则以蓝铜矿的形式存在。1.4 硫酸铜的制备方法简介 表1 常见的含铜矿物矿 物 分子式 成 分（ %） Cu Fe S As Sb1硫化矿辉铜矿 Cu2S 79.9 20.1铜 蓝 CuS 66.5 33.5黄铜矿 CuFeS2或Cu2SFe2S3 34.6 30.5 34.9斑铜矿 Cu3FeS3 或 3Cu2S Fe2S3 55.6 16.3 25.1 斜方硫砷铜矿 Cu3AsS4 或 3Cu2S As2S5 48.4 32.6 19.0黝铜矿 Cu2SbS2 或 3Cu2S Sb2S3 46.7 23.5 29.8砷黝铜矿 Cu2AsS3或Cu2S As2S3 52.7 26.6 20.7 2.氧化矿赤铜矿