第一篇：農(nóng)機(jī)生產(chǎn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)

農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)

生產(chǎn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)

學(xué)院：機(jī)械工程學(xué)院

機(jī)械工程學(xué)院

農(nóng)業(yè)機(jī)械化及自動(dòng)化

前言

生產(chǎn)實(shí)習(xí)是工科院校學(xué)生完成基礎(chǔ)課學(xué)習(xí)后，在專(zhuān)業(yè)課學(xué)習(xí)前進(jìn)行的一項(xiàng)教學(xué)過(guò)程，它是本專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)重要組成部分，是教學(xué)計(jì)劃的一個(gè)重要實(shí)踐性環(huán)節(jié)，也是學(xué)生接觸生產(chǎn)實(shí)際，加深對(duì)專(zhuān)業(yè)認(rèn)識(shí)的一個(gè)良好機(jī)會(huì)。其目的是使學(xué)生了解和掌握本專(zhuān)業(yè)的實(shí)際生產(chǎn)知識(shí)，了解大型現(xiàn)代農(nóng)業(yè)機(jī)械的工作原理、性能，培養(yǎng)學(xué)生的動(dòng)手能力及在生產(chǎn)實(shí)際中調(diào)查研究、觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決生產(chǎn)實(shí)際問(wèn)題的能力和方法，為后繼專(zhuān)業(yè)課的學(xué)習(xí)和畢業(yè)設(shè)計(jì)打下良好的基礎(chǔ)。同時(shí)，學(xué)習(xí)工人的艱苦耐勞的優(yōu)良品質(zhì)，熱愛(ài)祖國(guó)，培養(yǎng)刻苦鉆研的學(xué)習(xí)精神和創(chuàng)新能力，加強(qiáng)學(xué)生的素質(zhì)教育。

目錄

1、生產(chǎn)實(shí)習(xí)的目的????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4

2、實(shí)習(xí)內(nèi)容及要求????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4

3、具體實(shí)習(xí)基地及參考實(shí)習(xí)內(nèi)容????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????4

4、實(shí)習(xí)方法??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????5

5、生產(chǎn)實(shí)習(xí)中對(duì)學(xué)生的要求????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????6

6、實(shí)習(xí)考核及成績(jī)?cè)u(píng)定????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7

7、實(shí)習(xí)考核方式 ?????????????? ?????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7

8、實(shí)習(xí)報(bào)告格式???????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????7

一、生產(chǎn)實(shí)習(xí)的目的

農(nóng)業(yè)機(jī)械化及其自動(dòng)化專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的主要目的是：

1、了解我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化的現(xiàn)狀及與國(guó)外的差距；

2、了解各種耕種機(jī)械的結(jié)構(gòu)、工作原理及性能；

3、了解各種收獲機(jī)械的結(jié)構(gòu)、工作原理及性能；

4、了解常用農(nóng)產(chǎn)品加工工藝及設(shè)備；

5、了解現(xiàn)代農(nóng)作物耕種、收獲作業(yè)的機(jī)械化作業(yè)全過(guò)程以及環(huán)境（如天氣、土壤）對(duì)農(nóng)業(yè)機(jī)械工作性能的影響；

6、了解農(nóng)業(yè)機(jī)械的加工工藝和制造方法；

7、了解新技術(shù)，開(kāi)闊視野，擴(kuò)大知識(shí)面；

8、學(xué)習(xí)工程技術(shù)人員分析問(wèn)題和解決實(shí)際問(wèn)題的方法，理論與實(shí)踐相結(jié)合；

9、增加學(xué)生對(duì)專(zhuān)業(yè)的認(rèn)識(shí)，培養(yǎng)理論聯(lián)系實(shí)際的良好學(xué)風(fēng)，使學(xué)生樹(shù)立為我國(guó)農(nóng)業(yè)機(jī)械化而努力學(xué)習(xí)的決心。

二、實(shí)習(xí)內(nèi)容及要求

生產(chǎn)實(shí)習(xí)主要通過(guò)以下方式進(jìn)行：

1、工廠、農(nóng)場(chǎng)參觀。到不同的與農(nóng)業(yè)產(chǎn)業(yè)相關(guān)的工廠參觀學(xué)習(xí)，如大型農(nóng)場(chǎng)、農(nóng)產(chǎn)品加工廠等，同時(shí)邀請(qǐng)專(zhuān)家及技術(shù)人員進(jìn)行講解；

2、聽(tīng)講座。由專(zhuān)家及企業(yè)技術(shù)人員向?qū)W生作專(zhuān)題報(bào)告、介紹場(chǎng)況設(shè)備情況、生產(chǎn)組織管理、生產(chǎn)的技術(shù)革新等；

3、由工人師傅指導(dǎo)實(shí)際操作。增強(qiáng)學(xué)生的動(dòng)手能力以及對(duì)出現(xiàn)問(wèn)題的觀察力 和判斷力；

4、實(shí)習(xí)日記，實(shí)習(xí)報(bào)告。在實(shí)習(xí)過(guò)程中每天應(yīng)將所學(xué)的內(nèi)容認(rèn)真記錄，并寫(xiě)出心得體會(huì)出，最后形成一個(gè)總結(jié)實(shí)習(xí)報(bào)告。

三、具體實(shí)習(xí)基地及參考實(shí)習(xí)內(nèi)容

定點(diǎn)實(shí)習(xí)企業(yè)： 參觀實(shí)習(xí)企業(yè)：二汽

⑴了解我國(guó)汽車(chē)的基本狀況及將來(lái)的發(fā)展趨勢(shì)；了解一個(gè)企業(yè)，對(duì)實(shí)習(xí)企業(yè)的組織結(jié)構(gòu)、生產(chǎn)環(huán)節(jié)、在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中的地位有一個(gè)較全面的認(rèn)識(shí)；

⑵進(jìn)一步掌握機(jī)械方面的知識(shí)，并初步獲得理論與實(shí)踐相結(jié)合的技能； ⑶熟悉材料熱處理及零件加工工藝基本知識(shí)和方法；了解一個(gè)金屬材料加工及熱處理設(shè)備，具體了解該設(shè)備的原理、結(jié)構(gòu)及其所涉及的金屬材料相關(guān)知識(shí)；

⑷熟悉各加工中心典型機(jī)床尤其是先進(jìn)數(shù)控機(jī)床的工作原理及操作方法； ⑸熟悉企業(yè)生產(chǎn)安全生產(chǎn)章程；了解企業(yè)生產(chǎn)管理模式，熟悉先進(jìn)管理方法。⑹了解一個(gè)產(chǎn)品，具體了解該企業(yè)生產(chǎn)的完整產(chǎn)品或一個(gè)中間品的結(jié)構(gòu)、原理；了解一個(gè)生產(chǎn)線，基本掌握某個(gè)產(chǎn)品生產(chǎn)的流程；了解一個(gè)生產(chǎn)工藝，基本了解一個(gè)零件加工的過(guò)程；

（7）撰寫(xiě)一份實(shí)習(xí)總結(jié)報(bào)告，不少于4000字。總結(jié)報(bào)告內(nèi)容如下： 第一章：前言（實(shí)習(xí)目的和要求）第二章：實(shí)習(xí)公司簡(jiǎn)介 第三章：實(shí)習(xí)內(nèi)容及安排 第四章：安全教育

第五章：實(shí)習(xí)內(nèi)容（重點(diǎn)闡述參觀車(chē)間主要加工零件：零件名稱(chēng)，零件功能及結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，零件材料，加工方式，工藝路線，零件的加工表面，技術(shù)要求；裝配廠主要闡述該廠承擔(dān)的生產(chǎn)任務(wù)，裝配部件功能和特點(diǎn)，裝備流水作業(yè)線，裝配工藝流程；其他廠主要闡述各廠加工對(duì)象及其特點(diǎn)，加工機(jī)床，加工方式，主要加工工藝）

第六章：實(shí)習(xí)心得體會(huì)

四、實(shí)習(xí)方法 一）聽(tīng)專(zhuān)題報(bào)告：

在實(shí)習(xí)開(kāi)始及過(guò)程中，可根據(jù)具體情況，聘請(qǐng)工廠領(lǐng)導(dǎo)及技術(shù)人員向?qū)W生作以下專(zhuān)題報(bào)告：

1、工廠概況及安全生產(chǎn)知識(shí)介紹；

2、主要產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和制造工藝方面的情況介紹；

3、產(chǎn)品設(shè)計(jì)和制造方面的新技術(shù)、新工藝、新方法的應(yīng)用及先進(jìn)的生產(chǎn)管理方法及經(jīng)驗(yàn)介紹。二）下車(chē)間班組實(shí)習(xí)：

車(chē)間實(shí)習(xí)是整個(gè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的主要環(huán)節(jié)，學(xué)生應(yīng)根據(jù)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)的要求和實(shí)習(xí)計(jì)劃的安排，在指定的車(chē)間，以典型零件結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其制造過(guò)程為重點(diǎn)進(jìn)行實(shí)習(xí)，通過(guò)仔細(xì)觀察，深入思考，認(rèn)真記錄，并積極主動(dòng)地向工人、技術(shù)人員請(qǐng)教，在生產(chǎn)實(shí)習(xí)現(xiàn)場(chǎng)學(xué)習(xí)，以獲得生產(chǎn)實(shí)際知識(shí)。三）參閱資料：

在實(shí)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際，參閱教科書(shū)和有關(guān)的技術(shù)資料，理論 聯(lián)系實(shí)際進(jìn)行學(xué)習(xí)，以促進(jìn)實(shí)習(xí)深入，強(qiáng)化理論知識(shí)。四）記實(shí)習(xí)日記：

學(xué)生應(yīng)將每天的實(shí)習(xí)內(nèi)容（包括收集的資料、發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題、觀察了解生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的情況和分析討論的結(jié)果等）以文字、圖、表等形式，認(rèn)真記入日記中。以作為編寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告的原始依據(jù)，教師也可通過(guò)檢查實(shí)習(xí)日記了解學(xué)生的實(shí)習(xí)情況。五）寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告：

1、實(shí)習(xí)報(bào)告內(nèi)容及要求：

2、階段實(shí)習(xí)報(bào)告

學(xué)生按照實(shí)習(xí)日程寫(xiě)出階段實(shí)習(xí)報(bào)告。階段實(shí)習(xí)報(bào)告的編寫(xiě)基于學(xué)生每天的實(shí)習(xí)日記，其內(nèi)容包括：對(duì)現(xiàn)場(chǎng)了解的知識(shí)內(nèi)容加以整理、論述、概括和總結(jié)，對(duì)有關(guān)問(wèn)題進(jìn)行必要分析、討論或是提出自己的見(jiàn)解，以及實(shí)習(xí)的收獲體會(huì)等。

3、總實(shí)習(xí)報(bào)告

學(xué)生在生產(chǎn)實(shí)習(xí)總結(jié)考核前提交生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告。生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告的編寫(xiě)基于學(xué)生每天的實(shí)習(xí)日記和階段實(shí)習(xí)報(bào)告。實(shí)習(xí)報(bào)告應(yīng)包括實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)規(guī)定的內(nèi)容和教師根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)情況提出要求內(nèi)容，實(shí)習(xí)報(bào)告中應(yīng)有必要的數(shù)據(jù)、資料、草圖、示意圖、結(jié)構(gòu)圖等，還要對(duì)現(xiàn)場(chǎng)學(xué)到的知識(shí)加以敘述，對(duì)所敘述的問(wèn)題和結(jié)果進(jìn)行必要的分析及評(píng)論。

實(shí)習(xí)報(bào)告是學(xué)生實(shí)習(xí)效果的綜合反映，也是評(píng)定實(shí)習(xí)成績(jī)的主要依據(jù)，每個(gè)學(xué)生都必須認(rèn)真編寫(xiě)，并按時(shí)完成。否則，不予評(píng)定實(shí)習(xí)成績(jī)。

五、生產(chǎn)實(shí)習(xí)中對(duì)學(xué)生的要求

學(xué)生在實(shí)習(xí)期間，應(yīng)嚴(yán)格遵守校、院及實(shí)習(xí)隊(duì)規(guī)定的紀(jì)律要求和實(shí)習(xí)工廠的有關(guān)規(guī)章制度。對(duì)于違紀(jì)者將視情節(jié)輕重按有關(guān)規(guī)定嚴(yán)肅處理。

1、學(xué)生應(yīng)服從實(shí)習(xí)指導(dǎo)小組的領(lǐng)導(dǎo)；

2、積極參與實(shí)習(xí)，虛心向工人師傅和工程技術(shù)人員學(xué)習(xí)，聽(tīng)從技術(shù)指導(dǎo)人員 的指導(dǎo)；

3、學(xué)生在實(shí)習(xí)時(shí)應(yīng)嚴(yán)格遵守紀(jì)律和實(shí)習(xí)企業(yè)的各項(xiàng)規(guī)定，不遲到不早退，不 無(wú)故缺勤和擅自離開(kāi)實(shí)習(xí)崗位，事假必須經(jīng)指導(dǎo)教師批準(zhǔn)，病假需有醫(yī)務(wù)部門(mén)的證明，對(duì)于不遵守紀(jì)律，視情節(jié)輕重分別給予批評(píng)教育，直至停止實(shí)習(xí)，缺席三分之一者（包括病事假）按不及格論處，必須重修；

4、學(xué)生應(yīng)遵守操作規(guī)程，注意安全，切忌發(fā)生事故；

5、實(shí)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生應(yīng)關(guān)心工廠的生產(chǎn)情況，對(duì)生產(chǎn)中存在的問(wèn)題應(yīng)以主人 翁的態(tài)度提出合理化建議；

6、在實(shí)習(xí)過(guò)程中，學(xué)生必須記日記，扼要記載當(dāng)天的收獲、發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題、體 會(huì)和建議等，為完成實(shí)習(xí)總結(jié)報(bào)告準(zhǔn)備參考資料；

7、實(shí)習(xí)結(jié)束后，學(xué)生應(yīng)將日記中的材料加以系統(tǒng)地整理，寫(xiě)成實(shí)習(xí)總結(jié)報(bào)告，內(nèi)容應(yīng)包括實(shí)習(xí)計(jì)劃中所規(guī)定的全部?jī)?nèi)容與要求，實(shí)習(xí)總結(jié)報(bào)告應(yīng)實(shí)事求是，內(nèi)容全面具體，排版規(guī)范，實(shí)習(xí)總結(jié)報(bào)告交指導(dǎo)教師批閱；

六、實(shí)習(xí)考核及成績(jī)?cè)u(píng)定

實(shí)習(xí)結(jié)束時(shí)，指導(dǎo)教師對(duì)每個(gè)學(xué)生進(jìn)行實(shí)習(xí)考核，以評(píng)定實(shí)習(xí)成績(jī)。主要根據(jù)實(shí)習(xí)日記、實(shí)習(xí)報(bào)告的質(zhì)量和實(shí)習(xí)中的表現(xiàn)按5級(jí)記分制評(píng)定學(xué)生的實(shí)習(xí)成績(jī)。七．實(shí)習(xí)考核方式

1、實(shí)習(xí)表現(xiàn)：占30%

2、實(shí)習(xí)報(bào)告內(nèi)容：占40%

3、實(shí)習(xí)日記：占20%(交復(fù)印件)4提出合理化建議：占10%

第二篇：生產(chǎn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)

生產(chǎn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)

貴州大學(xué)土建學(xué)院

建筑工程專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)

一、實(shí)習(xí)的性質(zhì)和目的生產(chǎn)實(shí)習(xí)是整個(gè)建筑工程專(zhuān)業(yè)教學(xué)計(jì)劃中一個(gè)重要的實(shí)踐性環(huán)節(jié)。為了實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)目標(biāo)的要求，根據(jù)教學(xué)大綱的規(guī)定，在《土木工程施工》課中的施工技術(shù)部分基本教授完后，學(xué)生必須進(jìn)行一次生產(chǎn)實(shí)習(xí)。其目的是：

1、理論聯(lián)系實(shí)際，鞏固及深化在課堂上所學(xué)的理論知識(shí)，并為后續(xù)課程積累感性知識(shí)。

2、通過(guò)生產(chǎn)實(shí)習(xí)，學(xué)習(xí)生產(chǎn)技術(shù)知識(shí)、施工管理知識(shí)和技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析知識(shí)。

3、參加生產(chǎn)、管理生產(chǎn)，靈活運(yùn)用已學(xué)的理論知識(shí)，培養(yǎng)分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

4、參加一定的專(zhuān)業(yè)勞動(dòng)，學(xué)習(xí)生產(chǎn)技能。

二、實(shí)習(xí)時(shí)間、地點(diǎn)

按教學(xué)大綱要求，生產(chǎn)實(shí)習(xí)應(yīng)在《土木工程施工》課中的施工技術(shù)部分基本教授完后進(jìn)行。根據(jù)對(duì)本科、專(zhuān)科學(xué)生培養(yǎng)目標(biāo)的不同，實(shí)習(xí)時(shí)間為3周。實(shí)習(xí)地點(diǎn)應(yīng)選在施工項(xiàng)目較全、工程任務(wù)飽滿(mǎn)且正在施工的建筑施工工地為宜。

三、實(shí)習(xí)方式與內(nèi)容

進(jìn)行生產(chǎn)實(shí)習(xí)，主要是通過(guò)生產(chǎn)實(shí)踐達(dá)到實(shí)習(xí)的目的。實(shí)習(xí)期間，學(xué)生以工地基層技術(shù)人員助手的身份，在工地技術(shù)人員的指導(dǎo)下，參加工地生產(chǎn)業(yè)務(wù)活動(dòng)和技術(shù)管理工作。此外還應(yīng)適當(dāng)參加班組生產(chǎn)勞動(dòng)，組織一定的現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)和參觀一些已建和在建的建筑物，以及聽(tīng)取新結(jié)構(gòu)、新工藝、新材料等方面的專(zhuān)題報(bào)告，以擴(kuò)大學(xué)生的知識(shí)面。

生產(chǎn)實(shí)習(xí)的基本內(nèi)容：

（一）工種實(shí)習(xí)

1、砌筑工程

（1）了解砌筑工程的特點(diǎn)，砌筑操作規(guī)程和規(guī)則；

（2）磚、砂漿、砌體的強(qiáng)度及其相互關(guān)系；

（3）砌筑砂漿的分類(lèi)、應(yīng)用和制備；

（4）砌筑方法、砌筑工程組織、砌筑階段現(xiàn)場(chǎng)平面布置；

（5）施工小組人員組成及分工；

（6）影響砌體質(zhì)量的因素及保證砌體質(zhì)量的技術(shù)措施；

（7）砌體質(zhì)量要求及施工驗(yàn)收規(guī)范。

2、抹灰及飾面工程

（1）抹灰工程的分類(lèi)、抹灰層組成及材料制備；

（2）抹灰方法及質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)；

（3）各種飾面材料的應(yīng)用、施工方法及質(zhì)量要求；

3、屋面防水工程

（1）卷材屋面的構(gòu)造、施工方法及質(zhì)量要求；

（2）細(xì)石混凝土屋面的構(gòu)造、施工方法及質(zhì)量要求。

4、模板工程

（1）各種結(jié)構(gòu)模板的構(gòu)造、支模方法、模板配制；

（2）模板安裝及質(zhì)量控制，模板拆除、維修及周轉(zhuǎn)；

（3）木工翻樣放線。

5、鋼筋工程

（1）鋼筋進(jìn)場(chǎng)驗(yàn)收；

（2）鋼筋加工；

（3）鋼筋配料及代換；

（4）鋼筋焊接、冷拉、冷拔工藝及質(zhì)量驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；

（5）鋼筋綁扎、安裝、驗(yàn)收及隱蔽工程紀(jì)錄。

6、混凝土工程

（1）混凝土制備及機(jī)械設(shè)備，摻合料和外加劑的應(yīng)用；

（2）混凝土的運(yùn)輸方法及保證質(zhì)量的措施；

（3）混凝土的澆筑、搗實(shí)、養(yǎng)護(hù)方法及質(zhì)量技術(shù)措施；

（4）施工逢的留設(shè)位置及處理方法；

（5）混凝土工程質(zhì)量控制及驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)；

（6）混凝土施工勞動(dòng)組織。

7、基礎(chǔ)工程

（1）基坑、基槽的開(kāi)挖方法，邊坡支護(hù)方法；

（2）鋼筋混凝土預(yù)制樁的打樁方法及質(zhì)量要求；

（3）灌注樁的施工方法及質(zhì)量要求。

（4）毛石混凝土基礎(chǔ)、磚基礎(chǔ)、鋼筋混凝土基礎(chǔ)的施工方法及質(zhì)量要求。

8、節(jié)能工程

（二）在工地技術(shù)人員指導(dǎo)下承擔(dān)一部分生產(chǎn)技術(shù)及生產(chǎn)管理的工作

1、測(cè)量放線、抄平；

2、施工質(zhì)量檢查及驗(yàn)收；

3、協(xié)助處理施工中遇到的實(shí)際問(wèn)題；

4、根據(jù)施工圖，開(kāi)列材料及構(gòu)件加工單；

5、編制施工圖預(yù)算；

6、擬定施工方案、技術(shù)措施，編制作業(yè)計(jì)劃；

7、參與技術(shù)革新研究工作；

8、參與有關(guān)的生產(chǎn)會(huì)議：圖紙會(huì)審、技術(shù)交底、安全交底、生產(chǎn)調(diào)度、生產(chǎn)管理和施工方案討論等。

9、施工資料的編制。

四、注意事項(xiàng)

1、嚴(yán)格遵守國(guó)家法令。遵守學(xué)校及實(shí)習(xí)所在單位的各項(xiàng)規(guī)章制度和紀(jì)律。

2、實(shí)習(xí)生要服從現(xiàn)場(chǎng)實(shí)習(xí)指導(dǎo)人和指導(dǎo)教師的指導(dǎo)，虛心學(xué)習(xí)，積極工作。

3、學(xué)生在實(shí)習(xí)期間一般不得請(qǐng)假，特殊原因需要請(qǐng)假一天內(nèi)必須經(jīng)指導(dǎo)教師批準(zhǔn)；一天以上必須經(jīng)班主任及院長(zhǎng)批準(zhǔn)。請(qǐng)假必須由本人填寫(xiě)請(qǐng)假條，批準(zhǔn)人簽字，否則按曠課論處。曠課一天實(shí)習(xí)成績(jī)?yōu)椴患案瘛?/p>

4、學(xué)生逐日寫(xiě)實(shí)習(xí)日記，指導(dǎo)教師不定期檢查2～3次。

5、進(jìn)入施工現(xiàn)場(chǎng)必須帶安全帽，隨時(shí)注意安全，防止發(fā)生安全事故。

6、遵守實(shí)習(xí)單位的作息時(shí)間制度，關(guān)心集體，搞好環(huán)境衛(wèi)生。

7、實(shí)習(xí)結(jié)束時(shí)按規(guī)定時(shí)間提交實(shí)習(xí)日記、實(shí)習(xí)報(bào)告、施工單位填寫(xiě)并蓋章的鑒定表，供指導(dǎo)教師確定實(shí)習(xí)成績(jī)之用。

五、實(shí)習(xí)日記和實(shí)習(xí)報(bào)告要求

在實(shí)習(xí)中，學(xué)生每天必須寫(xiě)實(shí)習(xí)日記，實(shí)習(xí)日記是學(xué)生積累學(xué)習(xí)收獲的一種重要方式，應(yīng)根據(jù)指導(dǎo)書(shū)的要求每天認(rèn)真記錄工作情況，心得體會(huì)和工作中發(fā)現(xiàn)的問(wèn)題，提出改進(jìn)意見(jiàn)，根據(jù)每天的工作情況，認(rèn)真做好資料積累工作，如施工組織情況，勞動(dòng)安排，新材料、新的施工方法，施工進(jìn)度計(jì)劃和施工平面圖布置。遇有工地會(huì)議，聽(tīng)課或?qū)ｎ}報(bào)告會(huì)，及技術(shù)交底等應(yīng)詳細(xì)記錄這部分內(nèi)容的情況和本人的心得體會(huì)，日記內(nèi)容除文字外，還應(yīng)有必須插圖或表格，除記錄業(yè)余收獲外，還應(yīng)記錄對(duì)土建工程項(xiàng)目的管理政策法規(guī)及對(duì)社會(huì)的認(rèn)識(shí)。實(shí)習(xí)結(jié)束時(shí)，每個(gè)學(xué)生必須根據(jù)實(shí)習(xí)日記中所積累的資料，進(jìn)行全面地分析和總結(jié)，寫(xiě)出實(shí)習(xí)報(bào)告。實(shí)習(xí)報(bào)告用圖文表達(dá)，力求簡(jiǎn)明工整和科學(xué)系統(tǒng)性。

1、實(shí)習(xí)概況：工地地點(diǎn)、承包公司、結(jié)構(gòu)類(lèi)型、建筑規(guī)模、工程概算、工程量及施工方法，施工單位的組織機(jī)構(gòu)；

2、簡(jiǎn)單的平、立、剖面圖；

3、個(gè)人的實(shí)習(xí)內(nèi)容；建筑物的測(cè)量放線，施工質(zhì)量檢驗(yàn)工作，施工技術(shù)資料的分析，施工方案，及施工組織勞動(dòng)組織，及各項(xiàng)技術(shù)措施。可附上一些照片。

4、個(gè)人在實(shí)習(xí)中協(xié)助工地做了哪些創(chuàng)新工作或看到了哪些獨(dú)特的見(jiàn)解；

5、你對(duì)實(shí)習(xí)的體會(huì)及對(duì)今后實(shí)習(xí)的建議。

6、實(shí)習(xí)結(jié)束時(shí)，每個(gè)學(xué)生必須填寫(xiě)實(shí)習(xí)鑒定表（鑒定表在學(xué)院發(fā)的實(shí)習(xí)手冊(cè)上），工地實(shí)習(xí)指導(dǎo)人簽署意見(jiàn)，并蓋章。

第三篇：生產(chǎn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)

材料與化學(xué)化工工程學(xué)院

生 產(chǎn) 實(shí)習(xí)指 導(dǎo) 書(shū)

適用專(zhuān)業(yè)：材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè) 作 者：

材料科學(xué)與工程系 2007年6月 材料科學(xué)與工程專(zhuān)業(yè)金屬材料方向生產(chǎn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)

一、生產(chǎn)實(shí)習(xí)的目的

專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)是在學(xué)生學(xué)完技術(shù)基礎(chǔ)課與部分專(zhuān)業(yè)課的情況下，主要了解材料的生產(chǎn)工藝流程、了解產(chǎn)品的實(shí)際生產(chǎn)情況，鞏固所學(xué)知識(shí)，增強(qiáng)感性認(rèn)識(shí)，提高學(xué)生分析和解決問(wèn)題的綜合能力；培養(yǎng)學(xué)生熱愛(ài)勞動(dòng)、熱愛(ài)本專(zhuān)業(yè)，熟悉并掌握企業(yè)生產(chǎn)過(guò)程和實(shí)施方法。為今后參加工作打下良好的基礎(chǔ)。

其目的如下：

1.運(yùn)用課堂上學(xué)習(xí)的專(zhuān)業(yè)知識(shí)，去理解和領(lǐng)會(huì)材料的生產(chǎn)實(shí)踐，加深對(duì)材料生產(chǎn)工藝及設(shè)備、質(zhì)量檢驗(yàn)等方面的基本知識(shí)與理論的時(shí)間認(rèn)識(shí)； 2.了解材料生產(chǎn)用設(shè)備的原理、設(shè)計(jì)和使用要求；

3.學(xué)習(xí)生產(chǎn)材料產(chǎn)品的工藝試驗(yàn)、工藝制定、生產(chǎn)監(jiān)督與質(zhì)量檢驗(yàn)驗(yàn)收等工序； 4.學(xué)習(xí)生產(chǎn)中采用的實(shí)用技術(shù)與工藝的原理。

5．進(jìn)一步了解與材料專(zhuān)業(yè)相關(guān)的新技術(shù)、新方法和新設(shè)備。6．培養(yǎng)學(xué)生在實(shí)踐中發(fā)現(xiàn)問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

7．進(jìn)—‘步樹(shù)立學(xué)生虛心向工人、技術(shù)人員學(xué)習(xí)，深入實(shí)際，遵守勞動(dòng)紀(jì)律及安全生產(chǎn)的觀念，深入學(xué)習(xí)基層勞動(dòng)者吃苦耐勞的優(yōu)良品質(zhì)，培養(yǎng)學(xué)生正確的人生觀。

8．鍛煉學(xué)生的協(xié)調(diào)能力、管理能力、組織能力、攻關(guān)能力和創(chuàng)新能力，增強(qiáng)學(xué)生對(duì)社會(huì)的適應(yīng)性。

二、生產(chǎn)實(shí)習(xí)的教學(xué)內(nèi)容及要求 材料專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的主要教學(xué)內(nèi)容如下;1.組織學(xué)生進(jìn)行全廠的參觀，了解工廠的概況； 2.學(xué)習(xí)生產(chǎn)中的安全知識(shí)和法規(guī)；

3.采取聽(tīng)取專(zhuān)題報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)參觀（包括閱讀資料和討論）、材料產(chǎn)品生產(chǎn)工藝調(diào)查、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)等形式，了解材料生產(chǎn)的概況；

4.了解材料生產(chǎn)的工藝方法與設(shè)備原理，機(jī)車(chē)的生產(chǎn)線； 5.了解機(jī)車(chē)生產(chǎn)下料車(chē)間的下料工藝流程，所用設(shè)備； 6.了解金屬材料制備的各種工藝。

三、生產(chǎn)實(shí)習(xí)地點(diǎn)和學(xué)時(shí)數(shù) 實(shí)習(xí)地點(diǎn)和時(shí)間安排： 1.實(shí)習(xí)地點(diǎn)：眉山車(chē)輛廠 2.實(shí)習(xí)時(shí)間：計(jì)劃為4周

全面了解、收集資料3天，工廠實(shí)習(xí)15天，總結(jié)2 天，實(shí)習(xí)過(guò)程中，根據(jù)實(shí)習(xí)情況安排講座，其余時(shí)間安排參觀了解生產(chǎn)工藝與工廠技術(shù)人員學(xué)習(xí)和交流。編寫(xiě)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告 1周

四、生產(chǎn)實(shí)習(xí)的組織與管理

任課教師中指定帶隊(duì)教師，一般由具有副教授以上職稱(chēng)的教師擔(dān)任。實(shí)習(xí)前認(rèn)真考察待實(shí)習(xí)工廠工藝及設(shè)備的特點(diǎn)，安排好全部實(shí)習(xí)時(shí)間和內(nèi)容。實(shí)習(xí)時(shí)，在相關(guān)技術(shù)負(fù)責(zé)人和學(xué)校指導(dǎo)教師的領(lǐng)導(dǎo)下開(kāi)展實(shí)習(xí)工作。

一方面學(xué)生參加技術(shù)科與實(shí)習(xí)所在單位同志一起工作，熟悉生產(chǎn)技術(shù)管理方法；另一方面學(xué)生親自進(jìn)入生產(chǎn)班組參加實(shí)際塵產(chǎn)操作，提高業(yè)務(wù)技術(shù)和勞動(dòng)技能。因此，在時(shí)間安排上，既要根據(jù)生產(chǎn)的需要，又要照顧實(shí)習(xí)任務(wù)的完成。并且有比較充裕的時(shí)間收集資料。編寫(xiě)生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告。

五、實(shí)習(xí)注意事項(xiàng)

1.做好安全準(zhǔn)備、牢記生產(chǎn)中的安全知識(shí)和法規(guī)保證實(shí)習(xí)的安全。2.為保證實(shí)習(xí)順利進(jìn)行，確保生產(chǎn)企業(yè)運(yùn)行安全，學(xué)生必須遵守廠規(guī)廠紀(jì)，未經(jīng)允許，不準(zhǔn)觸動(dòng)現(xiàn)場(chǎng)的任何設(shè)備。

3.深入車(chē)間的各個(gè)工序現(xiàn)場(chǎng)，了解產(chǎn)品的各部分生產(chǎn)過(guò)程，了解生產(chǎn)中采用的工藝方法、設(shè)備、技術(shù)措施，做好實(shí)習(xí)記錄。

4.嚴(yán)格遵守上、下班制度，不得無(wú)故曠工、遲到、早退。曠工一天以上，遲到、早退三次以上者實(shí)習(xí)成績(jī)作不及格處理。有事必須事先請(qǐng)假，不得在外住宿。

5.進(jìn)車(chē)間必須穿長(zhǎng)袖襯衫和長(zhǎng)褲，不能穿裙子，高跟鞋、涼鞋和拖鞋，長(zhǎng)發(fā)必須扎好。

6.實(shí)習(xí)期間，要聽(tīng)從實(shí)習(xí)指導(dǎo)教師和現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)人員的指揮，不得任意行動(dòng)，尊重企業(yè)技術(shù)人員和工人師傅。誠(chéng)懇、虛心地向工人師傅和技術(shù)人員學(xué)習(xí)，提高學(xué)習(xí)效率。上班時(shí)不閑聊、不吸煙。

7.樹(shù)立安全生產(chǎn)觀、職業(yè)道德、集體主義思想觀念，維護(hù)學(xué)校聲譽(yù)，增進(jìn)廠校關(guān)系，待人接物文明禮貌； 8.學(xué)生在實(shí)習(xí)期間，認(rèn)真寫(xiě)好每一天的實(shí)習(xí)日記，根據(jù)實(shí)習(xí)內(nèi)容，用文字、圖表等簡(jiǎn)明地進(jìn)行記述，做好資料積累工作，對(duì)工廠參觀、工作例會(huì)、聽(tīng)課、專(zhuān)題報(bào)告、現(xiàn)場(chǎng)教學(xué)、技術(shù)調(diào)查及實(shí)習(xí)中的收獲與體會(huì)等也及時(shí)地寫(xiě)入實(shí)習(xí)日記中，為寫(xiě)實(shí)習(xí)報(bào)告積累素材。

9.隨身常用的生活用品及雨具、學(xué)生證、身份證。

六、生產(chǎn)實(shí)習(xí)成績(jī)的評(píng)定

1．實(shí)習(xí)期間的表現(xiàn)（出勤情況、實(shí)習(xí)態(tài)度、紀(jì)律、關(guān)心集體、注意安全），占總成績(jī)的20％。

2．實(shí)習(xí)記錄（記錄質(zhì)量、完整性、準(zhǔn)確性等)，占總成績(jī)的20％。3．實(shí)習(xí)報(bào)告質(zhì)量（文字報(bào)告與圖件等），占總成績(jī)的60％。實(shí)習(xí)報(bào)告的要求：

(1)要反映整個(gè)實(shí)習(xí)過(guò)程中的收獲，總結(jié)要全面而又有重點(diǎn)：(2)要用文字?jǐn)⑹觯夹g(shù)數(shù)據(jù)，有關(guān)圖表和插圖表達(dá)思想；(3)報(bào)告要語(yǔ)言精煉，條理清晰，字跡端正，插圖認(rèn)真．(4)報(bào)告字?jǐn)?shù)要求在5000—6000字。

4．實(shí)習(xí)成績(jī)按五級(jí)評(píng)分制評(píng)定(優(yōu)秀、良好、中等、及格和不及格)。具有下列情況之一定為不及格：

a.實(shí)習(xí)日記不完整，缺少三分之一以上的實(shí)習(xí)日記或無(wú)實(shí)習(xí)報(bào)告； b.實(shí)習(xí)單位反映不好；

c.在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中嚴(yán)重違紀(jì)和弄虛作假，抄襲他人實(shí)習(xí)成果；

生產(chǎn)實(shí)習(xí)思考題

1.車(chē)輛廠共有幾種金屬制品、名稱(chēng)？

2.車(chē)輛廠每種金屬制品生產(chǎn)共有幾條生產(chǎn)線組成，每條生產(chǎn)線的名稱(chēng)是什么，每條生產(chǎn)線的產(chǎn)品名稱(chēng)是什么？

3.你實(shí)習(xí)的單位采用的生產(chǎn)工藝和設(shè)備，設(shè)備的規(guī)格、型號(hào)含義是什么？產(chǎn)品的原材料的規(guī)格、牌號(hào)是什么？原料的配制、添加方法？

附：實(shí)習(xí)報(bào)告寫(xiě)作提綱

1.概述：實(shí)習(xí)地點(diǎn)、實(shí)習(xí)內(nèi)容及目的要求，實(shí)習(xí)工廠的概況、產(chǎn)品種類(lèi)結(jié)構(gòu)及產(chǎn)量等。

2.實(shí)習(xí)工廠生產(chǎn)的金屬制品工藝流程：主要包括普通鋼和不銹鋼的生產(chǎn)線的工藝流程，所采用的設(shè)備種類(lèi)、工作原理、工裝工具、工藝措施。

3.通過(guò)實(shí)習(xí)鞏固材料制備工藝、設(shè)備及質(zhì)量控制等方面的基本知識(shí)。4.與工廠技術(shù)人員學(xué)習(xí)和交流的心得體會(huì)。5.金屬制品的生產(chǎn)組織與管理情況。6.本次生產(chǎn)實(shí)習(xí)的收獲和體會(huì)及建議。

第四篇：2014生產(chǎn)實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)

《生產(chǎn)實(shí)習(xí)》教學(xué)指導(dǎo)書(shū)

一、學(xué)時(shí)及學(xué)分：3周，3學(xué)分

二、實(shí)習(xí)的目的與任務(wù)

根據(jù)教學(xué)計(jì)劃要求，本教學(xué)環(huán)節(jié)安排在專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)課及專(zhuān)業(yè)課之后進(jìn)行，目的在于使學(xué)生全面了解本專(zhuān)業(yè)所學(xué)基本理論與基本方法、技能在工業(yè)設(shè)計(jì)實(shí)踐中的應(yīng)用。通過(guò)學(xué)生對(duì)現(xiàn)實(shí)社會(huì)工業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)企業(yè)的了解，掌握工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)與現(xiàn)實(shí)社會(huì)的結(jié)合點(diǎn)，在實(shí)習(xí)中將已學(xué)過(guò)的理論知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，培養(yǎng)自己運(yùn)用所學(xué)理論知識(shí)分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力。

在生產(chǎn)實(shí)習(xí)中，應(yīng)通過(guò)典型企業(yè)了解我國(guó)工業(yè)設(shè)計(jì)工作的一般情況，包括工業(yè)設(shè)計(jì)工作在企業(yè)中的開(kāi)展情況，企業(yè)工業(yè)設(shè)計(jì)機(jī)構(gòu)的設(shè)置，工業(yè)設(shè)計(jì)人員在企業(yè)的工作情況，工業(yè)設(shè)計(jì)相關(guān)方向的發(fā)展以及與其它行業(yè)的結(jié)合情況。通過(guò)實(shí)習(xí)，了解產(chǎn)品開(kāi)發(fā)設(shè)計(jì)包括生產(chǎn)的完整過(guò)程，充實(shí)和加強(qiáng)生產(chǎn)工藝知識(shí)和其它實(shí)踐知識(shí)，擴(kuò)大知識(shí)面，培養(yǎng)和提高觀察問(wèn)題、分析問(wèn)題和解決問(wèn)題的能力。

三、實(shí)習(xí)的方式

本項(xiàng)教學(xué)環(huán)節(jié)在第六學(xué)期后的小學(xué)期展開(kāi)，設(shè)計(jì)競(jìng)賽和課程設(shè)計(jì)實(shí)踐教學(xué)活動(dòng)也全面展開(kāi)，考慮到學(xué)生各項(xiàng)活動(dòng)的統(tǒng)籌安排，在保證教學(xué)任務(wù)完成的前提下，本實(shí)習(xí)教學(xué)環(huán)節(jié)采用集中與分散結(jié)合的形式進(jìn)行，即安排二次集中參觀實(shí)習(xí)，其余時(shí)間要求學(xué)生利用小學(xué)期和假期時(shí)間，在合肥或自己家庭所在地展開(kāi)實(shí)習(xí)活動(dòng)。可以在自己的父母及親友的幫助下，或靠自己的努力，尋找實(shí)習(xí)單位，也可結(jié)合尋找就業(yè)單位的過(guò)程展開(kāi)企業(yè)調(diào)研，完成規(guī)定的學(xué)習(xí)內(nèi)容。有條件開(kāi)展勤工儉學(xué)的學(xué)生，還可結(jié)合社會(huì)服務(wù)或打工的過(guò)程完成相關(guān)學(xué)習(xí)內(nèi)容。

四、實(shí)習(xí)時(shí)間、實(shí)習(xí)單位

實(shí)習(xí)時(shí)間：除教學(xué)安排的時(shí)間外，在假期應(yīng)保證2周實(shí)習(xí)時(shí)間，其中1周時(shí)間到企業(yè)實(shí)習(xí)，1周時(shí)間安排參觀考察，實(shí)習(xí)后進(jìn)行資料整理與總結(jié)，假期結(jié)束后開(kāi)學(xué)第一周星期三下午4點(diǎn)前，將“生產(chǎn)實(shí)習(xí)報(bào)告”及相關(guān)資料交至工業(yè)設(shè)計(jì)系辦公室（建筑藝術(shù)館352）。

可選的參觀單位是，合肥叉車(chē)集團(tuán)，安徽凱斯鮑爾集團(tuán)，江淮汽車(chē)集團(tuán)，江淮重工，合肥卷煙廠，合肥新華印刷廠，芳草日化，美菱集團(tuán)，三洋集團(tuán)，美的集團(tuán)，漢幫家具，志邦櫥柜，阿普拉塑料制品，省(市)科技館，省(市)博物館，省(市)美術(shù)館，本校工培中心等。個(gè)人分散自選的實(shí)習(xí)單位一般要求是產(chǎn)品設(shè)計(jì)與生產(chǎn)的單位，或與工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)相關(guān)的企業(yè)或部門(mén)。除在一個(gè)單位進(jìn)行重點(diǎn)實(shí)習(xí)外，還要求到3家以上的相關(guān)單位進(jìn)行參觀與考察，參觀與考察的單位可選擇廣告公司、設(shè)計(jì)公司、印務(wù)公司、家裝公司、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)公司、展覽館、科技館、博物館、藝術(shù)中心等相關(guān)單位。

五、實(shí)習(xí)的內(nèi)容

工業(yè)設(shè)計(jì)專(zhuān)業(yè)生產(chǎn)實(shí)習(xí)的內(nèi)容包括以下幾個(gè)方面： 1.生產(chǎn)實(shí)習(xí)單位的基本情況的了解

企業(yè)概況、企業(yè)文化、業(yè)務(wù)范圍、工作部門(mén)、人力資源、設(shè)備條件、工作流程、?? 2.工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)過(guò)程了解

產(chǎn)品概況、服務(wù)范圍、設(shè)計(jì)部門(mén)、生產(chǎn)部門(mén)、銷(xiāo)售部門(mén)、開(kāi)發(fā)流程、生產(chǎn)流程、產(chǎn)品策劃、造型設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軟件設(shè)計(jì)、模型制作、計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)、快速成型、客戶(hù)交流、??

3.產(chǎn)品材料與制造工藝的了解

產(chǎn)品采用的材料、材料的特性、注塑件成型工藝及設(shè)備、板筋件加工工藝及設(shè)備、結(jié)構(gòu)零件的加工工藝、其他功能部件的生產(chǎn)、產(chǎn)品色彩的實(shí)現(xiàn)、產(chǎn)品表面裝飾圖形生產(chǎn)工藝、標(biāo)志及商標(biāo)的制造、??

4.當(dāng)前社會(huì)、經(jīng)濟(jì)與生產(chǎn)部門(mén)對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)的要求

工業(yè)設(shè)計(jì)人員的社會(huì)分布情況、工業(yè)設(shè)計(jì)工作部門(mén)、工業(yè)設(shè)計(jì)師工作職責(zé)、關(guān)于設(shè)計(jì)管理、工業(yè)設(shè)計(jì)師的工作環(huán)境、工業(yè)設(shè)計(jì)與其它部門(mén)之間的協(xié)同工作情況、社會(huì)與經(jīng)濟(jì)的發(fā)展對(duì)工業(yè)設(shè)計(jì)師提出的新要求、??

5.工業(yè)設(shè)計(jì)在平面設(shè)計(jì)、環(huán)境設(shè)計(jì)方向應(yīng)用的情況

了解廣告設(shè)計(jì)公司、印務(wù)公司、家裝公司、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)公司的機(jī)構(gòu)設(shè)置、人員構(gòu)成、工作流程等情況、廣告制作工藝、印刷物制作流程、包裝設(shè)計(jì)與制作工藝、展覽設(shè)計(jì)與施工、常用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)軟件、噴繪設(shè)備、印刷制版設(shè)備、配色標(biāo)準(zhǔn)、??

6.社會(huì)宣傳與展示、科技館、博物館及其它方面的信息

工業(yè)設(shè)計(jì)信息的來(lái)源、參觀一場(chǎng)產(chǎn)品展示（發(fā)布）會(huì)、產(chǎn)品發(fā)展新動(dòng)態(tài)、參觀科技館、參觀博物館、了解產(chǎn)品發(fā)展史、了解現(xiàn)代展會(huì)設(shè)計(jì)與布展方式、??

要求每個(gè)學(xué)生在這次實(shí)習(xí)中完成上述三項(xiàng)以上內(nèi)容。

六、實(shí)習(xí)的安全

學(xué)生初次接觸社會(huì)，獨(dú)立進(jìn)行實(shí)習(xí)活動(dòng)，應(yīng)充分注意自身的安全。應(yīng)將自己的實(shí)習(xí)計(jì)劃及外出活動(dòng)安排告訴家人，在往返實(shí)習(xí)單位的途中要注意交通安全。進(jìn)入實(shí)習(xí)單位前要事先經(jīng)過(guò)聯(lián)系征得同意，在實(shí)習(xí)單位要聽(tīng)從管理人員的指導(dǎo)，遵守單位的規(guī)章制度，注意文明禮貌，表現(xiàn)出當(dāng)代大學(xué)生的風(fēng)范。

七、實(shí)習(xí)報(bào)告的內(nèi)容和要求

1.實(shí)習(xí)單位基本情況介紹； 2.實(shí)習(xí)內(nèi)容描述； 3.實(shí)習(xí)內(nèi)容分析； 4.實(shí)習(xí)心得與體會(huì)。

實(shí)習(xí)報(bào)告附件：實(shí)習(xí)單位出具的學(xué)生曾在該單位實(shí)習(xí)的證明（或其它旁證材料如參觀照片，專(zhuān)業(yè)展覽參觀門(mén)票等）

八、實(shí)習(xí)的成績(jī)?cè)u(píng)定

實(shí)習(xí)報(bào)告質(zhì)量 40% 實(shí)習(xí)內(nèi)容完整性 40% 實(shí)習(xí)與參觀單位數(shù)量 10% 證明與旁證材料

10%

第五篇：金川指導(dǎo)書(shū)生產(chǎn)實(shí)習(xí)

化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)實(shí)習(xí)

指導(dǎo)書(shū)

宋永輝 張秋利 唐長(zhǎng)斌 朱軍

西安建筑科技大學(xué)冶金工程學(xué)院

化學(xué)工程與工藝研究所 二零一零年四月

編寫(xiě)說(shuō)明

化學(xué)工程與工藝是以化工單元操作為基礎(chǔ)，專(zhuān)門(mén)培養(yǎng)具備化學(xué)工程與化學(xué)工藝方面的理論知識(shí)及實(shí)踐技能的復(fù)合應(yīng)用型人才的學(xué)科，學(xué)科的研究領(lǐng)域正向冶金、環(huán)境、材料、能源等領(lǐng)域拓展。這種交叉學(xué)科發(fā)展,對(duì)于未來(lái)高級(jí)專(zhuān)門(mén)人才培養(yǎng)和教育質(zhì)量保證面臨著新的挑戰(zhàn)。實(shí)踐性教學(xué)環(huán)節(jié)是本專(zhuān)業(yè)培養(yǎng)合格的高技術(shù)、復(fù)合型人才的重要環(huán)節(jié)，也是使學(xué)生實(shí)現(xiàn)專(zhuān)業(yè)學(xué)習(xí)與全面發(fā)展有機(jī)結(jié)合的重要方式之一，其主要包括實(shí)驗(yàn)教學(xué)、認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)和生產(chǎn)實(shí)習(xí)等環(huán)節(jié)。多年的教學(xué)實(shí)踐使筆者以為，生產(chǎn)實(shí)習(xí)作為其中最為關(guān)鍵的一個(gè)環(huán)節(jié)，它對(duì)于鞏固學(xué)生的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)及各種實(shí)踐技能的培養(yǎng)、綜合素質(zhì)的提高發(fā)揮著舉足輕重的作用。生產(chǎn)實(shí)習(xí)是專(zhuān)業(yè)課程教學(xué)必不可少的重要組成部分，其主要目的和任務(wù)是在學(xué)生掌握了一定的專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)知識(shí)，尚未學(xué)習(xí)專(zhuān)業(yè)課程之時(shí)，對(duì)本專(zhuān)業(yè)的任務(wù)、作用、涉及范圍等最直接的一次感性認(rèn)識(shí)，對(duì)學(xué)生建立專(zhuān)業(yè)意識(shí)、培養(yǎng)學(xué)生對(duì)本專(zhuān)業(yè)的興趣和理論聯(lián)系實(shí)際的工作作風(fēng)、拓寬學(xué)生的知識(shí)面都是很有幫助的，是為即將進(jìn)行的理論教學(xué)環(huán)節(jié)奠定必要的基礎(chǔ)。

我校化工專(zhuān)業(yè)是在原有的有色冶金專(zhuān)業(yè)基礎(chǔ)上發(fā)展起來(lái)的，專(zhuān)業(yè)方向?yàn)榛ひ苯鸱较颉８拭C省金川公司是我國(guó)最大的鎳生產(chǎn)基地，主要冶金產(chǎn)品有銅、鎳、貴金屬、鉑族元素以及與其相關(guān)的高附加值產(chǎn)品，同時(shí)也配套生產(chǎn)硫酸、燒堿、氯氣等多種無(wú)機(jī)化工產(chǎn)品，這與我們的專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)十分對(duì)口。結(jié)合目前我國(guó)冶金行業(yè)的發(fā)展前景、本專(zhuān)業(yè)的歷史特點(diǎn)以及未來(lái)發(fā)展方向，這幾年，經(jīng)過(guò)學(xué)院和教研室老師的不懈努力，我們已經(jīng)和金川公司建立了良好的合作關(guān)系，建立了西安建筑科技大學(xué)化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)學(xué)生實(shí)習(xí)教學(xué)基地，其全面的強(qiáng)勁的生產(chǎn)、先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)對(duì)于本專(zhuān)業(yè)實(shí)習(xí)的效果奠定了有力的保障。

為了更好地促進(jìn)對(duì)生產(chǎn)實(shí)習(xí)工藝流程的全面、準(zhǔn)確和深入了解并取得較好的實(shí)習(xí)效果，由化學(xué)工程與工藝教研室組織，由對(duì)實(shí)習(xí)流程熟悉的指導(dǎo)教師編撰了本實(shí)習(xí)指導(dǎo)書(shū)。本書(shū)由化學(xué)工程與工藝生產(chǎn)實(shí)習(xí)要求，金川實(shí)習(xí)基地簡(jiǎn)介，化工廠硫酸合成工藝流程，化工廠氯堿系統(tǒng)工藝流程，銅精煉工藝流程，鎳精煉系統(tǒng)工藝流程四部分內(nèi)容。化工廠硫酸合成工藝流程和化工廠氯堿系統(tǒng)工藝流程部分由唐長(zhǎng)斌編寫(xiě)；銅精煉工藝流程和鎳精煉系統(tǒng)工藝流程部分由張秋利編寫(xiě)；宋永輝負(fù)責(zé)全書(shū)的統(tǒng)稿，朱軍負(fù)責(zé)全書(shū)的審校。由于編者水平有限，不足之處一定不少，敬請(qǐng)各位讀者批評(píng)指正。

編者2006年4月于西安

目 錄

金川集團(tuán)公司實(shí)習(xí)基地.........................................................................................................................V

一、基本情況....................................................................................................................................V

二、實(shí)踐教學(xué)目的和內(nèi)容................................................................................................................V

三、科研和技術(shù)生產(chǎn)活動(dòng)...............................................................................................................IV

四、開(kāi)展因材施教，開(kāi)發(fā)學(xué)生潛能的實(shí)踐項(xiàng)目............................................................................IV

五、場(chǎng)地與設(shè)施...............................................................................................................................IV 第1章 硫酸系統(tǒng)..................................................................................................................................5 1.概述..................................................................................................................................................5 1.1金川集團(tuán)冶煉煙氣制酸工藝簡(jiǎn)介................................................................................................2 1.2 硫酸的儲(chǔ)存和生產(chǎn)中材料選用...................................................................................................8 思考題...............................................................................................................................................11 參考文獻(xiàn)...........................................................................................................................................12 第2章 氯堿系統(tǒng)................................................................................................................................13 概述...................................................................................................................................................13 2.1氯堿系統(tǒng)工藝流程.....................................................................................................................17 2.2電解過(guò)程及電解裝置.................................................................................................................19 思考題...............................................................................................................................................24 參考文獻(xiàn)...........................................................................................................................................25 第3章 電解銅系統(tǒng)..............................................................................................................................26 概述...................................................................................................................................................26 3.1近20年來(lái)國(guó)內(nèi)外銅冶金現(xiàn)狀....................................................................................................27

3.1.1國(guó)內(nèi)銅冶金現(xiàn)狀................................................................................................................27 3.1.2國(guó)外銅冶金現(xiàn)狀................................................................................................................31 3.1.3銅電解精煉概述................................................................................................................32 3.1.4工業(yè)純銅的主要性能及應(yīng)用............................................................................................33 3.2電解銅的工藝流程圖（如圖3-1）...........................................................................................34 3.3電解銅生產(chǎn)系統(tǒng).........................................................................................................................34 3.3.1電解生產(chǎn)區(qū)........................................................................................................................35 3．3.2凈化系統(tǒng)..........................................................................................................................36 3.3.3凈化產(chǎn)品............................................................................................................................37 思考題...............................................................................................................................................37 參考文獻(xiàn)...........................................................................................................................................37

第4章 電解鎳系統(tǒng)..............................................................................................................................39 概述...................................................................................................................................................39 4.1世界鎳工業(yè)現(xiàn)狀.........................................................................................................................39

4.1.1資源的種類(lèi)及分布............................................................................................................39 4.1.2世界鎳的生產(chǎn)工藝............................................................................................................40 4.2我國(guó)鎳工業(yè)的現(xiàn)狀.....................................................................................................................40 4.2.1鎳資源的狀況....................................................................................................................40 4.2.2我國(guó)鎳工業(yè)現(xiàn)狀................................................................................................................41 4.3鎳工業(yè)發(fā)展趨勢(shì)分析.................................................................................................................42 4.3.1產(chǎn)量增加............................................................................................................................42 4.3.2工藝將向著短流程、金屬回收率高、生產(chǎn)消耗少及有利于環(huán)保方向發(fā)展................42 4.3.3生產(chǎn)成本將會(huì)更低............................................................................................................42 4.3.4氧化鎳礦生產(chǎn)的鎳所占比例不斷擴(kuò)大............................................................................43 4.3.5鎳消費(fèi)結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，生產(chǎn)需求呈現(xiàn)多樣化趨勢(shì)........................................................43 4.4電解鎳的生產(chǎn)工藝.....................................................................................................................43 4.4.1陰陽(yáng)極制作........................................................................................................................43 4.4.2電解精煉............................................................................................................................45 4.4.3陰陽(yáng)極質(zhì)量要求................................................................................................................46 4.4.4影響電鎳產(chǎn)量及質(zhì)量的因素............................................................................................47 4.5 鎳電解液的凈化過(guò)程.................................................................................................................48 思考題...............................................................................................................................................49 參考文獻(xiàn)...........................................................................................................................................49

金川集團(tuán)公司實(shí)習(xí)基地

一、基本情況

金川集團(tuán)有限公司是由原金川有色金屬公司依法改制設(shè)立的多元投資主體的有限責(zé)任公司。主要股東為甘肅省人民政府（省經(jīng)貿(mào)委）、國(guó)家開(kāi)發(fā)銀行、中國(guó)信達(dá)資產(chǎn)管理公司、甘肅省工業(yè)交通投資公司，注冊(cè)資本35.6億元。

金川集團(tuán)有限公司是中國(guó)最大的鎳鈷生產(chǎn)企業(yè)和鉑族金屬提煉中心，鎳和鉑族金屬產(chǎn)量均占中國(guó)的90%以上，職工人數(shù)3.1萬(wàn)，資產(chǎn)總額115億元，資產(chǎn)負(fù)債率59%。2004年實(shí)現(xiàn)營(yíng)業(yè)收入150億元,利稅26億元,利潤(rùn)12億元。2005年計(jì)劃鎳產(chǎn)量9.3萬(wàn)噸,銅產(chǎn)量18萬(wàn)噸,鈷產(chǎn)量5000噸。

1.地理位置

位于甘肅省河西走廊中部的金昌市，地處騰格里沙漠的西南邊緣、祁連山北麓，屬典型的戈壁灘地貌，所處地域?qū)俅箨懶詺夂颍昶骄涤炅?32毫米，年平均蒸發(fā)量2827毫米。

2.概況

金川集團(tuán)有限公司是國(guó)內(nèi)最大的鎳鈷生產(chǎn)企業(yè)和鉑族金屬提煉中心，生產(chǎn)鎳、銅、鈷、稀有貴金屬、硫酸等化工產(chǎn)品，鎳和鉑族金屬產(chǎn)量分別占全國(guó)的88%和90%以上。公司擁有世界著名的大型銅鎳礦，礦產(chǎn)資源豐富，鎳鈷儲(chǔ)量居全國(guó)前列；擁有國(guó)家首批確認(rèn)的企業(yè)技術(shù)中心，具備較強(qiáng)的科研開(kāi)發(fā)能力和技術(shù)研究水平。公司現(xiàn)已形成55000噸鎳、60000噸銅及相應(yīng)綜合回收站、貴金屬的生產(chǎn)能力。有21種產(chǎn)品獲省部級(jí)以上優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品稱(chēng)號(hào)，主產(chǎn)品1#電解鎳1995年獲準(zhǔn)在LME注冊(cè)并交易，產(chǎn)品銷(xiāo)往國(guó)內(nèi)29個(gè)省、市、自治區(qū)和香港特別行政區(qū)，并出口美國(guó)、德國(guó)、日本等10多個(gè)國(guó)家。企業(yè)先后獲得國(guó)家科技進(jìn)步特等獎(jiǎng)、全國(guó)“五一”勞動(dòng)獎(jiǎng)?wù)隆?guó)家級(jí)企業(yè)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、中國(guó)企業(yè)管理杰出貢獻(xiàn)獎(jiǎng)等省部級(jí)以上獎(jiǎng)勵(lì)462項(xiàng)。

二、實(shí)踐教學(xué)目的和內(nèi)容

生產(chǎn)實(shí)習(xí)是高等學(xué)校本科培養(yǎng)計(jì)劃中的重要組成部分，是對(duì)學(xué)生進(jìn)行工程基本訓(xùn)練的重要教學(xué)環(huán)節(jié)。其目的是使學(xué)生運(yùn)用所學(xué)知識(shí)與生產(chǎn)實(shí)際相結(jié)合，以獲得生產(chǎn)技術(shù)和管理知識(shí)，培養(yǎng)動(dòng)手能力和獨(dú)立工作能力。學(xué)生參加生產(chǎn)實(shí)習(xí)，是理論學(xué)習(xí)和實(shí)踐鍛煉相結(jié)合的重要方式，是提高政治思想水平與業(yè)務(wù)素質(zhì)的重要環(huán)節(jié)。通過(guò)實(shí)習(xí)，可以使學(xué)生了解社會(huì)，接觸實(shí)際，增強(qiáng)群眾觀點(diǎn)、勞動(dòng)觀念和 5 社會(huì)主義的事業(yè)心、責(zé)任感，提高政治思想覺(jué)悟。通過(guò)實(shí)習(xí)，獲得化學(xué)工程與工藝專(zhuān)業(yè)有關(guān)的實(shí)際知識(shí)，鞏固所學(xué)理論，培養(yǎng)初步的實(shí)際工作能力和專(zhuān)業(yè)技能，并促使學(xué)校教育與社會(huì)教育更好地結(jié)合起來(lái)。

實(shí)習(xí)性質(zhì)：生產(chǎn)實(shí)習(xí)實(shí)習(xí)內(nèi)容:（1）電解銅生產(chǎn)系統(tǒng)：

電解系統(tǒng)：電解生產(chǎn)區(qū)由五個(gè)小系統(tǒng)構(gòu)成，電解一、二、三生產(chǎn)系統(tǒng)為老系統(tǒng)，主要生產(chǎn)電解小極板，電解四、五生產(chǎn)系統(tǒng)為新系統(tǒng)，主要生產(chǎn)電解大極板。該系統(tǒng)主要生產(chǎn)產(chǎn)品為陰極銅、殘極、陽(yáng)極泥與老液。

電解生產(chǎn)區(qū)主要生產(chǎn)設(shè)備有：電解槽、集液槽、循環(huán)大泵、加熱器、高位槽、分液包、壓濾機(jī)、陽(yáng)極泡洗槽、陰極銅泡洗槽、動(dòng)力設(shè)備、連動(dòng)加工機(jī)組等，了解其主要結(jié)構(gòu)及工作原理。

電解的原料，電解區(qū)溶液的走向，電解技術(shù)條件等。

凈化系統(tǒng)：凈化系統(tǒng)用于除去老液中鎳、砷、銻、硫等雜質(zhì)，得到含銅較高的溶液。凈化系統(tǒng)由凈化一系統(tǒng)，凈化二系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成。凈化一系統(tǒng)為老系統(tǒng)，主要處理小極板；凈化二系統(tǒng)為新系統(tǒng)，主要處理大極板。凈化系統(tǒng)主要生產(chǎn)產(chǎn)品為陰極銅、殘極、陽(yáng)極泥與老液。

凈化系統(tǒng)設(shè)備有：脫銅槽、誘導(dǎo)脫銅槽、電蒸發(fā)槽、帶式過(guò)濾機(jī)、中和槽等。了解凈化的目的和原理，凈化工藝的主要產(chǎn)品，主要設(shè)備的結(jié)構(gòu)。

（2）電解鎳生產(chǎn)系統(tǒng)：

陰陽(yáng)極制作（冶煉過(guò)程）：陰陽(yáng)極制作的工藝過(guò)程、原理。

電解精煉過(guò)程：鎳電解精煉是在陰極上沉淀出較純的電鎳，而不析出或盡可能少析出氫和其它雜質(zhì)。包括三個(gè)工藝環(huán)節(jié)，即陽(yáng)極過(guò)程、陰極過(guò)程和造液過(guò)程。主要了解陰陽(yáng)過(guò)程的原理、發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)、原料和產(chǎn)物。

電解液凈化過(guò)程：鎳電解過(guò)程的主要雜質(zhì)為鐵、銅、鈷三種元素，同時(shí)根據(jù)陽(yáng)極原料的不同，有時(shí)還含有鉛、鋅等，所以電解液凈化過(guò)程主要是除去鐵、銅、鈷等雜質(zhì)。主要掌握除鐵、銅、鈷三種主要雜質(zhì)的工藝原理，了解主要的設(shè)備及其結(jié)構(gòu)、工作原理。

（3）硫酸生產(chǎn)工藝：

硫酸工藝流程：凈化→干吸→轉(zhuǎn)化 ①凈化工段

來(lái)自冶煉車(chē)間的煙氣含有大量的氮?dú)狻⒍趸己脱鯕猓送膺€含有大量的雜質(zhì)如：鎳、硒、砷、礦塵、二氧化硫、水分等。礦塵不僅會(huì)使管道堵塞，而且會(huì)覆蓋觸媒的表面，而使觸媒結(jié)疤，活性下降阻力增加轉(zhuǎn)化率下降。凈化的主要 II 任務(wù)是除塵，降溫除熱和除霧除水。

凈化的主要設(shè)備有：空心洗滌塔、填充塔、泡沫洗滌塔、電除霧器等。②干吸工段

從凈化二段電霧出口來(lái)的煙氣先進(jìn)入干燥塔，再用泵經(jīng)板式換熱器冷卻后送到塔頂噴淋，干燥后的氣體進(jìn)入二氧化硫鼓風(fēng)機(jī)入口，并由鼓風(fēng)機(jī)送往轉(zhuǎn)化工段進(jìn)行轉(zhuǎn)化。

③轉(zhuǎn)化工段

在此過(guò)程中，煙氣中的二氧化硫在觸媒的催化作用下和煙氣中的氧氣化合生成三氧化硫，同時(shí)放出熱量。從四段轉(zhuǎn)化器出來(lái)的三氧化硫煙氣依次進(jìn)入第二、第一外熱交換器，預(yù)熱從鼓風(fēng)機(jī)送來(lái)的煙氣，本身溫度降至220℃后，送入吸收塔吸收成硫酸。為了調(diào)節(jié)各段觸媒層的溫度，在各段之間分別設(shè)置了煙道和電動(dòng)、氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用從風(fēng)機(jī)出口引來(lái)的冷煙氣進(jìn)行冷激控制，使各觸媒層的操作溫度穩(wěn)定。

④附屬系統(tǒng)

循環(huán)水系統(tǒng)：間冷氣循環(huán)水經(jīng)間冷氣循環(huán)泵打入間冷氣管間與管內(nèi)。煙氣逆流傳熱后回到冷卻塔，由塔頂淋灑降溫后進(jìn)入塔底水池循環(huán)使用。板式循環(huán)水經(jīng)板式循環(huán)泵打入板式換熱器或陽(yáng)極保護(hù)器內(nèi)與酸進(jìn)行換熱后進(jìn)入冷卻塔由塔頂淋灑降溫后，進(jìn)入塔底水池循環(huán)使用。

成品酸系統(tǒng)：成品酸排入干吸地下槽，由液下泵輸送管道打入大罐計(jì)量存放。裝車(chē)時(shí)，先將酸打入計(jì)量槽計(jì)量后，由計(jì)量槽泵打入火車(chē)棧橋或汽車(chē)裝酸高位槽。返酸時(shí)，關(guān)閉大罐入口閥，打開(kāi)返酸閥，經(jīng)成品輸送酸管道將酸返到干吸系統(tǒng)。成品酸可經(jīng)聯(lián)絡(luò)干線打入硫酸庫(kù)。

（4）氯堿生產(chǎn)系統(tǒng)

燒堿的制備分四個(gè)工段：化鹽、電解、處理和蒸發(fā)。重點(diǎn)是其生產(chǎn)原理、生產(chǎn)工藝及過(guò)程中的產(chǎn)物特征；了解所用設(shè)備的結(jié)構(gòu)及工作原理。

燒堿車(chē)間分為四個(gè)工段：鹽水工段、電解工段、處理工段和蒸發(fā)工段。鹽水工段由化鹽、精制、澄清、沙濾和中和五個(gè)操作單元組成，主要設(shè)備有：化鹽池、反應(yīng)池、道爾澄清桶、沙濾器和中和槽。

電解工段主要單元操作是鹽水的電解，設(shè)備為電解槽。

氯氫處理工段主要進(jìn)行的是氫氣和氯氣的冷卻、除雜、除水份等操作，主要設(shè)備為冷卻塔和反應(yīng)器。

蒸發(fā)工段主要為電解液蒸發(fā)后返回鹽水工段。

鹽酸生產(chǎn)主要有冷卻、吸收等單元操作，設(shè)備有氫氯反應(yīng)器，石墨冷卻器。

III

三、科研和技術(shù)生產(chǎn)活動(dòng)

2005年9月正式建立教學(xué)實(shí)習(xí)基地后，冶金工程學(xué)院化學(xué)工藝與工藝專(zhuān)業(yè)本著加強(qiáng)教學(xué)、科研同工程實(shí)踐相結(jié)合的精神，進(jìn)一步充分利用教學(xué)實(shí)習(xí)基地，培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐和動(dòng)手能力，開(kāi)展認(rèn)識(shí)實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和社會(huì)實(shí)踐活動(dòng)，取得了較好的實(shí)踐教學(xué)效果。同時(shí)，探索和實(shí)踐在基地進(jìn)行相關(guān)的科研工作和技術(shù)生產(chǎn)活動(dòng)，并與金川集團(tuán)公司在工藝與技術(shù)改進(jìn)、信息化和自動(dòng)化建設(shè)與管理、資源綜合利用、三廢治理、生產(chǎn)節(jié)能、人才培養(yǎng)、技術(shù)骨干培訓(xùn)等方面達(dá)成了合作意向。

四、開(kāi)展因材施教，開(kāi)發(fā)學(xué)生潛能的實(shí)踐項(xiàng)目

要求學(xué)生根據(jù)實(shí)習(xí)單位提供的實(shí)習(xí)條件主動(dòng)地發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，并能根據(jù)自己所學(xué)的只是初步的解決問(wèn)題。并創(chuàng)造性地開(kāi)發(fā)新技術(shù)，解決實(shí)際工程中存在的問(wèn)題。如：

（1）要求學(xué)生閱讀企業(yè)有關(guān)設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)資料，注意工藝流程方式確定問(wèn)題。引導(dǎo)學(xué)生回憶課本上關(guān)于單元操作過(guò)程的種類(lèi)及使用條件；

（2）引導(dǎo)學(xué)生在實(shí)習(xí)中，注意有關(guān)化工設(shè)備設(shè)計(jì)，如板框式換熱器，反應(yīng)釜，吸收塔等，并讓學(xué)生自己查找文獻(xiàn)，了解有關(guān)設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)確定的原則和依據(jù)，引導(dǎo)學(xué)生分析化工設(shè)備設(shè)計(jì)規(guī)模、投資和效益的關(guān)系，在閱讀企業(yè)工程基礎(chǔ)資料的基礎(chǔ)上，結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備，分析工程設(shè)計(jì)規(guī)模確定的合理性。

五、場(chǎng)地與設(shè)施

（1）金川集團(tuán)公司培訓(xùn)中心；（2）金川集團(tuán)公司科技館；（3）金川集團(tuán)公司電解銅生產(chǎn)區(qū)；（4）金川集團(tuán)公司電解鎳生產(chǎn)區(qū)；（5）金川集團(tuán)公司硫酸生產(chǎn)區(qū)；（6）金川集團(tuán)公司氯堿生產(chǎn)區(qū)。

IV

第1章 硫酸系統(tǒng)

1.概述

化學(xué)上將一個(gè)分子的三氧化硫和一分子水相結(jié)合組成的物質(zhì)稱(chēng)為無(wú)水硫酸。它是指100%的硫酸，又稱(chēng)為純硫酸。一般情況下純硫酸是無(wú)色油狀的液體，密度為1.8269g/cm3，冰點(diǎn)為10.371℃。而工業(yè)生產(chǎn)的硫酸是指SO3和H2O按一定比例混合的液體，其中，發(fā)煙硫酸是指SO3和H2O摩爾比大于1的液體。硫酸作為強(qiáng)酸，不僅具有強(qiáng)酸的通性，而且還具有脫水、氧化、磺化等特性。硫酸是一種重要的基本化工原料，曾被譽(yù)為“工業(yè)之母”。硫酸的最大用戶(hù)是生產(chǎn)化學(xué)肥料（磷銨、硫銨及重過(guò)磷酸鈣）；在化學(xué)工業(yè)中，硫酸是生產(chǎn)各種硫酸鹽的原料，是塑料、人造纖維、染料、油漆、制藥等生產(chǎn)中不可缺少的化工原料，在農(nóng)藥、除草劑、殺鼠劑等生產(chǎn)中也必不可少；在石油精煉過(guò)程中使用大量硫酸作為洗滌劑，去除石油產(chǎn)品中的不飽和烴和硫化物等雜質(zhì)；在冶金工業(yè)中，如鋼材加工及其產(chǎn)品的酸洗、銅鎳精煉等都需要硫酸；國(guó)防工業(yè)中濃硫酸用于制取硝化甘油、硝化纖維、三硝基甲苯等炸藥，原子能工業(yè)、火箭工業(yè)等也需要用到硫酸。

硫酸制備始于8世紀(jì)，最早煉金學(xué)者蒸餾綠礬(FeS0427H20)制得了硫酸；1740年有人將硝石與硫磺在玻璃瓶中混合燃燒來(lái)生產(chǎn)硫酸，并建成世界上第一座硫酸廠。1746年采用鉛室代替玻璃瓶，即所謂的“鉛室法”制酸。由于龐大的鉛室生產(chǎn)效率低，耗鉛多，投資高，19世紀(jì)后半期開(kāi)始，技術(shù)人員不斷地提出各種改進(jìn)的建議和發(fā)明，隨著實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)的積累和理論研究的深入，終于導(dǎo)致以填料塔代替鉛室的多種塔式裝置建成。鉛室法和塔式法制備的硫酸濃度分別為65％和76～78％H2SO4，其生產(chǎn)特點(diǎn)均是以氮的氧化物為媒介，試SO2在有氧及水的情況下生產(chǎn)硫酸，不足是產(chǎn)品濃度低、雜質(zhì)多（含塵和氮的氧化物），生產(chǎn)中又要耗用大量的硝酸或硝酸鹽。1831年就有人提出，用鉑作催化劑，接觸法硫酸生產(chǎn)，但困難重重發(fā)展緩慢，直至1875年才建成世界上第一座接觸法生產(chǎn)發(fā)煙硫酸的裝置。隨著鉑及其它催化劑的性能的研究和工藝裝置上全面解決了以硫鐵礦為原料生產(chǎn)硫酸技術(shù)關(guān)鍵，19世紀(jì)末和20世紀(jì)初，相繼建設(shè)了一些都使用鉑作催化劑，制法及載體各異的接觸法生產(chǎn)裝置。由于第一次世界大戰(zhàn)對(duì)炸藥的需求，各種接觸法裝置在歐美大批興建。1899年R．Meyers(邁耶爾斯)提出用釩酸作催化劑；Dehaen(1901)發(fā)明將釩酸或可溶的釩化合物沉積于石棉、浮石等多孔性載體的技術(shù)；1913年，巴登苯胺堿公司發(fā)明了添加堿金屬鹽的催化劑，活性與鉑催化劑相近，價(jià)格較低且不易中毒；不斷的發(fā)展使到20世紀(jì)60年代，釩催化

V 劑完全取代了鉑及其它催化劑。另外，在50年代初，德國(guó)和美國(guó)同時(shí)開(kāi)發(fā)成功硫鐵礦沸騰焙燒技術(shù)。德國(guó)的拜耳(Bayer)公司于1964年實(shí)現(xiàn)兩次轉(zhuǎn)化工藝的應(yīng)用，1971年建成一座直徑4m的沸騰轉(zhuǎn)化器。1972年，法國(guó)的于庫(kù)爾曼公司建造了第一座以硫磺為原料的加壓法裝置，操作壓力為0.5MPa，日產(chǎn)550t(100％H2SO4)，以及熱能的回收利用、低濃度SO2煙氣回收、生產(chǎn)控制自動(dòng)化等也都標(biāo)志著硫酸生產(chǎn)技術(shù)不斷向更新、更高的技術(shù)的發(fā)展。

我國(guó)硫酸工業(yè)是化學(xué)工業(yè)中建立較早的行業(yè)之一。1874年天津機(jī)器制造三分廠建成中國(guó)最早的鉛室法裝置，日產(chǎn)硫酸約2t，1934年，河南鞏縣兵工廠建立并投產(chǎn)了第一座接觸法制酸系統(tǒng)。1949年以前，中國(guó)硫酸最高年產(chǎn)量為180kt(1942年)。新中國(guó)的硫酸工業(yè)依靠自己的力量，在恢復(fù)、擴(kuò)建和改造的基礎(chǔ)上又新建了不少中小型裝置，全國(guó)工廠總數(shù)有400余家。發(fā)展到1979年，硫酸產(chǎn)量為6998kt(以100％H2SO4計(jì))，超過(guò)日本，僅次于美國(guó)和蘇聯(lián)。80年代以后，硫酸工業(yè)獲得了快速地發(fā)展。根據(jù)1999 年底的不完全統(tǒng)計(jì),我國(guó)現(xiàn)有硫酸生產(chǎn)廠家632 家,生產(chǎn)能力為32500kt/a。

而且，我國(guó)硫酸生產(chǎn)技術(shù)取得了巨大的進(jìn)步，逐漸縮小了與國(guó)際先進(jìn)水平的差距。20世紀(jì)50年代以后逐步推廣接觸法，取代鉛室法和塔式法，20世紀(jì)80年代后全部采用接觸法。1951年永利寧廠研制成功Ⅵ型釩催化劑并用于生產(chǎn)，結(jié)束了我國(guó)釩催化劑依賴(lài)進(jìn)口的歷史，此后又陸續(xù)開(kāi)發(fā)了低溫、耐砷及環(huán)狀、菊花狀等多種釩催化劑，滿(mǎn)足了我國(guó)硫酸工業(yè)發(fā)展的要求。1956年永利寧廠成功地開(kāi)發(fā)了硫鐵礦沸騰焙燒技術(shù)，并建成135t/d的工業(yè)沸騰焙燒爐。同年，上海硫酸廠采用文氏管洗滌器對(duì)氣體進(jìn)行降溫和除塵，獲得了成功，1958年又進(jìn)一步創(chuàng)建“三文一器”水洗凈化流程應(yīng)用于該廠新建的50kt/a硫酸裝置上，簡(jiǎn)化了生產(chǎn)流程，節(jié)省了投資，對(duì)硫酸工業(yè)的發(fā)展起了推動(dòng)作用。1977年，南化研究院開(kāi)發(fā)成功酸洗凈化流程，消除污水對(duì)環(huán)境的污染。1966年上海硫酸廠在硫酸生產(chǎn)裝置上采用兩轉(zhuǎn)兩吸流程取得成功，減少了尾氣排放。1989年南化研究院完成了“3+2”兩次轉(zhuǎn)化工業(yè)試驗(yàn)，使二氧化硫轉(zhuǎn)化率進(jìn)一步提高到99.7 %以上。1990年華東理工大學(xué)同上海吳涇化工總廠合作開(kāi)發(fā)了二氧化硫非定態(tài)轉(zhuǎn)化技術(shù)，1994年河南濟(jì)源豫光金鉛集團(tuán)有限公司采用該技術(shù)處理鉛燒結(jié)機(jī)煙氣取得成功，圖1.1硫酸生產(chǎn)系統(tǒng)外景 為低濃度二氧化硫氣體的處理和利用創(chuàng)造了條件。在裝置設(shè)備方面,我國(guó)先后開(kāi)發(fā)了新型電除塵(霧)器、洗滌器、陽(yáng)極保護(hù)管殼式酸冷卻器、板式酸冷卻器、濃酸泵、稀酸泵、新型塔填料、分酸器、瓷質(zhì)球拱以及新型自動(dòng)控制儀表等，這些設(shè)備的廣泛應(yīng)用滿(mǎn)足了我國(guó)硫酸工業(yè)大型化、高強(qiáng)度、高效率的要求，提高了我國(guó)硫酸工業(yè)的總體技術(shù)水平。隨著改革開(kāi)放的深化，我國(guó)先后引進(jìn)了國(guó)外魯奇、孟山都、凱密迪、波立頓、托普索、三菱重工等公司的成套硫酸裝置、技術(shù)和設(shè)備,如WSA 濕法制酸工藝、非定態(tài)氧化技術(shù)、大型沸騰焙燒系統(tǒng)、硫磺制酸廢熱鍋爐、動(dòng)力波洗滌器、不銹鋼轉(zhuǎn)化器、大型風(fēng)機(jī)、高效含銫釩催化劑等，這些技術(shù)和設(shè)備的引入，也推動(dòng)了我國(guó)硫酸技術(shù)的發(fā)展。總之，經(jīng)過(guò)幾十年來(lái)的發(fā)展，我國(guó)已在硫酸的科研、設(shè)計(jì)、設(shè)備制造及生產(chǎn)等各方面取得了令人矚目的成就。大型硫酸生產(chǎn)裝置普遍采用兩轉(zhuǎn)兩吸工藝，二氧化硫轉(zhuǎn)化率達(dá)到99.5%以上，其技術(shù)水平已接近世界先進(jìn)水平。

生產(chǎn)硫酸根據(jù)工藝不同選用不同的制酸原料（能夠產(chǎn)生SO2的含硫物質(zhì)），目前主要有硫化物礦、硫硝，硫酸鹽，含硫化氫的工業(yè)廢氣，以及冶煉煙氣等。硫鐵礦是硫元素在地殼中存在的主要形態(tài)之一。現(xiàn)在很多國(guó)家仍然以它作為制造硫酸的主要原料，其主要成分為FeS2，理論含硫量為53.45％，含鐵量為46.55％；硫磺是制造硫酸使用最早而又最好的原料，硫在通常情況下為固體，有α(正交)、β及γ(單斜)三種同素異形體。制酸原料用硫磺與硫鐵礦相比，爐氣中SO2與O2的含量都可相應(yīng)提高，有利于提高主要設(shè)備生產(chǎn)能力。硫磺一般含雜質(zhì)較少，焙燒前經(jīng)過(guò)純化，去掉雜質(zhì)，這樣所得的爐氣可以不必經(jīng)過(guò)復(fù)雜的精制過(guò)程，而直接降溫到420℃進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)，這就極大地簡(jiǎn)化了工藝過(guò)程，節(jié)省了投資費(fèi)用。同時(shí)，燃燒硫磺不產(chǎn)生燒渣，避免了燒渣的排除和處理的困難。生產(chǎn)的酸質(zhì)量好，雜質(zhì)少；硫酸鹽、冶煉煙氣、硫化氫或SO2煙道氣等可以作為制造硫酸的原料。其中冶煉有色金屬過(guò)程中，產(chǎn)生大量含有二氧化硫的煙氣可作為制造硫酸的原料，這不但能回收資源，而且還能消除了公害。在冶煉煙氣制酸方面做了大量的工作，取得了不少的成果。由于冶煉過(guò)程所產(chǎn)生的煙氣有不同的特點(diǎn)，應(yīng)根據(jù)煙氣的不同特點(diǎn)，選取相應(yīng)的工藝流程制酸。

1.1金川集團(tuán)冶煉煙氣制酸工藝簡(jiǎn)介

水湍沖塔煙氣二吸一吸洗滌塔水冷卻塔電除霧換熱器轉(zhuǎn)化器SO2鼓風(fēng)塔干燥塔 圖1.2 硫酸制備工藝流程圖

1.1.1 53萬(wàn)t硫酸工藝流程

1)凈化

從冶煉廠銅鎳轉(zhuǎn)爐送來(lái)的煙氣中二氧化硫濃度約為5.5%，煙氣溫度250℃左右。將煙氣分作兩路一路進(jìn)到一系統(tǒng)；另一路首先進(jìn)到二系統(tǒng)空塔，從上到下與塔頂噴淋下來(lái)的1%左右稀酸逆流接觸，酸中水分絕熱蒸發(fā)而使氣體降溫，絕熱飽和溫度為35%，氣體中的塵和雜質(zhì)被稀酸洗滌而進(jìn)入循環(huán)酸中。進(jìn)入酸中的雜質(zhì)有50%左右溶解，不溶的固體雜質(zhì)在沉降槽內(nèi)部分沉降下來(lái)清液從上部溢流至循環(huán)槽后用泵打到塔內(nèi)噴淋，完成酸液循環(huán)過(guò)程。而沉降槽底部沉積的酸泥以5g/l的含固量被排放，酸泥送到冶煉廠回收廢酸自流到一系統(tǒng)污酸地溝。從空塔出來(lái)的煙氣自上而下與動(dòng)力波沖擊管中的高速稀酸充分接觸，降溫除塵后進(jìn)入填料塔中，自上而下與經(jīng)板式換熱器冷卻后的稀酸逆流接觸，待煙氣溫度達(dá)到28℃左右時(shí)，從塔頂排出，進(jìn)入兩極電霧，氣體在電霧除塵器內(nèi)被除去酸霧。

來(lái)自冶煉的煙氣含有大量的氮?dú)狻⒍趸己脱鯕猓送膺€含有大量的雜質(zhì)如：鎳、硒、砷、礦塵、二氧化硫、水分等。礦塵它不僅會(huì)使管道堵塞 而且會(huì)覆蓋觸媒的表面。而使觸媒結(jié)疤，活性下降阻力增加轉(zhuǎn)化率下降。再次礦塵進(jìn)入成品酸中雜質(zhì)含量增高，顏色變紅或黑，影響成品酸的質(zhì)量雜質(zhì)中的三氧化二砷和氧化硒是危害觸媒最嚴(yán)重的毒物，同時(shí)也影響成品酸的質(zhì)量。硒、砷在煙氣中以氧化狀態(tài)存在的，煙氣中所含的砷和硒的多少與原料含砷、硒量和冶煉的工藝所決定的。二氧化二砷和氧化硒是危害觸媒最嚴(yán)重的毒物，同時(shí)也影響成品酸的質(zhì)量。至于水分，它會(huì)稀釋進(jìn)入轉(zhuǎn)化系統(tǒng)的酸沫和酸霧，會(huì)稀釋沉積設(shè)備和管道表面的硫酸造成腐蝕。且三氧化硫會(huì)與水蒸汽結(jié)合成硫酸蒸汽。在換熱降溫過(guò)程中以及在吸收塔的下部有可能生成酸霧，不易被捕集排除會(huì)造成環(huán)境污染。凈化的主要任務(wù)是除塵，降溫除熱和除霧除水。

凈化的主要設(shè)備有：空心洗滌塔、填充塔、泡沫洗滌塔、電除霧器等。

表1-1 凈化工藝指標(biāo)

項(xiàng)目 入口煙氣溫度 出口煙氣溫度 噴淋酸濃度 入口酸溫 出口酸溫 循環(huán)酸量 冷卻水入口溫度 冷卻水出口溫度

單位 ℃ ℃ % ℃ ℃ ㎡ ℃ ℃

空塔 250 51 4.3 50.8 50.8 400

填料塔 51 31 0.90 31 39.3 400

板式換熱器

41.5 31 27 34

電除霧 31 31

2)干吸工段

從凈化二段電霧出口來(lái)的煙氣先進(jìn)入干燥塔，氣體中的飽和水分被塔頂噴淋的93%的酸吸收，出塔酸進(jìn)入循環(huán)槽，再用泵經(jīng)板式換熱器冷卻后送到塔頂噴淋，干燥后的氣體進(jìn)入二氧化硫鼓風(fēng)機(jī)入口，并由鼓風(fēng)機(jī)送往轉(zhuǎn)化工段進(jìn)行轉(zhuǎn)化。轉(zhuǎn)化后的煙氣溫度為220℃，進(jìn)入吸收塔，煙氣中的三氧化硫被塔頂噴淋下來(lái)的98%的硫酸吸收，濃硫酸從塔底流出進(jìn)入循環(huán)槽，然后用循環(huán)泵經(jīng)陽(yáng)極保護(hù)冷卻器冷卻后送至塔頂噴淋，從塔頂出來(lái)的尾氣進(jìn)入104米煙囪放空。

干燥出來(lái)的硫酸因?yàn)槲樟怂侄兿　Ｎ账鞒龅乃嵋蛭杖趸蚨兂恚寖煞N酸依靠自動(dòng)串酸來(lái)調(diào)節(jié)濃度，不足的水分從系統(tǒng)外加入干燥循環(huán)槽。成品酸從干燥循環(huán)子槽產(chǎn)出。經(jīng)脫氣塔脫氣后進(jìn)入地下槽。成品酸由地下槽液下泵送往成品酸庫(kù)。

表1-2 干吸工藝指標(biāo)

項(xiàng)目 入塔煙氣溫度 出塔煙氣溫度 噴淋酸濃度 噴淋酸入口溫度 噴淋酸出口溫度 入冷卻器酸溫 出冷卻器酸溫 入冷卻器水溫 出冷卻器水溫

單位 ℃ ℃ % ℃ ℃ ℃ ℃ ℃ ℃

干燥塔 31 45 93 45 55 55 45 30 38

一吸塔 195 60 98 65 82 82 65 30 40 3)轉(zhuǎn)化工段

從二氧化硫鼓風(fēng)機(jī)出來(lái)的煙氣大部分經(jīng)第一，第二外熱交換器預(yù)熱升溫至390℃后和一小部分從鼓風(fēng)機(jī)出口經(jīng)三，四段之間的內(nèi)部換熱器預(yù)熱后的煙氣混合后順序經(jīng)過(guò)轉(zhuǎn)化器二，三段觸媒間和一、二段觸媒間的裂管換熱器繼續(xù)被預(yù)熱，使其溫度生高至420℃，從轉(zhuǎn)化器上部進(jìn)入轉(zhuǎn)化器一層進(jìn)行反應(yīng)。一段轉(zhuǎn)化后的煙氣溫度上升到526℃，然后經(jīng)內(nèi)熱交換器降溫至470℃進(jìn)二段轉(zhuǎn)化，二段溫度上升到494℃后經(jīng)內(nèi)熱交換器降溫至440℃進(jìn)入三段轉(zhuǎn)化，三段轉(zhuǎn)化溫度上升到446℃后經(jīng)內(nèi)熱交換器降溫至420℃后進(jìn)入四段轉(zhuǎn)化，轉(zhuǎn)化后溫度上升到437℃。在此過(guò)程中，煙氣中的二氧化硫在觸媒的催化作用下和煙氣中的氧氣化合生成三氧化硫，同時(shí)放出熱量。從四段轉(zhuǎn)化器出來(lái)的三氧化硫煙氣依次進(jìn)入第二、第一外熱交換器，預(yù)熱從鼓風(fēng)機(jī)送來(lái)的煙氣，本身溫度降至220℃后，送入吸收塔吸收成硫酸。

為了調(diào)節(jié)各段觸媒層的溫度，在各段之間分別設(shè)置了煙道和電動(dòng)，氣動(dòng)調(diào)節(jié)閥，用從風(fēng)機(jī)出口引來(lái)的冷煙氣進(jìn)行冷激控制，使各觸媒層的操作溫度穩(wěn)定。

表1-3 轉(zhuǎn)化工藝指標(biāo)

項(xiàng)目 轉(zhuǎn)化入口氣量

SO2

一段

觸媒煤層 入口溫度 二段 三段 四段 一段

累計(jì) 轉(zhuǎn)化率 二段 三段 四段 A 復(fù)線量

B

單位 Nm/h % ℃ ℃ ℃ ℃ % % % % % %

3正常狀況 68000 5.00 420.00 470.00 440.00 430.00 73.00 88.00 92.00 97.00 5.71 27.00 1.1.2三硫酸工藝 1)凈化工藝流程

閃速爐，轉(zhuǎn)爐煙氣經(jīng)過(guò)直徑為Ф2850mm煙道輸送至第一洗滌塔（空塔），循環(huán)酸由塔頂噴入，塔內(nèi)氣液順流接觸，洗滌，除塵降溫后由塔底排出進(jìn)入二洗塔頂部，一洗循環(huán)酸經(jīng)沉降槽處理后流入一洗循環(huán)槽繼續(xù)使用；氣體由塔底進(jìn)入二洗塔，循環(huán)酸有塔頂噴入，塔內(nèi)氣液順流接觸，進(jìn)一步洗滌，除塵降溫后的煙氣有塔底排出，進(jìn)入三洗滌塔。氣體由底部進(jìn)入三洗滌塔，由塔頂排出，循環(huán)酸由塔頂噴灑，塔內(nèi)氣液逆流接觸，經(jīng)洗滌后煙氣溫度降至50℃以下，三洗塔出口氣體由頂部進(jìn)入間冷器，由底部排出來(lái)，氣液在塔內(nèi)逆流接觸。間冷器并聯(lián)使用，經(jīng)間冷器降溫后的氣體，由電除霧底部進(jìn)入電除霧器從頂部排出，電除霧分 為兩級(jí)，每級(jí)四臺(tái)并聯(lián)。電除霧器出口合格的二氧化硫煙氣進(jìn)入干燥塔。

電除霧器，間冷器內(nèi)的冷凝稀酸竟排放管分別排入間冷器循環(huán)槽，三洗循環(huán)槽作為部分新水補(bǔ)充循環(huán)酸用，間冷器沖洗槽正常運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)加入中水作為補(bǔ)充，中水沒(méi)有是補(bǔ)加新水，間冷器沖洗水經(jīng)間冷器循環(huán)泵部分串入三洗循環(huán)槽，作為補(bǔ)充水補(bǔ)入三洗循環(huán)槽使用。過(guò)量的水由平衡管串入二洗循環(huán)槽，二洗循環(huán)槽循環(huán)酸多時(shí)由二洗泵出口串入一洗循環(huán)槽做循環(huán)酸使用，在一洗循環(huán)酸含酸，含塵達(dá)到平衡時(shí)由一洗循環(huán)槽排酸口經(jīng)管道排出。2)轉(zhuǎn)化，吸收工藝流程

二Ⅳ換熱器I換熱器四Ⅱ換熱器Ⅲ換熱器一一吸塔SO2風(fēng)機(jī)三I外換熱二吸塔一吸塔I外換熱

圖1.3 轉(zhuǎn)化吸收工藝流程圖

凈化后的煙氣經(jīng)干燥塔出去水分、酸霧后，有二氧化硫主風(fēng)機(jī)牽引鼓入Ⅳ外熱交管間再經(jīng)Ⅳb、Ⅰ號(hào)換熱氣管間，由轉(zhuǎn)化器頂部進(jìn)入轉(zhuǎn)化器一層，一層轉(zhuǎn)化出口煙氣進(jìn)入Ⅰ號(hào)換熱器管內(nèi)與管間冷氣熱交換后，進(jìn)入二層轉(zhuǎn)化，在二層轉(zhuǎn)化反應(yīng)后的煙氣進(jìn)入Ⅱ號(hào)換熱器與管間冷氣換熱后進(jìn)入三層，三層出口煙氣依次經(jīng)Ⅲb和Ⅲa號(hào)換熱器管間與管內(nèi)熱氣換熱降溫后進(jìn)入一吸收塔吸收；一次吸收后的煙氣從一吸收塔出來(lái)后依次經(jīng)Ⅲa、Ⅲb、號(hào)換熱氣管間與管內(nèi)熱氣換熱生溫后進(jìn)入轉(zhuǎn)化器四層，進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，四層出口煙氣依次經(jīng)Ⅳb、Ⅳa號(hào)換熱器管內(nèi)與管間冷器換熱降溫后，進(jìn)入二吸收塔吸收。二次吸收后的煙氣由尾氣煙囪外排入大氣層。

凈化后的煙氣經(jīng)干燥塔底部進(jìn)入塔內(nèi)，干燥酸由塔頂淋灑，煙氣、干燥酸在塔內(nèi)逆流接觸除去水分后進(jìn)入二氧化硫鼓風(fēng)機(jī)，依次經(jīng)一、二、三層觸煤完成一次轉(zhuǎn)化，一次轉(zhuǎn)化后煙氣進(jìn)入一吸塔完成一次吸收。一吸塔內(nèi)，三氧化硫煙氣由塔底部進(jìn)入塔內(nèi)，吸收酸由塔頂淋灑，氣、液在塔內(nèi)逆流接觸，一次吸收的煙氣經(jīng)四層觸煤進(jìn)行二次轉(zhuǎn)化，二次轉(zhuǎn)化后煙氣由二吸收塔底部進(jìn)入塔內(nèi)，吸收酸由塔頂淋灑，氣、液在塔內(nèi)逆流接觸完成二次吸收，二次吸收后的尾氣由煙囪外排。

干燥循環(huán)酸在吸收煙氣中的水分后，濃度下降，體積增加濃度降低。

一、二吸循環(huán)酸吸收了三氧化硫后濃度增加。產(chǎn)93%酸時(shí)，二吸收循環(huán)酸濃度通過(guò)加水 來(lái)調(diào)節(jié)，保持98%不變；液位通過(guò)往一吸串酸來(lái)保持穩(wěn)定，一吸通過(guò)串入干燥酸來(lái)調(diào)節(jié)酸濃度平衡，一吸通過(guò)往干燥串酸用以實(shí)現(xiàn)一吸液位的穩(wěn)定。干燥酸濃度高于93%時(shí)，通過(guò)加入新水來(lái)調(diào)節(jié)至93%，干燥循環(huán)槽由于加水或串入吸收酸而使液位升高，升高部分經(jīng)產(chǎn)酸閥排入干吸地下槽作為成品酸送往酸庫(kù)。產(chǎn)98%酸時(shí)，干燥酸由于吸收煙氣中的水分濃度下降，此時(shí)由一吸串入98%酸，保證干燥酸濃度穩(wěn)定，干燥循環(huán)槽由于串酸、吸水而使液位上升，上升部分由串酸閥串入一吸循環(huán)槽，保證干燥循環(huán)槽液位的穩(wěn)定，一吸酸吸收了三氧化硫濃度上升，通過(guò)加水穩(wěn)定濃度，一吸通過(guò)往二吸串酸來(lái)保持液位穩(wěn)定。二吸吸收二氧化硫后，加水調(diào)節(jié)98%。二吸液位上升后，通過(guò)產(chǎn)酸管道排入底下槽作為成品。

表1-4 凈化參數(shù)

一洗塔入口壓力≤—10000Pa 一洗塔出口溫度≤70℃ 間冷器出口溫度≤30℃ 一洗循環(huán)槽液位：1500—2000mm 三洗循環(huán)槽液位：1500—2000mm 二次電壓≥40kv 凈化系統(tǒng)漏風(fēng)率≥15% 凈化出口酸霧≤5mg/Nm

3二段電除霧出口壓力≤4500 Pa 三洗塔入口溫度≤60℃ 二段電除霧器出口溫度≤32℃ 二洗循環(huán)槽液位：1500—2000mm 間冷循環(huán)槽液位：1500—2000mm 電除霧器出口壓力≥—1500 Pa 凈化出口煙氣含塵≤2 mg/Nm

表1-5 干吸參數(shù)

3干燥循環(huán)槽液位：1800—2000mm 二吸循環(huán)槽液位：1800—2000mm 一吸塔出口酸溫：≤70℃ 干燥酸濃度：92.5-93.5% 二吸酸濃度：98.2-98.5% 93%酸濃度：92.5-93.5% 風(fēng)機(jī)出口水分：≤1g/hm

3一吸循環(huán)槽液位：1800—2000mm 干燥塔出口酸溫：≤55℃ 二吸塔出口酸溫：≤70℃ 一吸酸濃度：98-98.5% 吸收率：99.99% 98%酸濃度：98-98.5%

表1-6 轉(zhuǎn)化參數(shù)

風(fēng)機(jī)出口壓力：≤40kPa 一層入口溫度：410—435℃ 一層觸媒溫度：表層：420—440℃ 中層：560—620℃

4號(hào)外熱交壓差：≤6kPa 四層入口溫度：390-420℃ 轉(zhuǎn)化率：＞98% 3)附屬系統(tǒng)

? 循環(huán)水系統(tǒng)

間冷氣循環(huán)水經(jīng)間冷氣循環(huán)泵打入間冷氣管間與管內(nèi)。煙氣逆流傳熱后回到 冷卻塔，由塔頂淋灑降溫后進(jìn)入塔底水池循環(huán)使用。板式循環(huán)水經(jīng)板式循環(huán)泵打入板式換熱器或陽(yáng)極保護(hù)器內(nèi)與酸進(jìn)行換熱后進(jìn)入冷卻塔由塔頂淋灑降溫后，進(jìn)入塔底水池循環(huán)使用。

? 成品酸系統(tǒng)

成品酸排入干吸地下槽，由液下泵輸送管道打入大罐計(jì)量存放。裝車(chē)時(shí)，先將酸打入計(jì)量槽計(jì)量后，由計(jì)量槽泵打入火車(chē)棧橋或汽車(chē)裝酸高位槽。返酸時(shí)，關(guān)閉大罐入口閥，打開(kāi)返酸閥，經(jīng)成品輸送酸管道將酸返到干吸系統(tǒng)。成品酸可經(jīng)聯(lián)絡(luò)干線打入硫酸庫(kù)。1.2.3新老系統(tǒng)的比較

表1-7 新老系統(tǒng)的比較

項(xiàng)目 新系統(tǒng)

湍沖塔，優(yōu)點(diǎn)是前一段有柱狀的煙道，效率可提高到98%。可節(jié)省投資，節(jié)省占地凈化 面積。

老系統(tǒng)一系統(tǒng)為間冷器，缺點(diǎn)是體積大，檢修不便。二系統(tǒng)為板式換熱器，缺點(diǎn)是體積小，效率低。

塔槽一體，優(yōu)點(diǎn)是停開(kāi)泵時(shí)，酸不會(huì)積累，母槽、子槽分開(kāi)，以管道相接。缺點(diǎn)提高利用率。陰極：六角形

電除霧 陽(yáng)極：正六邊形

是易漏酸，堵塞管道，生產(chǎn)不安全。陰極：六棱柱 陽(yáng)極：圓形

電除霧一、二段并聯(lián)，它們之間無(wú)增濕塔。

一、二段間有增濕塔，經(jīng)過(guò)一段后，優(yōu)點(diǎn)：兩套沖洗、除塵，降溫效率高。兩轉(zhuǎn)兩吸，先經(jīng)一、二、三層轉(zhuǎn)化后，進(jìn)

顆粒體積增大，二段時(shí)有利于除塵。一轉(zhuǎn)一吸，先轉(zhuǎn)化后吸收，生成的SO3隨時(shí)間的增長(zhǎng)，它的濃度增大，使得反應(yīng)的逆反應(yīng)速度加快，轉(zhuǎn)化效率轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)化 入一吸，再進(jìn)入四層轉(zhuǎn)化，進(jìn)入二吸，轉(zhuǎn)化過(guò)程中，將生成的SO3及時(shí)除去，反映有利于向正反應(yīng)方向進(jìn)行，提高轉(zhuǎn)化率。低。

1.2 硫酸的儲(chǔ)存和生產(chǎn)中材料選用

硫酸生產(chǎn)是連續(xù)的，成品酸的送出也是連續(xù)的，但是硫酸售出則是間斷的。因此，一般的每個(gè)硫酸廠都設(shè)有成品酸庫(kù)。硫酸庫(kù)有立式圓筒形或臥式扁圓形兩種，前者居多。以能貯十天至一個(gè)月的產(chǎn)量為限。酸庫(kù)的容量有100～1000t大小不等，硫酸庫(kù)可以普通鋼板焊成，外加鋼材補(bǔ)強(qiáng)，頂部有酸入口、出氣口、人孔等，并輔以酸泵移酸。

硫酸工業(yè)是處理腐蝕性的氣體和液體的工業(yè)，在選擇硫酸生產(chǎn)設(shè)備的構(gòu)筑材料時(shí)，不僅要考慮材料的耐腐蝕性，而且還要考慮材料的機(jī)械強(qiáng)度，加工難易程度，資源情況，以及價(jià)格高低等因素。硫酸對(duì)金屬的腐蝕，與硫酸的濃度及溫度有很大關(guān)系，所以硫酸的濃度和溫度也是選擇設(shè)備材料的重要依據(jù)。耐酸材料 大致分為金屬材料、無(wú)機(jī)材料、有機(jī)材料三類(lèi)，這些材料有的是單獨(dú)使用，有的則是互相配合，或作為其它材料設(shè)備的襯里使用。

常用的耐酸蝕金屬材料有鉛、鋼、鑄鐵、高硅鐵、鉻、鉬、鎳合金鋼等。1)鉛

鉛在硫酸生產(chǎn)上是使用較早、較廣泛的優(yōu)質(zhì)耐腐蝕材料。由于鉛與稀硫酸作用，其表面生成一層穩(wěn)定的PbSO4保護(hù)膜，這層保護(hù)膜可以防止金屬與酸的繼續(xù)作用。當(dāng)酸濃度增加到75％以上時(shí)，尤其是在發(fā)煙硫酸中，鉛是不穩(wěn)定的，在這樣的酸中，硫酸鉛顯著地被溶解，這時(shí)，PbSO4保護(hù)膜也就不能再起防腐蝕的作用了，因此，鉛材只適用于濃度小于80％的硫酸。溫度對(duì)于PbSO4薄膜的穩(wěn)定性也有影響，在稀硫酸中溫度超過(guò)85～90℃時(shí)，硫酸鉛即被破壞。一般說(shuō)來(lái)，鉛越純其耐酸蝕性越強(qiáng)，若有少量雜質(zhì)，其耐酸性就要受到影響，如含有Zn、Bi、Sb、Sn等，則耐酸性降低，但增加Cu、Te時(shí)，耐酸性增加。鉛的熔點(diǎn)較低(327℃)，150℃就開(kāi)始軟化，所以，使用在150℃以下的范圍內(nèi)。鉛比較柔軟，機(jī)械強(qiáng)度比較差，加入少量銻為硬鉛，但耐腐蝕性降低，加入少量銅，既可顯著改善鉛的疲勞性和抗拉強(qiáng)度，又可以提高避免晶粒粗大溫度，再向含銅鉛中添加1.03～0.05%的銻，則可比純鉛更耐硫酸。2)鋼和鐵

鋼和鐵在稀硫酸中的被腐蝕時(shí)，易于與酸反應(yīng)，置換酸中的H+，放出氫氣；隨酸濃度的增加，反應(yīng)減弱。在濃硫酸和發(fā)煙硫酸中，由于生成堅(jiān)固的硫酸鹽和氧化膜，使金屬表面再不受腐蝕，所以，鋼和鑄鐵在酸濃度>70% H2SO4、溫度<80℃時(shí)用來(lái)制備種機(jī)械設(shè)備。酸濃度在95%以上，或更高溫度情況下，鑄鐵仍然具有耐蝕性。因此，酸冷卻排管用鑄鐵，酸貯槽、管線用鋼制成。當(dāng)發(fā)煙硫酸中游離SO3高于25%以上時(shí)，會(huì)引起鑄鐵的脫碳作用，而發(fā)生晶間腐蝕，于是發(fā)煙硫酸的冷卻器和管道不用鑄鐵而用鋼制成。3)高硅鐵與不銹鋼

含硅量為14.5～16.5%的鐵稱(chēng)為高硅鐵，硅鐵的耐腐蝕性與硅含量的高低有關(guān)，若硅含量達(dá)到16.5%時(shí)，有最好的抗腐蝕性能，它可以耐濃度10～100% H2SO4、溫度由常溫到沸騰的硫酸，主要是源于金屬表面形成SiO2保護(hù)膜。所以，高硅鐵被廣泛用作制酸泵的葉輪、酸管和噴酸器等。但其主要缺點(diǎn)是性質(zhì)特別脆，且硬度極高，加工困難，溫度變化急劇時(shí)易發(fā)生破裂。另外，對(duì)于氟化物存在時(shí)，溶于硫酸中生成氫氟酸，能使高硅鐵的設(shè)備遭受強(qiáng)烈腐蝕，應(yīng)該注意避免。硫酸廠常用的耐酸不銹鋼有18-8合金鋼和K合金，前者耐濃硫酸的腐蝕性能不及普通鋼好，耐稀酸的腐蝕性能不如鉛好，后者為高鎳鉻合金鋼，其耐各種濃度硫酸的腐蝕性能均強(qiáng)，但價(jià)格昂貴，僅用來(lái)制造酸泵和鼓風(fēng)機(jī)的葉輪、軸等轉(zhuǎn)動(dòng)部件。9近年來(lái)，一些新型的耐蝕鋼被硫酸生產(chǎn)使用。

常用的耐酸無(wú)機(jī)材料有耐酸膠泥、玻璃、陶瓷等天然耐腐蝕材料。1)耐酸膠泥

耐酸膠泥和耐酸混凝土是兩種常用的耐酸材料。耐酸膠泥是由粘合劑、填充物、凝固和硬化加速劑三種主要組分配制而成。水玻璃是常用的粘合劑；填充物一般是為粉碎了的含氧化硅較高的巖石，如中性長(zhǎng)石、花崗巖、石英砂等，此外，粉碎了的陶瓷器，玻璃以及人造的硅酸鹽材料，輝綠巖也可以作填充物；凝固和硬化加速劑通常是氟硅酸鈉，為白色粉末。配制耐酸膠泥時(shí)，粘合劑、填充物、凝固及硬化加速劑三者的比例，應(yīng)根據(jù)使用時(shí)的不同要求，以及原料不同規(guī)格等決定，一般填充物占60％，氟硅酸鈉含量則要考慮所要求的凝固速度不同而增減，通常配方為通常石英砂：Na2SiF6：Na2SiO3=1：0.0675：0.45。耐酸膠泥幾乎在任何溫度下，對(duì)任何濃度的酸性氣體和液體都是相當(dāng)穩(wěn)定的。2)玻璃

玻璃的主要成分是純度高的硅酸鈉(鉀)及硼的化合物，其化學(xué)穩(wěn)定性高，透明易清洗，廣泛用于制造化工設(shè)備，如液位計(jì)、壓力計(jì)等。玻璃材料在使用上也受到一定限制，因玻璃質(zhì)脆，耐壓性、耐高溫性差，更不能經(jīng)受溫度的驟變。但是，低堿無(wú)硼玻璃卻能在150℃以下溫度安全使用，這種玻璃溫度驟變可達(dá)100℃左右，可耐壓3～4MPa。在玻璃中加入適量的氧化硼，可以大大地改善玻璃的熱穩(wěn)定性。現(xiàn)在還可采用搪玻璃，即將熔融成形的玻璃襯在金屬內(nèi)表面，加熱使其軟化，然后再?gòu)膬?nèi)部加脹使共緊貼于金屬內(nèi)表面。這種搪玻璃的特點(diǎn)是無(wú)針孔，玻璃表面光滑，因而幾乎沒(méi)有污垢附著，這樣的容器既具有玻璃耐腐蝕的能力，又具有高強(qiáng)度機(jī)械性能。3)陶瓷及天然耐腐蝕材料

陶瓷質(zhì)沒(méi)備有不少用于疏酸廠，各式瓷磚，瓷環(huán)用作塔器的襯里及填料。陶瓷質(zhì)材料的優(yōu)點(diǎn)是耐腐蝕性強(qiáng)，價(jià)格便宜。天然耐腐蝕材料也廣泛應(yīng)用于硫酸生產(chǎn)中，如花崗巖、中長(zhǎng)石、石英石及高嶺土等，這些材料可以直接制成耐酸設(shè)備或設(shè)備襯里。也可制作耐酸地面和耐酸泵基礎(chǔ)等。國(guó)外生產(chǎn)的氮化硅新材料，這種材料在1500℃溫度下的氧化氣氛中能保持原有性能，同時(shí)能經(jīng)受反復(fù)的熱沖擊而不會(huì)被大多數(shù)熔融金屬所浸蝕，并能耐大多數(shù)酸類(lèi)的腐蝕。如用這種新材料制作泵的端面密封和閥門(mén)等；耐腐蝕效果都良好。

耐酸有機(jī)材料，特別是合成樹(shù)脂材料，正在取得顯著的進(jìn)步和發(fā)展，在硫酸工業(yè)中的使用范圍也在擴(kuò)大。常用的有機(jī)材料有聚氯乙烯、聚氟乙烯、聚異丁烯樹(shù)脂及石棉酚醛塑料等。有機(jī)材料具有質(zhì)輕、易于加工，成型和接合，可以制成各種形式的設(shè)備、管道和零件，有外表美觀等優(yōu)點(diǎn)，缺點(diǎn)是在高溫下容易變形和 10 分解。所以使用溫度受到限制。膨脹系統(tǒng)數(shù)大，成型時(shí)和成型后會(huì)收縮變形是其缺點(diǎn)。另外，由于環(huán)境介質(zhì)向材料內(nèi)部滲入和擴(kuò)散，化學(xué)浸蝕首先在表面進(jìn)行，逐步深入內(nèi)部，使得合成樹(shù)脂變壞，是必須避免的。1)聚氯乙烯

聚氯乙烯是目前在硫酸工業(yè)上使用廣、用量大的材料之一。它對(duì)95％以下的硫酸具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性，用于制造管道、異徑管，管件、閥門(mén)、泵、鼓風(fēng)機(jī)，容器、貯槽以及設(shè)備的襯里等。2)聚四氟乙烯

又稱(chēng)含氟塑料—4，化學(xué)穩(wěn)定性極高，能長(zhǎng)期耐各種濃度的酸、堿或強(qiáng)氧化劑的腐蝕。還具有很好的耐冷、熱性能及抗老化性，它可以在-180～+250℃的溫度范圍內(nèi)使用較長(zhǎng)時(shí)間。它的缺點(diǎn)是：機(jī)械性能比較低，剛性及耐腐蝕性差，且在加熱后不能呈流動(dòng)狀態(tài)，粘度很大加工困難。聚三氟乙烯和聚四氟乙烯相似，其化學(xué)穩(wěn)定性?xún)H次于聚四氟乙烯。3)聚異丁烯

它是類(lèi)似于橡膠的高分子材料，用它加工成板材，作為設(shè)備的襯里，或單獨(dú)作成器件、軟管或墊。聚異丁烯在溫度較低時(shí)(20℃以下)對(duì)濃硫酸(95％以下)耐腐蝕，對(duì)發(fā)煙硫酸不適用。4)石棉酚醛塑料

石棉酚醛塑料屬于混成塑料，由酚甲醛樹(shù)脂和填充物制成。耐酸石棉、砂或石墨都可作為填充物。石棉酚醛塑料對(duì)稀硫酸十分穩(wěn)定，其耐腐蝕能力與所用填充物的種類(lèi)有一定的關(guān)系，這種塑料適用的溫度范圍為150～170℃。酚醛塑料對(duì)硫酸的耐腐蝕性還與硫酸的濃度及溫度有關(guān)，對(duì)95％的硫酸，耐腐蝕允許的溫度為30℃，最高允許的溫度為60℃，對(duì)80％的硫酸，其最高允許溫度為160℃。石棉酚醛塑料可代替不銹鋼、紫銅、鋁等金屬，用于制造貯槽、反應(yīng)器、塔、管和配件等。5)玻璃鋼

玻璃鋼是以合成樹(shù)脂為粘接劑，以玻璃纖維為增強(qiáng)材料制成，它具有強(qiáng)度高，耐腐蝕性強(qiáng)等優(yōu)良性能，廣泛用作化工防腐蝕材料。

思考題

1.金川公司硫酸合成的設(shè)計(jì)思路是什么，為什么？請(qǐng)結(jié)合硫酸合成的工藝方法，談?wù)勥x擇冶煉煙氣制酸的意義。2.硫酸制備工藝對(duì)選擇設(shè)備及材料方面有哪些需要考慮和注意？

3.除塵去雜對(duì)于硫酸合成的工藝效率和制得酸的質(zhì)量十分重要，請(qǐng)對(duì)該工段的工藝結(jié)合所學(xué)知識(shí)對(duì)除塵去雜工藝的實(shí)現(xiàn)及其特性加以分析。

4.硫酸制備關(guān)鍵是SO3催化轉(zhuǎn)化，請(qǐng)解釋轉(zhuǎn)化原理，并簡(jiǎn)述目前催化劑的發(fā)展現(xiàn)狀。

參考文獻(xiàn)

1.陳五平.無(wú)機(jī)化工工藝學(xué)——硫酸與硝酸（第二版）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社.1989.2.郭景芝, 茆衛(wèi)兵.21世紀(jì)中國(guó)硫酸工業(yè)發(fā)展趨勢(shì).硫酸工業(yè).2002,(5):1-8.3.朱新雷.化工技術(shù)進(jìn)展——硫酸工業(yè).中國(guó)化工.1996，（3）22-25.4.張軍保，丁憶，王輝，周偉，何洪.新型規(guī)整填料的性能及其在硫酸工業(yè)中的應(yīng)用.化工進(jìn)展.2002，21（8）：592-595.5.徐暾家，鄭建國(guó)，陶永順，肖世猛.陽(yáng)極保護(hù)技術(shù)在硫酸工業(yè)中的應(yīng)用.硫酸工業(yè).2001，（5）：35-37.6.茆衛(wèi)兵.國(guó)外硫酸工業(yè)進(jìn)展.硫酸工業(yè).2000，（6）：13-17.第2章 氯堿系統(tǒng)

概述

采用電解食鹽水水溶液生產(chǎn)燒堿和氯氣、氫氣的方法，簡(jiǎn)稱(chēng)氯堿法，該工業(yè)稱(chēng)氯堿工業(yè)。（現(xiàn)在氯堿工業(yè)的稱(chēng)法已經(jīng)把氯產(chǎn)品液氯、合成鹽酸、漂白消毒劑、甲烷氯化物、C2氯溶劑、氯乙酸、氯化石蠟、氯苯系列、環(huán)氧化合物、聚氯乙烯、氯化聚合物，其中聚氯乙烯為代表，以及堿產(chǎn)品，以燒堿為代表，通稱(chēng)為之）其中的主要產(chǎn)品燒堿即氧氧化鈉，又稱(chēng)苛性鈉，廣泛用于造紙、紡織、肥皂、煉鋁、石油、合成纖維、橡膠等工業(yè)部門(mén)，是重要的無(wú)機(jī)化工原料，在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要地位。1983年世界燒堿產(chǎn)量為343106t（以100％NaOH計(jì))。在激烈的國(guó)內(nèi)外競(jìng)爭(zhēng)中，我國(guó)各氯堿企業(yè)為了提高自身的競(jìng)爭(zhēng)力，紛紛擴(kuò)大燒堿生產(chǎn)規(guī)模，從1999年開(kāi)始，掀起了一輪燒堿擴(kuò)建高潮，到2000年其生產(chǎn)能力已從1998年的6860kt/a增至8000kt/a，目前我國(guó)燒堿的總生產(chǎn)能力已經(jīng)達(dá)到8620kt/a，居世界第2位。如此快速的增長(zhǎng)，使國(guó)內(nèi)燒堿市場(chǎng)趨于飽和狀態(tài)，但這種擴(kuò)建熱潮目前還在繼續(xù)，齊魯石化公司氯堿廠正在擴(kuò)建的200kt/a的離子膜裝置，上海氯堿化工股份有限公司計(jì)劃再建400kt/a的裝置，其它的一些廠家的計(jì)劃項(xiàng)目估計(jì)還有700kt/a, 如果這些計(jì)劃項(xiàng)目得以實(shí)施，我國(guó)的燒堿生產(chǎn)能力將達(dá)到近10000kt/a。目前我國(guó)的燒堿企業(yè)有200多家，但裝置規(guī)模普遍較小，生產(chǎn)能力超過(guò)100kt/a的生產(chǎn)企業(yè)只有24家。

對(duì)于燒堿的生產(chǎn)有苛化法與電解法兩種。苛化法是純堿溶液與石灰乳化反應(yīng)生成燒堿而得名，亦稱(chēng)石灰苛化法。電解法是采用電水溶液生產(chǎn)燒堿和氯氣、氫氣的方法，簡(jiǎn)稱(chēng)氯堿法，該工業(yè)被稱(chēng)為氯堿工業(yè)。在此，以氯堿法為論述對(duì)象。1890年，德國(guó)在哥里斯海姆建成世界第一個(gè)工業(yè)規(guī)模的隔膜電燒堿裝置投入生產(chǎn)。到19世紀(jì)末，大型直流發(fā)電機(jī)制造成功，提供了大功率直流電源，電解法才得以發(fā)展。第二次世界大戰(zhàn)結(jié)束，隨著氯堿產(chǎn)品從軍用生產(chǎn)轉(zhuǎn)入民用生產(chǎn)，特別是石油工業(yè)迅速發(fā)展，為氯產(chǎn)品提供了豐富而廉價(jià)的原料。氯需要量大幅度增加，促進(jìn)了氯堿工業(yè)的發(fā)展，從而電解法取代苛化法成為燒堿的主要生產(chǎn)方法。電解法雖采用廉價(jià)的食鹽為原料，但需消耗較多電能，多年以來(lái)還有氯堿平衡問(wèn)題(電解食鹽水溶液可按1：1.13固定比率生成氯氣與燒堿，而市場(chǎng)對(duì)二者的需求不一定符合此比率)。加之人類(lèi)對(duì)環(huán)境污染逐漸重視，這對(duì)它也有影響。保留少量苛化法燒堿生產(chǎn)也是一種調(diào)節(jié)方法或在大型純堿廠附設(shè)苛化法燒堿車(chē)間處理不合格純堿，或采用天然堿苛化制取燒堿等途徑。

電解法又分為隔膜法(Diaphragm process,簡(jiǎn)稱(chēng)D法)、水銀法(Mercury Process，簡(jiǎn)稱(chēng)M法)、離子交換膜法(Ion-exchange Membrane Process，簡(jiǎn)稱(chēng) I.M.法)。隔膜法是最先用于工業(yè)生產(chǎn)的電解方法。在電解槽陽(yáng)極室與陰極室間設(shè)有多孔滲透性的隔層，它能阻止陽(yáng)極產(chǎn)物與陰極產(chǎn)物混和，但不妨礙陽(yáng)、陰離子的自由遷移。由于氯和燒堿都是強(qiáng)腐蝕性物質(zhì)，長(zhǎng)期以來(lái)人們都在找合適的隔層材料。最初找到水泥微孔隔膜，因電阻大，透過(guò)率和電流效率都低，只能用于間斷操作。后改用石棉濾過(guò)性隔膜，它不僅可以連續(xù)操作，而且適于在高電流效率下制取較高濃度的燒堿溶液。此外，也對(duì)電槽結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，美國(guó)虎克立式吸附隔膜電槽可作為20世紀(jì)60年代隔膜電槽先進(jìn)水平的代表。到了70年代，隔膜法發(fā)展到了一個(gè)新的水平，取得電解槽容量不斷增大，能耗明顯降低、電解槽運(yùn)轉(zhuǎn)周期延長(zhǎng)等方面提高，其原因?yàn)橐环矫娉鲇诨乇芩y法的汞害，另一方面由于1969年制得長(zhǎng)壽命、低能耗外涂釕、鈦氧化物的金屬陽(yáng)極，以及相應(yīng)地改進(jìn)了隔膜材料與陰極材料。水銀法是1892年由美國(guó)人H.Y.Castner和奧地利人C．Kellner同時(shí)提出，所用電解槽系由電解室和解汞室組成。其特點(diǎn)以汞為陰極，在此進(jìn)行Na+的放電、生成金屬鈉，與汞作用得到鈉汞齊，鈉汞齊從電解室排出后，在解汞室中與水作剛成氫氧化鈉和氫氣：NaHgn+H20?NaOH十1/2H2+nHg，析出的汞又送回電解室循環(huán)使用。它在電解室中產(chǎn)生氯氣，在解汞室中產(chǎn)生氫氧化鈉溶液和氫氣，這樣就解決廠陽(yáng)極產(chǎn)物和陰極產(chǎn)物隔開(kāi)的難題。所以，水銀法電解制燒堿的特點(diǎn)是濃度高、質(zhì)量好，生產(chǎn)成本低，19世紀(jì)末實(shí)現(xiàn)工業(yè)化后就獲得廣泛應(yīng)用，但該法最大缺點(diǎn)是汞對(duì)環(huán)境的污染。水銀法電解生產(chǎn)受到世界性的限制。離子交換膜法電解是發(fā)展趨勢(shì)。1975年首先在美國(guó)和日本實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化。此法用有選擇透過(guò)性的陽(yáng)離子交換膜將陽(yáng)極室和陰極室隔開(kāi)，在陽(yáng)極上和陰極上發(fā)生的反應(yīng)與一般隔膜法電解相同。Na+在電場(chǎng)的作用下伴隨水分子透過(guò)離子交換膜移向陰極室，C1-不允許透過(guò)離子交換膜，因此在陰極室得到純度較高的燒堿溶液。離子交換膜法在電能消耗、建設(shè)費(fèi)用和解決環(huán)境污染等方面都比隔膜法和水銀法優(yōu)越，被公認(rèn)為現(xiàn)代氯堿工業(yè)的發(fā)展方向。

我國(guó)氯堿工業(yè)始于解放前的“南吳北范”，他們是中國(guó)最早的化工實(shí)業(yè)家，是中國(guó)氯堿工業(yè)的奠基人，“南吳”是指吳蘊(yùn)初先生(1891～1953)，吳先生在1923年辦天廚味精廠，1929年創(chuàng)辦上海天原電化廠(現(xiàn)在天原化工廠的前身)，生產(chǎn)燒堿、鹽酸、漂白粉。“北范”是指范旭東先生(1883～1945)，他于1914年在天津塘沽集資創(chuàng)辦久大精鹽公司，為了和英國(guó)卜內(nèi)門(mén)化學(xué)公司抗衡，1920年辦塘沽堿廠制造純堿。其后一些氯堿廠相繼在太原、青島、天津等地建立。到1949年，全國(guó)燒堿產(chǎn)量只有1.53104t，氯產(chǎn)品僅有鹽酸、漂白粉、液氯等少數(shù)品種。建國(guó)后氯堿工業(yè)在產(chǎn)量、品種和生產(chǎn)技術(shù)方面等到很大發(fā)展，而且從科研、設(shè)計(jì)到生產(chǎn)，形成了一個(gè)完整的工業(yè)體系。1951年，錦西化工廠日產(chǎn)10t的西門(mén)子隔膜電解槽建成投產(chǎn)，第二年，該廠新建的國(guó)內(nèi)第一套水銀電解槽又投入生 14 產(chǎn)。1952年通過(guò)國(guó)內(nèi)自行開(kāi)發(fā)，在天原化工廠試制成功了立式吸附隔膜電解槽，與舊電解槽相比，單槽產(chǎn)量提高10倍，電耗降低23％，1974年，我國(guó)工程技術(shù)人員，通過(guò)查閱大量資料，并進(jìn)行多次試驗(yàn)研究，生產(chǎn)出首批40臺(tái)30m2金屬陽(yáng)極隔膜電解槽，在上海天原化工廠投產(chǎn)運(yùn)行。此電槽同石墨陽(yáng)極隔膜電解槽相比，單槽產(chǎn)量可提高1倍，電耗可降低13％。金屬陽(yáng)極隔膜電解槽的應(yīng)用，對(duì)我國(guó)氯堿工業(yè)的發(fā)展有著極其重要的意義。自1986年我國(guó)引進(jìn)第一套離子膜復(fù)極裝置在鹽鍋峽化工廠投產(chǎn)，北京化工機(jī)械廠引進(jìn)離子膜電解槽生產(chǎn)技術(shù)和通過(guò)我們自行開(kāi)發(fā)首套復(fù)極式離子膜堿裝置在滄州化工廠投產(chǎn)運(yùn)行以來(lái)，我國(guó)離子膜燒堿產(chǎn)量比例在逐年增加，2000年已占燒堿產(chǎn)量比例的26％，同金屬陽(yáng)極電解槽比較，離子膜電解槽單槽生產(chǎn)強(qiáng)度提高75％~100％，節(jié)約綜合能耗1.2t標(biāo)煤/t堿。特別是1988年齊魯石化公司氯堿廠，引進(jìn)20萬(wàn)t改性隔膜擴(kuò)張陽(yáng)極電解槽和1990年上海氯堿總廠引進(jìn)15萬(wàn)t離子膜生產(chǎn)裝置的投產(chǎn)，也標(biāo)志著我國(guó)燒堿生產(chǎn)裝置水平的大型化，并縮短了與國(guó)外生產(chǎn)裝置的差距。我國(guó)氯堿工業(yè)不僅在數(shù)量上有飛速增長(zhǎng)，而且在規(guī)模上也有一個(gè)質(zhì)的飛躍。全國(guó)現(xiàn)在有氯堿企業(yè)200 多家，燒堿生產(chǎn)規(guī)模平均在4萬(wàn)t/a.。1997年1萬(wàn)t以上生產(chǎn)規(guī)模的氯堿企業(yè)37家，其中10萬(wàn)t以上的只有上海電化廠1家，而1999年10萬(wàn)t/a以上的就達(dá)15家之多，占全國(guó)總生產(chǎn)能力的36.7%，規(guī)模最大的上海天原集團(tuán)公司，燒堿總生產(chǎn)能力為46萬(wàn)t/a。

氯堿工業(yè)中離子膜法已被公認(rèn)為是一種帶有方向性的氯堿生產(chǎn)新工藝，其特點(diǎn)是節(jié)能、優(yōu)質(zhì)、基本無(wú)污染、生產(chǎn)成本及投資均較低廉。離子膜法技術(shù)的進(jìn)展是離子膜從磺酸膜到羧酸膜及羧酸-磺酸復(fù)合膜。離子交換膜是氯堿工業(yè)離子膜法制堿的核心，目前應(yīng)用于食鹽水溶液電解的陽(yáng)離子交換膜, 根據(jù)其離子交換基團(tuán)的不同, 可分為全氟磺酸膜和全氟羧酸膜和全氟羧酸-磺酸復(fù)合膜。美國(guó)杜邦（Dupont）公司于1938年起開(kāi)始研制氟化學(xué)品, 首先研制成功聚四氟乙烯，1960年研制成功耐氯堿的全氟磺酰氟（XR）樹(shù)脂, 并首次應(yīng)用于燃料電池，之后又研制了Nafion系列膜，1975年Nafion2315膜被日本旭化成公司成功地用于延岡工廠生產(chǎn)燒堿，第一次實(shí)現(xiàn)了工業(yè)化離子膜法的氯堿生產(chǎn)。Nafion2100、300、400 系列適合生產(chǎn)低濃度燒堿，Nafion 2300系列是一種增強(qiáng)復(fù)合離子膜, 為了獲得高電流效率, 其陰極側(cè)采用低吸水層, 為了獲得低電壓，其陽(yáng)極側(cè)采用高吸水層，這種膜在生產(chǎn)稀堿時(shí)電耗較低；Nafion 2400 系列是一種物理耐久性較好的增強(qiáng)離子膜；Nafion2900系列在保持性能穩(wěn)定而長(zhǎng)期生產(chǎn)高濃度燒堿方面, 兼有高電流效率和低電壓的特點(diǎn)，Nafion2901膜可用來(lái)直接生產(chǎn)濃度為32%的堿液，電流效率接近96%；國(guó)際上認(rèn)為Nafion290209及Nafion 2961運(yùn)轉(zhuǎn)效益尚好, 新問(wèn)世的NX2966膜，其機(jī)械性能比N 290209 提高近一半，膜壽命較長(zhǎng)且 15 更安全，堿濃度為30%～35%時(shí)，NX2966的槽電壓下降了150 mV。1976年日本旭化成公司用全氟羧酸膜取代了杜邦公司的全氟磺酸膜，接著又開(kāi)發(fā)了羧酸-磺酸復(fù)合膜。全氟羧酸膜具有很強(qiáng)的阻止OH-透過(guò)的性能，在較廣泛的燒堿濃度范圍內(nèi)（20%～40%）都可以超過(guò)90%的電流效率，并且堿濃度為20%～30%內(nèi)有較低的槽電壓，因而可以顯著地節(jié)省電耗，然而全氟羧酸膜在酸性條件下會(huì)成為非異體。旭化成公司在1993年開(kāi)發(fā)了當(dāng)時(shí)世界上最佳性能的 ACIPLEX-F4202的離子膜，并于1997年開(kāi)發(fā)出新型的ACIPLEX-F4203離子膜, 在世界上首次實(shí)現(xiàn)了電解電壓下降到3 V以下的新型離子膜。日本旭硝子公司于1973年開(kāi)始研究氟化物離子膜, 并試制成Flemion系列，F(xiàn)lemion膜主要有磺酸型和羧酸型兩種。Flemion2230 膜的特性可與Nafion 2901膜相比，F(xiàn)lemion2430膜更適合生產(chǎn)低濃度燒堿，F(xiàn)lmion2DX能以零極距進(jìn)行操作，F(xiàn)limion膜以電壓低、耗電少在世界上獲得較好的評(píng)價(jià)。日本德山曹達(dá)公司研制開(kāi)發(fā)的eoseptaN-F膜適宜制備濃度較高的陰極堿液。離子膜可做為單層離子膜或多層離子膜來(lái)使用，后者是將具有相同離子交換基團(tuán)而離子交換容量不同的兩張膜復(fù)合或?qū)Ⅳ人峄ず突撬崮涸谝黄稹Ｄ壳罢J(rèn)為全氟羧酸和全氟磺酸復(fù)合膜比較優(yōu)越。我國(guó)由上海有機(jī)氟材料研究所及中科院上海有機(jī)所提供的全氟羧酸型陽(yáng)離子交換膜，已通過(guò)了化工部錦西化工研究院實(shí)驗(yàn)電槽的評(píng)價(jià)。1986年甘肅鹽鍋峽化工廠1萬(wàn)噸/年引進(jìn)離子膜法電解槽投產(chǎn)，標(biāo)志著國(guó)內(nèi)離子膜法生產(chǎn)氯堿的開(kāi)始。1993年7月27日我國(guó)第一套國(guó)產(chǎn)離子膜燒堿裝置在河北滄州化工廠一次試車(chē)成功，其技術(shù)性能、技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)均達(dá)到引進(jìn)同類(lèi)產(chǎn)品的先進(jìn)水平，標(biāo)志著我國(guó)結(jié)束了離子膜燒堿裝置完全依賴(lài)引進(jìn)成套設(shè)備、技術(shù)的被動(dòng)局面。到1999年底，先后有7家外國(guó)公司制造的生產(chǎn)設(shè)備和北京化工機(jī)械廠國(guó)產(chǎn)化的離子膜燒堿裝置在國(guó)內(nèi)45家氯堿廠投入生產(chǎn)。1)原鹽

鹽主要有四種來(lái)源，分別是湖鹽、井鹽、海鹽和礦鹽。金川公司氯堿制備原鹽選用的是湖鹽。原鹽包括粗鹽和細(xì)鹽，其中NaCl占94％才能滿(mǎn)足工藝要求。由于原鹽中含氯化鎂、氯化鈣、硫酸根等雜質(zhì)，所以原鹽質(zhì)量控制要求[Ca]+[Mg]<6mg/L，[SO4]<5mg/L。2)化鹽

由于原鹽潮解后非常硬，所以化鹽時(shí)需要用破碎機(jī)破碎，再用皮帶送到化鹽筒（鹽水溫度60～70℃，濃度為315±5g/L）。選用軟水化鹽(鈣鎂離子少)，將化鹽水從化鹽筒底部用泵打入與鹽水充分接觸。當(dāng)溫度70℃左右時(shí)食鹽溶解。2+2+

2-16 2.1氯堿系統(tǒng)工藝流程

原鹽破碎機(jī)化鹽桶道爾澄清桶列管式換熱沙濾器電解槽氫氧化鈉氫 氣氯 氣三效四體蒸發(fā)器冷卻塔鈦管換熱器懸液分離器干燥塔干燥塔堿 液鹽干氫氣干氯氣液 氯冷 卻42％氫氧化鈉溶液溶 解合 成回化鹽水鹽酸液封槽冷 卻鹽 酸 圖2.1 氯堿系統(tǒng)工藝流程

3)除雜

在配水中已加入碳酸鈉、氫氧化鈉和鹽，形成碳酸鈣沉淀和絮狀氫氧化鎂，再加入聚丙烯酸鈉作為凝聚劑使氫氧化鎂沉淀，沉淀后使Ca2+：Mg2+=2：1。再加入BaCl2去除硫酸根，控制[SO42-]<5mg/L。將此時(shí)的粗鹽水打進(jìn)道爾澄清筒。道爾澄清筒為漏斗形可以使雜質(zhì)和泥流向漏斗中心，從而出去沉淀，這樣的沉淀一般需要4～5小時(shí)，再將沉淀完后的鹽水打入沙濾機(jī)，其填料為石英沙，上部為粗沙，下部為細(xì)沙(0.9米的可見(jiàn)度)，經(jīng)過(guò)沙濾機(jī)過(guò)濾的鹽水成為純鹽水。4)電解

此時(shí)純鹽水的堿性大，所以需加入HCl調(diào)節(jié)pH值，使溶液為中性或微酸性且保證[Ca2+]+[Mg2+]<6mg/L，然后將溶液用泵打入高位槽。高位槽的作用是要通過(guò)液面高度的恒定來(lái)保持恒壓——不斷向其中打入鹽水來(lái)保持液面，多余的鹽水通過(guò)液流管回流，將高位槽中的鹽水通過(guò)列管式換熱器進(jìn)行預(yù)熱使其達(dá)到85～90℃。再通入電解槽(保證槽壓在3.1～3.2V)電解。從電解槽出來(lái)的產(chǎn)品有氫氣、氯氣和氫氧化鈉。

5)電解產(chǎn)物的走向及處理

（1）濃度為10%NaOH溶液的處理

預(yù)熱濃度為10%NaOH溶液電解液儲(chǔ)槽?????三效四體蒸發(fā)器（順流部分強(qiáng)（120-130）制循環(huán)）?旋液分離器?冷卻塔?沉降槽? NaOH溶液（30—46%）? 一效蒸發(fā)器

一效蒸發(fā)器是靠重力作用進(jìn)行循環(huán)。對(duì)一效蒸發(fā)器的一管進(jìn)行加熱，產(chǎn)生蒸汽，另一管的溶液由于重力的作用對(duì)此局部地方進(jìn)行補(bǔ)充，形成循環(huán)，在此循環(huán)中形成蒸發(fā)。

? 二效蒸發(fā)器

二效蒸發(fā)器是靠強(qiáng)制循環(huán)進(jìn)行循環(huán)。對(duì)二效蒸發(fā)器的兩管都進(jìn)行加熱，兩管中都產(chǎn)生蒸汽，用泵使其強(qiáng)制循環(huán)。產(chǎn)生水蒸氣的同時(shí)，有鹽從溶液中結(jié)晶出來(lái)，再經(jīng)過(guò)旋液分離器使其析出的鹽（NaCl）與NaOH溶液進(jìn)行分離。

? 三效蒸發(fā)器

三效蒸發(fā)器原理同二效蒸發(fā)器相同。加熱后的NaOH溶液產(chǎn)生的水蒸氣被抽走，形成負(fù)壓，此時(shí)水稍微加熱即可蒸發(fā)，NaCl隨著水蒸發(fā)而不斷析出。再經(jīng)過(guò)旋液分離器使NaCl與NaOH溶液進(jìn)行分離。分離后的溶液（40～80℃）再經(jīng)過(guò)列管換熱器進(jìn)行降溫，使鹽從NaOH溶液中進(jìn)一步分離出來(lái)，在進(jìn)入沉降槽分離鹽與NaOH溶液。此時(shí)收集的溶液濃度可達(dá)30—36%。

(2)氫氣 氫氣→冷卻塔→干燥塔→合成HCl

水水水H2H2冷卻塔水H2冷卻塔水H2冷卻塔水 圖2.2 氫氣的冷卻

這里采用水做冷卻劑，除冷卻作用以外還有另外一個(gè)作用，那就是密封作用。氫氣的干燥選用98%的硫酸做干燥劑。

（3）氯氣 氯氣→降溫→干燥罐→泵壓縮→液氯→裝車(chē)銷(xiāo)售

氯氣的降溫選用的設(shè)備是鈦制的裂管式換熱器。將溫度降至12～15℃。由于濕的氯氣腐蝕性很強(qiáng)所以要干燥。在干燥罐中選用98%硫酸做干燥劑，98%硫酸噴淋和氯氣逆流接觸。干燥完的氯氣再通過(guò)氟壓機(jī)液化（T=-25～-30℃）形成液氯。進(jìn)而將液氯裝車(chē)銷(xiāo)售。

還有一部分氯氣用來(lái)和氫氣合成鹽酸。這里氯氣的輸送選用高溫高壓、中溫中壓、低溫低壓三種方式來(lái)輸送。

（4）鹽酸的合成

合成氯化氫的設(shè)備為內(nèi)壁為石墨，中間為保溫管，外部為鐵管這樣的一種設(shè)備。氫氣和氯氣按照一定的比例反應(yīng)生成HCl。這種比例的控制在工業(yè)上是通過(guò)燃燒時(shí)的火焰顏色來(lái)判斷的。當(dāng)氫氣和氯氣燃燒時(shí)的火焰顏色為乳白色時(shí)就表示這時(shí)的比例是符合要求的，可以用來(lái)合成HCl。干燥的HCl加水吸收就形成鹽酸。HCl氣體的腐蝕性小，加水形成鹽酸后的腐蝕性就變得很強(qiáng)，特別是對(duì)于金屬的腐蝕性更強(qiáng)。

2.2電解過(guò)程及電解裝置

電解法制備氯堿是一個(gè)典型的電解過(guò)程。采用不溶性電極進(jìn)行電解時(shí)，外加電壓升高至離子開(kāi)始放電時(shí)，此時(shí)的電流強(qiáng)度仍然接近零。開(kāi)始電解所需的最低電壓為理論分解電壓，可以借助Nerst方程計(jì)算獲得。但實(shí)際電解時(shí)，電極反應(yīng)存在超電位，使得實(shí)際放電電位與理論放電電位之間有一個(gè)較大的超電位，這源于在電解過(guò)程中，由于在電極上產(chǎn)生氣體，形成了一層薄的、導(dǎo)電不良的氣膜，而形成的氣泡放出也需要一定的時(shí)間；在吸附能力強(qiáng)的金屬電極附近，可能形成氣體的過(guò)飽和溶液。吸附能力弱的金屬上超電位較小；也可能由于化學(xué)方面的原因，例如形成不穩(wěn)定的水合物，消耗了一定的能量。超電位的數(shù)值，視影響因素的不同而各異，主要決定于電極材料的性質(zhì)。電流密度，電極表面的特性(如粗糙程度等)，電解液溫度，性質(zhì)及其所含雜質(zhì)，電解時(shí)間等對(duì)于超電位都有不同程度的影響。可見(jiàn)，適當(dāng)?shù)剡x擇電解條件是十分關(guān)鍵和有意義的。另外，電流通過(guò)電解液以及電極、接點(diǎn)、母線等的電壓降對(duì)槽電壓均有影響。

食鹽水溶液中，主要存在四種離子：Na+、Cl-、H+和OH-。當(dāng)通入直流電時(shí)，Na+和H+，向陰極移動(dòng)，Cl-和OH-向陽(yáng)極移動(dòng)。在鐵陰極表面上，由于H+的放電電位比Na+的放電電位低，所以首先放電還原成中性氫原子，結(jié)合成氫氣分子后，從陰極逸出。而OH-則留在溶液中，與溶液中的Na+形成NaOH溶液。隨著電解反應(yīng)的繼續(xù)進(jìn)行，在陰極附近的NaOH濃度逐漸增大，在某些陽(yáng)極表面上，由于C1-的放電電位比OH-的放電電位低，所以Cl-首先放電氧化成中性氯原子，結(jié)合成氯氣分子后，從陽(yáng)極逸出；陽(yáng)極上產(chǎn)生的部分C12溶解在陽(yáng)極液中，生成次氯酸與鹽酸。此時(shí)，當(dāng)陰極生成的NaOH溶液由于擴(kuò)散與OH-的遷移，而使陽(yáng)極附近的OH-濃度升高時(shí)，就會(huì)發(fā)生中和反應(yīng)：NaOH+HClO→NaClO+H2O；NaOH+HCl→NaCl+H2O。由于HClO與HCl被NaOH中和，將促使Cl2的繼續(xù)溶解。當(dāng)溶液中的HClO與NaClO由于上述反應(yīng)的結(jié)果含量增大，又可能發(fā)生反應(yīng)：2HClO+ NaClO→NaClO3+2HCl。此外，NaClO又可離解為Na+和ClO-。若CIO-在陽(yáng)極放電時(shí)，又可能引起反應(yīng)：12 CIO-+ 6H2O-12e→4HClO3+8HCl+3O2；HClO3+NaOH→NaClO3+H2O。陽(yáng)極附近的OH-濃度升高后，導(dǎo)致產(chǎn)生另一不良后果為OH-在陽(yáng)極上放電，逸出O2。若陽(yáng)極液中含有少量的NaCIO和NaClO3，隨陽(yáng)極液流入陰極室。在陰極上與新生態(tài)氫原子作用：NaCIO+2[H]→NaCl+H2O；NaCIO3 +6[H]→NaCl+H2O。副反應(yīng)的結(jié)果，不僅消耗了產(chǎn)品Cl2、H2和NaOH，還生成次氯酸鹽、氯酸鹽、O2等，降低了產(chǎn)品C12和NaOH的純度。

在氯堿工業(yè)中提高生產(chǎn)效率，降低能耗，首先要從電極材料的選擇使用解決。由于陽(yáng)極是直接、經(jīng)常地與化學(xué)性質(zhì)十分活潑的濕氯氣、氧氣、鹽酸及次氯酸等接觸，因此對(duì)陽(yáng)極的要求是：具有較強(qiáng)的耐化學(xué)腐蝕性，對(duì)氯的超電壓低，導(dǎo)電性能良好，機(jī)械強(qiáng)度高而易于加工，電極材料易于取得。此外，還應(yīng)該考慮電極壽命，亦即單位產(chǎn)品電極的消耗量。總之，電極材料的確定必須進(jìn)行綜合的經(jīng)濟(jì)分析。

在氯堿工業(yè)發(fā)展過(guò)程中，曾試用過(guò)鉑、磁鐵礦、碳、人造石墨等各種陽(yáng)極材料。由于碳的機(jī)械強(qiáng)度不夠，導(dǎo)電性能差，不耐腐蝕；磁鐵礦雖具有較高的化學(xué)耐腐蝕性，但導(dǎo)電性能差，質(zhì)脆不易加工，對(duì)氯的超電壓高，鉑雖是最理想的電極，但價(jià)格太費(fèi)。為此，上述材料均不能用于工業(yè)生產(chǎn)。人造石墨則具有較多的優(yōu)點(diǎn)，因此，以石墨制作陽(yáng)極已有90多年歷史。但從1969年開(kāi)始，石墨陽(yáng)極逐漸為長(zhǎng)壽命、低能耗的金屬陽(yáng)極所取代。人造石墨是由石油焦、瀝青焦、瀝青及無(wú)煙煤等制成，主要成份是碳素。石墨陽(yáng)極在電解食鹽水溶液過(guò)程中會(huì)不斷被損耗，這是由于電解副反應(yīng)產(chǎn)生的氧、次氯酸等所引起的化學(xué)腐蝕造成的。例如氧與石墨作用便生成CO2；次氯酸與石墨作用生成CO2或CO（2HClO+C→2HCl+CO2；HClO+C→HCl+CO）。這樣，石墨就被逐漸腐蝕掉。此外，還由于電解槽內(nèi)物料流動(dòng)的沖刷，造成機(jī)械磨損，使石墨粒子剝落。由于石墨損耗，使陽(yáng)極變薄、導(dǎo)電 20 截面積變小，陰、陽(yáng)極之間距離增大，槽電壓升高，導(dǎo)致電耗增加。因此，石墨陽(yáng)極使用一段時(shí)間后，必須定期更換。石墨電極的質(zhì)量由石墨的孔隙率(即石墨中孔隙所占的體積與整個(gè)石墨體積的比值．以百分?jǐn)?shù)表示)。孔隙率越高，電極損耗越快，所以，降低石墨電極的孔隙率可以延長(zhǎng)電極的壽命。為此，工業(yè)生產(chǎn)中通常用亞麻仁油、桐油、四氯化碳等浸漬石墨電極，以減少石墨電極的孔隙率；延長(zhǎng)電極的壽命，降低石墨的消耗，但因此會(huì)增加槽電壓。金屬陽(yáng)極是一種新型高效電極材料。所謂金屬陽(yáng)極就是以金屬鈦為基體，在基體上涂一層其它金屬氧化物的活化層所構(gòu)成的陽(yáng)極。例如以金屬鈦為基體，在鈦基體表面上涂一層釕、鈦等金屬氧化物的活化層，便構(gòu)成“鈦基釕—鈦金屬陽(yáng)極”。金屬鈦具有耐電化學(xué)腐蝕性能，表面容易形成鈍化膜。而其表面涂層中RuO2導(dǎo)電性良好，具有一定的機(jī)械強(qiáng)度，便于加工，因此采用金屬鈦?zhàn)鳛榛w。金屬陽(yáng)極基體上的活化涂層，它要是鉑族金屬(釕、銠、鈀、鋨、銥、鉑)的氧化物，這些涂層中均含有金屬釕，因此叫做“釕金屬陽(yáng)極”，此外，還有用鈦，錫、銻等的氧化物作涂層的，這些涂層中均不用金屬釕，因此叫做“非釕金屬陽(yáng)極”。當(dāng)前，金屬陽(yáng)極一般采用網(wǎng)形結(jié)構(gòu)。采用金屬陽(yáng)極代替石墨陽(yáng)極是氯堿工業(yè)上的一項(xiàng)重要技術(shù)革新。金屬陽(yáng)極與石墨陽(yáng)極相比，具有以下的優(yōu)點(diǎn)：對(duì)氯的超電位低，在電流密度為10000A／m2時(shí)，比石墨陽(yáng)極低120～140mV；金屬陽(yáng)極隔膜電解槽電流密度高、容量大，相應(yīng)提高單槽的生產(chǎn)能力；耐氯與堿的侵蝕，使用壽命長(zhǎng)，隔膜法可達(dá)10年以上。同時(shí)，因兩極間距離不變，槽電壓穩(wěn)定；氯氣純度高；堿液濃度高，可節(jié)省濃縮用蒸汽，以降低成本。且堿液無(wú)色透明、質(zhì)量好；隔膜使用壽命較長(zhǎng)；電解槽運(yùn)行周期長(zhǎng)，檢修次數(shù)少，因而減少了維修工作量和維修費(fèi)用；由于電解槽不采用瀝青和鉛，故可避免瀝青和鉛對(duì)操作境的污染。

陰極材料要求：能耐NaOH、NaCl等的腐蝕；導(dǎo)電性能良好；H在電極上的超電壓低；具有良好的機(jī)械強(qiáng)度和加工性能等。隔膜電解槽使用的陰極材料有鐵、銅和鎳。鐵的導(dǎo)電性能好，耐電解液的腐蝕，H2在鐵上的超電壓比鎳、銅等都低，鐵易于制成各種形狀，經(jīng)濟(jì)合適。因此，在工業(yè)上一般采用鐵作為陰極材料。對(duì)于立式隔膜電解槽的陰極，為了便于吸附隔膜及易于H2逸出，一般采鐵絲編成的鐵絲網(wǎng)。也有采用鐵板打孔陰極的，據(jù)報(bào)道比鐵絲網(wǎng)陰極為優(yōu)。

隔膜是隔膜電解槽中直接吸附在陰極上的多孔性物料層，用將陽(yáng)極室和陰極室隔開(kāi)。對(duì)隔膜材料的要求：應(yīng)具有較強(qiáng)的化學(xué)穩(wěn)定性，既耐酸又耐堿的腐蝕，并有相當(dāng)?shù)膹?qiáng)度，長(zhǎng)期使用不易損壞；必須保持多孔性及良好的滲透率，使陽(yáng)極液能維持一定的流速，均勻地透過(guò)隔膜，并防止陰極液與陽(yáng)極液機(jī)械混合；具有較小的電阻，可降低隔膜電壓損失。石棉具有耐酸、耐堿的特性，比較全面地滿(mǎn)足了以上各項(xiàng)基本要求，所以，到目前為止，一直用石棉作隔膜的材料。石棉是 21 一種硅酸鹽礦物質(zhì)，具有纖維狀和柔軟性。其化學(xué)成分為含水硅酸鎂（3MgO2SiO222H2O）。立式吸附隔膜電解槽的隔膜，是以石棉纖維為材料制成的、濾過(guò)式的隔膜。國(guó)內(nèi)使用的石棉有白康絨和黃康絨兩種。將石棉纖維用電解液進(jìn)行苛化處理制成右棉漿，利用真空吸附的方法，把石棉漿中的石棉纖維吸附在陰極網(wǎng)上，便制成了均勻的隔膜。這種隔膜在長(zhǎng)期使用后，由于鹽水中懸浮雜質(zhì)和化學(xué)雜質(zhì)在隔膜上的沉積以及剝落的石墨陽(yáng)極微粒的沉積，都會(huì)堵塞隔膜的孔隙，使隔膜滲透性惡化，陽(yáng)極液流量下降，電解液濃度升高，槽電壓升高，電流效率降低，因此隔膜要定期更換。石棉隔膜使用壽命一般可達(dá)4～6個(gè)月左右。隔膜法電解，若采用石墨作為陽(yáng)極，電流密度在800A/m2時(shí)，則石墨陽(yáng)極壽命為7～8個(gè)月左右，而石棉隔膜使用壽命僅為4～6個(gè)月左右，因此在電解槽運(yùn)行周期中需要更換一次隔膜。雖然金屬陽(yáng)極的壽命在10年以上，同時(shí)也不會(huì)發(fā)生石墨粉末堵塞隔膜的現(xiàn)象，隔膜壽命也可以從6個(gè)月延長(zhǎng)到1年，但仍滿(mǎn)足不了需要，限制了金屬陽(yáng)極優(yōu)點(diǎn)的發(fā)揮。為此研究試制改良石棉隔膜、合成隔膜和離子交換膜等新型隔膜材料是氯堿工業(yè)飛速發(fā)展的需要。

隨著金屬陽(yáng)極的采用，為解決石棉隔膜使用壽命短的問(wèn)題，在制備石棉漿時(shí)，加入某些添加劑，或?qū)κ捱M(jìn)行某些處理，以增加其機(jī)械強(qiáng)度，改善溶脹性及增強(qiáng)耐腐性。例如，在石棉漿中加入熱塑性聚合物(聚四氟乙烯、聚多氟偏二氯烯纖維等)所形成的改良隔膜，使用壽命可達(dá)1～2年。制備合成隔膜，其主要是氟塑料隔膜，如聚四氟乙烯多孔隔膜。這隔膜具有良好的透水性、導(dǎo)電性和熱穩(wěn)定性，耐腐蝕，壽命長(zhǎng)，因此可以用合成隔膜代替石棉隔膜。離子交換膜也是一種合成隔膜。采用離子換膜進(jìn)行電解制取燒堿和氯氣優(yōu)點(diǎn)很多，將是一種主要的生產(chǎn)法。

隔膜是在電解槽中直接吸附在陰極上的多孔性物料層，用以將陽(yáng)極和陰極的生成物分開(kāi)。當(dāng)電解槽通電后，在隔膜處平衡電流和鹽水流量以及對(duì)OH-反向移動(dòng)的抑制作用三者形成動(dòng)態(tài)平衡。所以隔膜的物理化學(xué)性能，包括孔率和孔的大小與分布、孔的平均直徑和數(shù)量、孔的彎曲度以及透過(guò)系數(shù)等都將直接影響電解槽的正常工作。理想的隔膜不僅可以獲得較高的電流效率及較高的電解產(chǎn)物質(zhì)量，降低電能的消耗，并且對(duì)保證電解槽內(nèi)氯中的含氫量在安全范圍內(nèi)具有重要的作用。當(dāng)新隔膜電解槽通電后，隔膜出現(xiàn)膨潤(rùn)現(xiàn)象，電解槽鹽水的流量約為正常流量的2.5倍。此后，該流量逐步減小。約10 h后，隔膜基本上被機(jī)械壓緊，但壓緊程度較輕。電解槽運(yùn)轉(zhuǎn)之后，由于氯的溶解而使陽(yáng)極液呈酸性，陰極液呈堿性。正常情況下，中性層在隔膜內(nèi)，因此隔膜會(huì)將形成的SiO2富集于陽(yáng)極一側(cè)、Mg(OH)2富集于陰極一側(cè)；由于電解液從陽(yáng)極區(qū)通過(guò)隔膜流向陰極區(qū)時(shí)被溶解出Mg2+、OH-，進(jìn)而生成Mg(OH)+、Mg(OH)2+等絡(luò)合體。Mg2+將被沖擊到陰極區(qū)，22 它們?cè)谀?nèi)靠近陰極區(qū)處再度沉積為 Mg(OH)2。這些沉積物將堵塞隔膜的流體通道，減小流速，影響電流效率，在膜內(nèi)靠近陰極側(cè)的SiO2在高溫、高濃度的NaOH溶液中也有微量的溶解。這樣就在膜內(nèi)過(guò)到了Mg(OH)2或Mg(OH)+絡(luò)合體以及硅酸鹽的凝膠層，增大了隔膜的電壓降和陰極流出液中NaOH的濃度。經(jīng)過(guò)這段變化，隔膜同周?chē)碾娊庖哼_(dá)到平衡狀態(tài)，隔膜的特性趨于穩(wěn)定，此即成膜過(guò)程電解槽流出堿液中的NaOH濃度與食鹽分解率和滲透率有關(guān)。在隔膜內(nèi)部靠陰極的一側(cè)，由于OH-遷移和擴(kuò)散而滲進(jìn)膜內(nèi)，靠陽(yáng)極一側(cè)則滲進(jìn)溶解Cl2和OH-。由于陽(yáng)極液向陰極室的流動(dòng)，阻止了OH-向陽(yáng)極室的反滲。若陽(yáng)極液的流速控制適當(dāng)，從陰極側(cè)滲入的OH-和從陽(yáng)極室滲入的Cl2和H+物質(zhì)的量相等，則在膜內(nèi)就形成了一個(gè)中性層，在此條件下的電流效率最大。當(dāng)陽(yáng)極液流速過(guò)大，Cl2和H+會(huì)透過(guò)隔膜進(jìn)入陰極室與NaOH反應(yīng)，從而降低電流效率。當(dāng)陽(yáng)極液流速很低、食鹽分解率很高時(shí)，會(huì)使陰極液中NaOH的濃度過(guò)高，使OH-遷移速度增大，且與陽(yáng)極液中的Cl2反應(yīng)而生成次氯酸和次氯酸鹽，這不僅會(huì)影響電流效率，還會(huì)由于陰極液中氯鹽含量過(guò)高而加劇對(duì)蒸發(fā)器的腐蝕。在工業(yè)化的條件下，由于隔膜的面積增大，在制膜過(guò)程中很難保證隔膜的均勻性，使各處具有相同的滲透率。所以，在實(shí)際操作過(guò)程中，隔膜的陽(yáng)極液的流速均比理論值高，因此工業(yè)生產(chǎn)中的實(shí)際電流效率不高于95 %。一般情況下，當(dāng)以NaOH含量為135g/L為基準(zhǔn)時(shí)，NaOH含量每增加10g/L，可使電流效率下降1.3%。所以嚴(yán)格執(zhí)行運(yùn)行過(guò)程中的各項(xiàng)工藝指標(biāo)，才能保證電解槽平穩(wěn)運(yùn)行，減小直流電的波動(dòng)范圍，特別是要在制槽工序中嚴(yán)把質(zhì)量關(guān)，對(duì)隔膜的吸附制作嚴(yán)格按操作規(guī)程執(zhí)行。新槽投入使用時(shí)，成膜一般在7～10天內(nèi)完成。在此期間，所有電解條件都必須保持穩(wěn)定，任何激烈的變化都將會(huì)破壞其重新達(dá)到的動(dòng)態(tài)平衡，特別是大幅電流異動(dòng)和意外停電，將會(huì)給電解槽造成嚴(yán)重的損傷。如果提高電流密度，必然要相應(yīng)加大通過(guò)隔膜的陽(yáng)極液流量，這就相應(yīng)地減少了OH-向陽(yáng)極室的遷移量，因而會(huì)提高電流效率。隨著電流密度的提高，槽電壓也隨之升高；但同時(shí)從電壓降轉(zhuǎn)變而來(lái)的熱量增多，使槽溫升高，從而可降低Cl2在陽(yáng)極液中的溶解度，減少副反應(yīng)的發(fā)生。

隔膜電解槽是隔膜法電解生產(chǎn)中的主要設(shè)備。20世紀(jì)60年代后期采用金屬陽(yáng)極之后，既降低了氯的放電電位，又消除了碳粒堵塞隔膜的現(xiàn)象，隔膜電解槽的大型化和延長(zhǎng)運(yùn)轉(zhuǎn)周期創(chuàng)造了條件，采用了擴(kuò)張金屬陽(yáng)極和改良石棉隔膜兩項(xiàng)新技術(shù)，電槽耗電量明顯降低。圖3為MDC-29型隔膜電解槽示意圖。此種電解槽是由陽(yáng)極(組合件)，陰極(組合件)和槽蓋三個(gè)主要部組成，采用的是擴(kuò)張金屬陽(yáng)極及改良石棉隔膜。擴(kuò)張金屬陽(yáng)極(組合件)17是由23排金屬陽(yáng)極(每排2片極)所組成。每片陽(yáng)極通過(guò)鈦—銅導(dǎo)電棒與銅底板14用螺栓連接。銅底板上覆蓋防護(hù)墊片18(約6mm厚的氯丁橡膠)，以隔離腐蝕的陽(yáng)極液。另由鋼底座框架19 23 與底板用螺栓連接作為支架，并增其剛性。有效陽(yáng)極面積約為29m2。這種陽(yáng)極是采用一種機(jī)械彈性結(jié)構(gòu)，使陽(yáng)極收縮與擴(kuò)張，故稱(chēng)為擴(kuò)張金屬陽(yáng)極。在電槽組裝時(shí)，將陽(yáng)極縮緊，使極間距加大，以保護(hù)改良石棉隔膜不受損傷。組裝后，將陽(yáng)極放松，以保持較小極間距，可降低電壓降0.15~0.2V。其極間距可由隔離棒直徑?jīng)Q定。陰極(組合件)系由22排橫向排列的陰極網(wǎng)袋

16、以及兩端內(nèi)部?jī)蓧K并列的陰極網(wǎng)片5所組成。所有陰極網(wǎng)上均吸附著改良石棉隔膜。陰極(組合件)置于陽(yáng)極底板14上。它與陽(yáng)極底板之間有油灰軟填料20隔開(kāi)。陰極箱13外面環(huán)繞一塊陰極銅排12，使電流均勻分布。陰極箱13的一側(cè)有氫氣出口3及電解液流出管2。陰極面積約為32m2。槽蓋10是一個(gè)中空的玻璃纖維加強(qiáng)塑料的蓋子，它安裝在陰極箱13的上部。槽蓋頂部有四個(gè)開(kāi)口：鹽水入口兩個(gè)，氯氣出口及氯氣取樣口各一個(gè)。槽蓋使用螺旋扣及拉緊彈簧11壓緊，保持它與陰極之間的密封。陽(yáng)極液面視鏡4安裝在槽蓋10的前端，供檢測(cè)陽(yáng)極液面用。上述陽(yáng)極、陰極(組合件)及槽蓋經(jīng)組裝后形成兩個(gè)室—陽(yáng)極室及陰極室，由改良石棉隔膜隔開(kāi)。電解時(shí)，在陽(yáng)極生成的氯氣，通過(guò)槽蓋氯氣出口管流入氯氣總管。陰極室由橫跨電槽的網(wǎng)袋以及兩端側(cè)邊的網(wǎng)片所構(gòu)成，這樣就與陰極箱四周形成一個(gè)相通的環(huán)室。電解時(shí)，在陰極生成的氫氣，經(jīng)過(guò)陰極箱上的出口流入氫氣總管，生成的電解液從陰極箱上的電解液流出管流出，匯入電解液總管。MDC-29型隔膜電解槽技術(shù)特性如表3-1所述。

表3-1 MDC-29型隔膜電解槽技術(shù)特性

電解槽尺寸：長(zhǎng)3寬3高，m 有效陽(yáng)極面積，m

2.1631.0931.80 29 60～80 2.07～2.76 3.70～4.17 96.5

2900～3270(10440～11772)10 1～2 電解槽實(shí)際操作電流，KA 陽(yáng)極電流密度，KA／m 槽電壓(包括槽間導(dǎo)板)，V 電流效率，% 直流電耗，KW2h/tCl2(MJ/tCl2)陽(yáng)極壽命，年 隔膜壽命，年

思考題

1.請(qǐng)用所學(xué)的知識(shí)分析金川公司電解法制氯堿的電極參數(shù)（理論電壓、槽電壓、超電壓、電流效率），說(shuō)明電極材料對(duì)于電解效率的重要作用，簡(jiǎn)述目前電極材料的發(fā)展?fàn)顩r。2.降低能耗和維持氯堿平衡是氯堿工業(yè)的兩大課題，請(qǐng)思考并查閱相關(guān)資料提出自己的見(jiàn)解。

3.氯堿工業(yè)是腐蝕性很強(qiáng)的行業(yè)，請(qǐng)結(jié)合金川公司實(shí)際情況，簡(jiǎn)述常見(jiàn)的腐蝕形態(tài)和原因，并對(duì)其控制和材料選擇提出合理措施。

4.影響氯堿制備工藝的主要參數(shù)控制是什么，如何影響？要得到46wt%和結(jié)晶的NaOH工藝上應(yīng)該如何實(shí)現(xiàn)，需要那些主要設(shè)備？

參考文獻(xiàn)

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第3章 電解銅系統(tǒng)

概述

我國(guó)是世界上四大文明古國(guó)之一，也是最早應(yīng)用銅的國(guó)家之一。我國(guó)在夏代就進(jìn)入青銅時(shí)代，商、周是青銅文化的鼎盛時(shí)期，這一時(shí)期出土的大批文物表明，我國(guó)的煉銅技術(shù)已處于當(dāng)時(shí)世界的最高水平。在甘肅武威皇娘娘臺(tái)發(fā)現(xiàn)的紅銅銅刀和銅錐距今已達(dá)4000年。在甘肅馬家窯文化遺址發(fā)現(xiàn)的青銅刀距今已有5000年歷史。在夏代，史書(shū)載有禹“以銅為兵”的敘述，說(shuō)明當(dāng)時(shí)已用銅鑄造武器。1976年在湖北大冶銅綠山古礦冶遺址發(fā)現(xiàn)了大群煉銅豎爐，表明該遺址是我國(guó)已知的先秦時(shí)期規(guī)模最大、歷史最長(zhǎng)、遺存最豐富的銅采冶中心。據(jù)考證，銅綠山古礦址處于春秋時(shí)期，距今已達(dá)2500～2700年。該遺址先后出土8座煉銅豎爐，在爐的周?chē)逊胖罅繜掋~爐渣和金屬銅。豎爐呈橢圓形，床面積約0.2m2，風(fēng)口比約1.2％，殘?jiān)珻u約0.4％～1.1％，粗銅含Cu平均為90％，爐渣成分為：SiO2 25％～30％、FeO 40％～50％、Fe2O3 4％～13％、CaO 2％～4％、Al2O3 4％～7％。這種爐渣成分與現(xiàn)代煉銅爐渣成分完全相同，即為鐵橄欖石爐渣。因渣含銅很低，估計(jì)銅的回收率相當(dāng)高。從殘存物分析，該爐處理的是孔雀石之類(lèi)的氧化礦。我國(guó)何時(shí)開(kāi)始用硫化銅礦煉銅，尚無(wú)定論，但是在明代出版的《菽園雜記》（陸容編著）中對(duì)用硫化銅礦煉銅的過(guò)程已有相當(dāng)詳盡的描述，可見(jiàn)在明代或以前，我國(guó)已能用火法處理硫化銅礦了。濕法煉銅更是源于我國(guó)，古稱(chēng)膽銅法，早在西漢《懷南萬(wàn)畢術(shù)》中就有用鐵從硫酸銅（膽銅）溶液中置換銅的記載，唐末，五代時(shí)此法已用于生產(chǎn)。北宋哲宗時(shí)張潛寫(xiě)的《浸銅要略》可以說(shuō)是世界上最早的濕法煉銅專(zhuān)著。綜上所述可知，在古代我國(guó)的煉銅技術(shù)相當(dāng)先進(jìn)，技術(shù)上具有特色，一直處于世界前列，成就極為輝煌，這是值得每一個(gè)中國(guó)人自豪的。但是從明代開(kāi)始，特別是到了晚清，由于封建制度的腐敗，中國(guó)淪為半封建半殖民地的社會(huì)，現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展受到嚴(yán)重阻礙，從而煉銅工業(yè)也漸漸衰退。我國(guó)第一個(gè)近代銅礦冶煉廠是20世紀(jì)30年代沈陽(yáng)的奉天制煉所（沈陽(yáng)冶煉廠或沈冶前身），使用的工藝流程是燒結(jié)鍋燒結(jié)－敞開(kāi)鼓風(fēng)爐熔煉－真空爐吹煉－電解精煉，生產(chǎn)設(shè)備簡(jiǎn)陋，勞動(dòng)條件惡劣。直到解放前夕，除沈陽(yáng)冶煉廠外，僅有上海冶煉廠（簡(jiǎn)稱(chēng)“上冶”）、昆明冶煉廠（簡(jiǎn)稱(chēng)“昆冶”）和重慶冶煉廠（簡(jiǎn)稱(chēng)“重冶”）等幾家小的雜銅冶煉廠，可以說(shuō)煉銅工業(yè)已奄奄一息。自中華人民共和國(guó)成立后，我國(guó)銅工業(yè)才逐漸恢復(fù)發(fā)展起來(lái)，不僅沈陽(yáng)冶煉廠的老式鼓風(fēng)爐煉銅工藝得到改造，而且在上世紀(jì)50年代又在湖北大冶和甘肅白銀建成了現(xiàn)代化的反射爐煉銅廠，在云南昆明建成了大型電爐煉銅的云南冶煉廠（現(xiàn)為云南銅業(yè)股份有限公司，簡(jiǎn)稱(chēng)“云南銅業(yè)”或“云銅”），從而我國(guó)煉銅業(yè)向前跨進(jìn)了 一大步。特別是改革開(kāi)放以來(lái)，我國(guó)銅工業(yè)像其他工業(yè)一樣更是發(fā)生了翻天覆地的變化。

從現(xiàn)有考古發(fā)掘的資料看，西亞地區(qū)在世界上是最早應(yīng)用銅并掌握煉銅技術(shù)的地區(qū)。伊朗西部的Ali Kosh和Tepe Sialk發(fā)現(xiàn)的小銅針、銅錐等距今已有9000年以上歷史。在土耳其南部的Amnatoria的查塔爾螢克，發(fā)現(xiàn)的爐渣中含有銅粒，這種爐渣距今約有8000～9000年（公元前7000～前6000年）歷史，據(jù)考證，它可能是已知的最早生產(chǎn)上釉銅器的工場(chǎng)，而且爐渣是鐵硅酸鹽。在以色列的Timna遺址發(fā)現(xiàn)的煉銅爐距今已達(dá)6000年（公元前4000年），爐子為碗式爐，深約40cm，直徑50cm。爐子周?chē)逊胖鵂t渣，其成分為SiO2 16%～44%、FeO 22％～43%、CaO 11%～20％，渣中含Cu 2％～11％。從爐渣可見(jiàn)也屬硅酸鐵（鐵橄欖石），與現(xiàn)代的煉銅爐渣成分相近。研究表明，該工場(chǎng)是用加熱還原銅氧化礦的方法煉出銅的。從埃及發(fā)現(xiàn)的銅件表明它們是公元前5000～前4000年（距今7000～前6000年）的產(chǎn)物。據(jù)史料研究，歐洲的煉銅技術(shù)是從西亞Amoria經(jīng)愛(ài)琴海和高加索地區(qū)傳入的。西亞地區(qū)大約在公元前3000年左右才發(fā)現(xiàn)青銅，直到公元前1800～前1400年左右才在巴基斯坦和塞浦路斯境內(nèi)出現(xiàn)黃銅。奧地利采用硫化銅礦煉銅大概在公元前1200年左右。到14～15世紀(jì)時(shí)，歐洲普遍采用“德國(guó)法”煉銅，該法是將硫化銅礦全部氧化焙燒成氧化銅，然后在矮豎爐內(nèi)還原粗銅。1698年英國(guó)開(kāi)始采用反射爐冶煉富銅礦（含Cu 10％～30％），即先在反射爐內(nèi)焙燒，接著熔煉成銅锍，銅锍破碎后仍用反射爐吹煉成粗銅。真正引起煉銅工藝革命的是19世紀(jì)后期，即1880年出現(xiàn)的轉(zhuǎn)爐（貝塞麥特爐）。用轉(zhuǎn)爐吹煉銅锍大大縮短了冶煉周期，使煉銅工業(yè)進(jìn)入到一個(gè)新時(shí)期。隨著工業(yè)革命的進(jìn)行，1865年歐洲出現(xiàn)了電解精煉法，從而使銅的純度大大提高。從19世紀(jì)末到20世紀(jì)20年代，鼓風(fēng)爐熔煉在銅冶煉中一直占相當(dāng)重要地位。從20世紀(jì)20年代到70年代，反射爐熔煉一直占據(jù)重要地位。從70年代末開(kāi)始，由于對(duì)環(huán)境保護(hù)、能源與資源問(wèn)題認(rèn)識(shí)以及法制的加強(qiáng)，煉銅技術(shù)發(fā)生了重大變革，使全世界煉銅工業(yè)面貌發(fā)生了巨大變化，綠色冶金工業(yè)的實(shí)現(xiàn)將為期不遠(yuǎn)。

3.1近20年來(lái)國(guó)內(nèi)外銅冶金現(xiàn)狀

3.1.1國(guó)內(nèi)銅冶金現(xiàn)狀

改革開(kāi)放20年來(lái)，銅冶金和其他有色金屬行業(yè)一樣，取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展、同時(shí)也存在一些尚待解決的問(wèn)題。

1980年我國(guó)產(chǎn)電銅383.6kt，至2000年達(dá)到1370kt，1995～2000年遞增率為4.89％。

目前我國(guó)銅產(chǎn)量的97%以上由火法冶煉生產(chǎn)。其生產(chǎn)過(guò)程由5～6個(gè)工序組 27 成：備料，包括物料儲(chǔ)存、配料、干燥、混捏與制團(tuán)等過(guò)程；銅精礦焙燒或燒結(jié)；銅精礦、焙砂、燒結(jié)塊熔煉冰銅；冰銅吹煉成粗銅；粗銅火法精煉鑄成陽(yáng)極銅；陽(yáng)極銅電解精煉成最終產(chǎn)品——電銅。1)物料儲(chǔ)存與配料

我國(guó)銅冶煉廠熔煉物料全部采用礦倉(cāng)儲(chǔ)存，規(guī)模大的儲(chǔ)倉(cāng)采用半地下式，火車(chē)從儲(chǔ)倉(cāng)中心進(jìn)線，兩側(cè)卸料。中等規(guī)模的亦采用半地下式，火車(chē)從一側(cè)進(jìn)線，單側(cè)卸料。小規(guī)模的采用地面儲(chǔ)存，汽車(chē)進(jìn)料，鏟車(chē)倒堆。

除白銀有色金屬公司第一冶煉廠（簡(jiǎn)稱(chēng)“白銀冶煉廠”或“白銀”）采用堆式配料、梭式布料機(jī)布料外，其余均采用倉(cāng)式配料。對(duì)于含水在10％以下的粘結(jié)性很大的銅精礦，倉(cāng)式配料下料困難，料流不暢，曾是銅冶煉廠的難題與通病。20世紀(jì)80年代后，配料倉(cāng)下部增設(shè)減壓吊掛料斗，料倉(cāng)外設(shè)振打裝置，內(nèi)襯塑料板并采用空氣炮松散等多項(xiàng)新技術(shù)實(shí)現(xiàn)了料流通暢，配料連續(xù)、精確、穩(wěn)定，達(dá)到了世界同行業(yè)先進(jìn)水平。2)精礦干燥

我國(guó)銅冶煉一般都采用圓筒干燥，干燥后精礦含水5％～8％。江西銅業(yè)公司貴溪冶煉廠（簡(jiǎn)稱(chēng)“貴冶”）和金隆銅業(yè)有限公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“金隆銅業(yè)”或“金隆”）采用氣流干燥，干燥精礦含水小于0.3％。貴冶還引進(jìn)了蒸汽干燥裝置。3)爐料混捏

我國(guó)用于密閉鼓風(fēng)爐和澳斯麥特爐熔煉備料。混合爐料加水后在設(shè)有螺旋葉片的混捏機(jī)中混捏成形，讓爐料獲得最佳粘性。4)制團(tuán)

制團(tuán)用于密閉鼓風(fēng)爐熔煉備料。精礦需要經(jīng)預(yù)干燥、兩次碾壓、兩次壓密、壓團(tuán)和團(tuán)礦干燥等多道工序，在我國(guó)銅冶煉廠中僅有銅陵有色金屬公司金昌冶煉廠（簡(jiǎn)稱(chēng)“銅陵金昌”）一家采用。5)銅精礦焙燒或燒結(jié)

20世紀(jì)60～70年代只有白銀曾采用銅精礦沸騰爐半氧化焙燒，產(chǎn)出焙砂入反射爐熔煉冰銅。80年代后，隨著白銀熔煉法開(kāi)發(fā)成功。國(guó)內(nèi)再?zèng)]有采用銅精礦焙燒的工廠。50～60年代，銅陵有色金屬公司第一冶煉廠（簡(jiǎn)稱(chēng)“銅陵一冶”）與沈陽(yáng)冶煉廠等曾一度采用燒結(jié)機(jī)處理銅精礦，產(chǎn)出燒結(jié)塊入鼓風(fēng)爐熔煉。進(jìn)入70年代，以生精礦直接加入密閉鼓風(fēng)爐熔煉，取消了燒結(jié)工序。目前只有云銅保留了燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)銅燒結(jié)塊送電爐熔煉。隨著即將建成的艾薩爐取代電爐生產(chǎn)銅锍，燒結(jié)機(jī)處理銅精礦也將很快被淘汰。6)銅熔煉

我國(guó)銅熔煉方法多樣，目前生產(chǎn)廠家采用的有以下10種工藝：

A.密閉鼓風(fēng)爐熔煉生精礦，產(chǎn)出低品位锍。全國(guó)現(xiàn)有30多臺(tái)密閉鼓風(fēng)爐在生產(chǎn)，生產(chǎn)能力約400kt/a，年產(chǎn)粗銅300kt以上，占我國(guó)現(xiàn)階段粗銅產(chǎn)量的比例最大，達(dá)35％左右。密閉鼓風(fēng)爐的單爐生產(chǎn)能力低，最大的爐子的爐床面積為14.7m2，但產(chǎn)量不超過(guò)30kt/a，能耗高達(dá)29.31～55.69MJ/(t2粗銅），煙氣中S02濃度低，不利于回收制酸，環(huán)境污染嚴(yán)重，亟待改造或關(guān)閉。生產(chǎn)操作水平較高的有銅陵金昌、銅陵一冶、中條山有色金屬公司侯馬冶煉廠（簡(jiǎn)稱(chēng)“侯馬冶煉廠”或“侯冶”）、富春江冶煉廠（簡(jiǎn)稱(chēng)“富冶”）、煙臺(tái)冶煉廠、葫蘆島東方銅業(yè)公司（簡(jiǎn)稱(chēng)“葫蘆島”或“東方銅業(yè)”）、池州冶煉廠、水口山礦務(wù)局冶煉廠（簡(jiǎn)稱(chēng)“水口山）等。

B.閃速爐熔煉。目前被國(guó)內(nèi)銅熔煉采用的工廠有兩家：貴冶生產(chǎn)能力為200kt/a，金隆銅業(yè)的生產(chǎn)能力為100kt/a。該法工藝成熟，能耗低，锍回收率高，環(huán)保條件好。但對(duì)原料要求穩(wěn)定，需要干燥，基建投資較大。閃速熔煉法的銅產(chǎn)量為300kt/a，占我國(guó)粗銅產(chǎn)量1/3。貴冶擬擴(kuò)大生產(chǎn)能力至400kt/a，金隆銅業(yè)擬擴(kuò)大到200kt/a。這兩個(gè)廠的生產(chǎn)技術(shù)居世界先進(jìn)水平。C.諾蘭達(dá)爐熔煉，在大冶有色金屬公司冶煉廠（簡(jiǎn)稱(chēng)“大冶”）舊工藝的改造中被采用來(lái)取代反射爐，生產(chǎn)能力100kt/a。于1997年建成投產(chǎn)，設(shè)計(jì)上較國(guó)外同類(lèi)工廠作了多項(xiàng)改進(jìn)，投產(chǎn)后各項(xiàng)工藝指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)外同類(lèi)企業(yè)。正擬將其產(chǎn)能擴(kuò)大到150kt/a。

D.電爐熔煉。云銅于20世紀(jì)50年代建廠時(shí)，原料含鈣鎂高，設(shè)計(jì)的爐渣成分(MgO+CaO)達(dá)到30％，熔點(diǎn)高，因而采用了電爐熔煉工藝。設(shè)計(jì)能力為30kt/a,進(jìn)入本世紀(jì)年產(chǎn)粗銅已達(dá)140kt；由于原料成分變化、能耗高和環(huán)保條件差，正在改為艾薩熔煉，到2005年，將達(dá)到250kt/a電解銅的規(guī)模。

E.白銀爐熔煉。這是我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的熔池熔煉法。1980年運(yùn)行至今，工藝指標(biāo)與其他熔池熔煉方法不相上下。現(xiàn)有50m2和100m2的白銀爐各一臺(tái)，總生產(chǎn)能力達(dá)100kt/a,由于原料供應(yīng)不足，目前年產(chǎn)粗銅80kt左右。

F.澳斯麥特/艾薩熔煉。侯馬冶煉廠采用澳斯麥特爐熔煉，生產(chǎn)粗銅36kt/a, 于1999年10月建成投產(chǎn)，生產(chǎn)能力現(xiàn)已超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)，熔煉爐擴(kuò)產(chǎn)潛力很大。G.氧氣頂吹熔煉。金川有色金屬公司第一冶煉廠（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“金川銅系統(tǒng)”或“金川”），把俄羅斯北方鎳公司的氧氣頂吹噴射熔煉技術(shù)用于處理鎳銅高锍浮選分離的產(chǎn)品二次銅精礦，直接生產(chǎn)粗銅，產(chǎn)量為28kt/a。

H.反射爐熔煉。大冶原用270m2大型反射爐熔煉生精礦，年產(chǎn)粗銅60kt。諾蘭達(dá)爐投產(chǎn)后，反射爐雖仍在維持生產(chǎn)，但所擔(dān)負(fù)的生產(chǎn)任務(wù)日漸減小，不久將退出生產(chǎn)。另外湖南麻陽(yáng)銅廠建有32m2反射爐一臺(tái)，年產(chǎn)銅2000t。I.離析法。廣東銅業(yè)公司采用離析法處理難選氧化銅礦。離析窯外徑為3.6m，29 長(zhǎng)50m，配有90m2熔煉反射爐，年產(chǎn)電銅5000t。

J.水口山（氧氣底吹）法熔煉。由水口山礦務(wù)局等國(guó)內(nèi)多家單位研究成的底吹試驗(yàn)爐已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)生產(chǎn)，年產(chǎn)粗銅2kt。該工藝已在江西戈陽(yáng)建設(shè)年產(chǎn)粗銅20kt的生產(chǎn)廠，并已出口越南建廠。7)锍吹煉

A.P-S轉(zhuǎn)爐吹煉。我國(guó)大型冶煉廠都采用P-S轉(zhuǎn)爐吹煉銅锍。近20年來(lái)，P-S轉(zhuǎn)爐吹煉技術(shù)有了很大提高。在爐口煙罩密封、提高爐壽、自動(dòng)捅風(fēng)眼機(jī)、DCS過(guò)程控制、富氧吹煉、增加產(chǎn)量、余熱利用、提高送風(fēng)時(shí)率和硫回收率等方面，與國(guó)外同類(lèi)企業(yè)比，水平不相上下。

B.連續(xù)吹煉爐吹煉。國(guó)內(nèi)密閉鼓風(fēng)爐煉銅的小型冶煉廠，多采用我國(guó)自行開(kāi)發(fā)的連續(xù)吹煉爐吹煉銅锍。

C.澳斯麥特爐吹煉。侯馬冶煉廠采用的澳斯麥特爐吹煉，是一種全新的吹煉方法每8小時(shí)單爐產(chǎn)粗銅44t,已經(jīng)超過(guò)設(shè)計(jì)指標(biāo)。噴槍壽命目前只有24h,有待提高口

D.卡爾多爐吹煉。金川銅系統(tǒng)早先運(yùn)用它來(lái)吹煉含Cu為68％－70％的高鎳銅精礦，目前用來(lái)對(duì)氧氣頂吹爐產(chǎn)出的高鎳粗銅進(jìn)行脫鎳。爐溫高，鎳渣不會(huì)在爐內(nèi)粘結(jié)堵塞。爐子為2540mm33980mm，年產(chǎn)粗銅22kt。8)粗銅火法精煉

A.回轉(zhuǎn)爐精煉。我國(guó)大型銅企業(yè)采用回轉(zhuǎn)爐精煉粗銅。B.反射爐精煉。多數(shù)中小型銅冶煉企業(yè)，采用反射爐精煉粗銅。9)陽(yáng)極澆鑄

國(guó)內(nèi)大型銅冶煉廠的陽(yáng)極澆鑄都采用圓盤(pán)澆鑄機(jī)，小型銅廠多采用直線澆鑄機(jī)。圓盤(pán)澆鑄機(jī)國(guó)內(nèi)有8種規(guī)格，其直徑為6m、7.4m、7.8m、8.6m、9.4m、10.5m、11m以及16.6m等。陽(yáng)極規(guī)格國(guó)內(nèi)無(wú)統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不規(guī)范，大體可分為大型陽(yáng)極板和小型陽(yáng)極板兩種。10)電解精煉

20世紀(jì)80～90建設(shè)的年產(chǎn)10kt電銅 的兩個(gè)大型電解銅（車(chē)間）廠，貴冶和金隆銅業(yè)采用了大型陽(yáng)極板。其他廠家，單個(gè)電解車(chē)間的設(shè)計(jì)能力均在5kt/a電銅以下，都采用小型陽(yáng)極板。上述兩家大型電解銅廠均引進(jìn)了國(guó)外成套機(jī)組、機(jī)械化水平與國(guó)外同類(lèi)先進(jìn)企業(yè)相當(dāng)。

國(guó)內(nèi)尚無(wú)采用不銹鋼永久陽(yáng)極生產(chǎn)的廠家，這是銅業(yè)電解技術(shù)與國(guó)外差距之所在。11)濕法煉銅

濕法冶煉銅產(chǎn)量占世界礦銅產(chǎn)里的20％左右，在我國(guó)不足3％。雖然陸續(xù)建 30 成了近200個(gè)濕法煉銅廠，其生產(chǎn)規(guī)模約為年產(chǎn)幾百?lài)嵒驇浊崳袩o(wú)年產(chǎn)萬(wàn)噸以上的生產(chǎn)廠。

我國(guó)十分重視濕法煉銅技術(shù)的研究開(kāi)發(fā)，進(jìn)行了大量的工業(yè)、半工業(yè)試驗(yàn)和實(shí)驗(yàn)室的研究工作。如在江西德興銅礦進(jìn)行了年產(chǎn)電銅2000t規(guī)模的低品位硫化銅礦細(xì)菌浸出工業(yè)化試驗(yàn)研究；云南東川進(jìn)行了年產(chǎn)電銅500t規(guī)模的高堿性石銅礦的氨浸半工業(yè)試驗(yàn)研究；山西中條山銅礦峪進(jìn)行了年產(chǎn)電銅500t規(guī)模的難選低品位氧化銅礦地下溶浸半工業(yè)試驗(yàn)研究；黑龍江多寶山進(jìn)行了高寒地區(qū)堆浸試驗(yàn)研究；針對(duì)西藏玉龍銅礦，我國(guó)進(jìn)行了高海拔地區(qū)氧化銅浸出試驗(yàn)。這些工作為我國(guó)濕法煉銅的大規(guī)模開(kāi)發(fā)創(chuàng)造了有利條件，濕法煉銅即將在我國(guó)取得突破性進(jìn)展。

總結(jié)近20年來(lái)，我國(guó)銅冶煉產(chǎn)量增長(zhǎng)迅速，技術(shù)上新老并存，規(guī)模上大中小并舉。國(guó)內(nèi)銅資源供應(yīng)不足，一半以上依靠進(jìn)口，生產(chǎn)工藝以火法為主，濕法煉銅處于大發(fā)展趨勢(shì)。在火法煉銅中，密閉鼓風(fēng)爐、閃速爐和熔池熔煉就產(chǎn)量而言是三分天下。各地區(qū)有關(guān)部門(mén)規(guī)劃新建或改擴(kuò)建現(xiàn)有銅冶煉廠積極性很高，銅冶煉工業(yè)發(fā)展勢(shì)態(tài)看好。在提高產(chǎn)品附加值，尤其是精、細(xì)與特殊用途方面的銅材料方而還需要付出大的努力。3.1.2國(guó)外銅冶金現(xiàn)狀

1980年世界銅的總產(chǎn)量為9290kt，至1999年達(dá)14261.9kt年平均遞增率為2.26％。全世界約有110個(gè)銅冶煉廠，火法冶煉仍占主導(dǎo)地位。但隨著各國(guó)政府對(duì)環(huán)保要求的日益嚴(yán)格，以及化學(xué)采礦就地溶浸、堆浸、細(xì)菌浸出、溶劑萃取等技術(shù)的工業(yè)化進(jìn)展，濕法煉銅價(jià)格成本大幅度下降，發(fā)展迅速，成為近年來(lái)世界銅冶煉發(fā)展的重要特點(diǎn)之一。1994～1999年世界萃取－電積銅的產(chǎn)量年平均遞增率達(dá)22.38％。其中以智利和美國(guó)發(fā)展最快，產(chǎn)量最高。1999年智利萃取電積銅產(chǎn)量達(dá)136kt，占世界濕法煉銅總產(chǎn)量的近60％。

世界火法煉銅的發(fā)展有以下特點(diǎn)：

1)由于生產(chǎn)的锍品位低、能耗高、煙氣SO2濃度低、不利于回收制酸、排放后造成大氣污染等缺點(diǎn)，傳統(tǒng)的鼓風(fēng)爐、反射爐和電爐熔煉已逐漸被淘汰。2)20世紀(jì)60～70年代迅速發(fā)展的閃速爐熔煉，近20年來(lái)增長(zhǎng)速度放慢，但世界上已有的48座銅熔煉閃速爐的銅產(chǎn)量居各種火法煉銅工藝之首。近年來(lái)閃速爐開(kāi)發(fā)中央可調(diào)噴嘴及常溫高富氧熔煉技術(shù)，大大提高了閃速爐的能力，單臺(tái)爐銅產(chǎn)量一般可達(dá)300～400kt/a,日本佐賀關(guān)1996年將原有兩臺(tái)閃速爐改成一臺(tái)，年產(chǎn)銅45kt，成為世界上單臺(tái)處理能力最大的閃速熔煉爐。美國(guó)Kennecott銅公司Utah冶煉廠閃速熔煉系統(tǒng)的制酸尾氣中的SO2濃度已經(jīng)低到100ppm，硫的利用率高達(dá)99.95％，成為了火法煉銅的清潔工廠的樣板。

3)近20年來(lái)，新開(kāi)發(fā)的各種熔池熔煉和強(qiáng)化熔煉工藝發(fā)展較快。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，諾蘭達(dá)爐先后建有6臺(tái)套裝置，現(xiàn)有三臺(tái)套在生產(chǎn)。特尼恩特爐建有11臺(tái)套運(yùn)行，年產(chǎn)銅1200kt。澳斯麥特／艾薩熔煉爐有6臺(tái)套在生產(chǎn)，還有3臺(tái)套在建設(shè)中。頂吹噴射熔煉爐有2臺(tái)套在生產(chǎn)。三菱熔煉法有4臺(tái)套裝置在生產(chǎn)。俄羅斯有三套瓦紐柯夫熔煉裝置在生產(chǎn)。旋渦頂吹熔煉爐據(jù)KHD公司介紹在世界上已建設(shè)三臺(tái)套。

4)這些工藝的共同特點(diǎn)是都采用富氧或工業(yè)氧，熔煉強(qiáng)度高，能耗低，對(duì)原料要求不嚴(yán)格，單位投資低，煙氣含SO2濃度高，有利于制酸回收，環(huán)保條件好但有些工藝技術(shù)不如閃速熔煉成熟可靠，尚處在發(fā)展完善之中采用這類(lèi)工藝的設(shè)計(jì)規(guī)模一般都在100～200kt2Cu /a。

5)銅锍吹煉目前仍以P-S轉(zhuǎn)爐為主，其缺點(diǎn)是間斷作業(yè)。連續(xù)吹煉技術(shù)是銅冶煉發(fā)展的方向。日本三菱連續(xù)吹煉最早用于生產(chǎn)。1995年，美國(guó)Kennecott公司Utah冶煉廠年產(chǎn)280kt銅的一臺(tái)連續(xù)閃速吹煉爐投產(chǎn)。1999年澳大利亞Olympic Dam年產(chǎn)粗銅200kt的閃速爐投產(chǎn)。加拿大諾蘭達(dá)公司回轉(zhuǎn)式連續(xù)吹煉爐、澳斯麥特公司的連續(xù)吹煉爐以及三菱連續(xù)吹煉爐技術(shù)在20世紀(jì)90年代后期已被多個(gè)工廠采用來(lái)替代P-S轉(zhuǎn)爐吹煉。

6)對(duì)銅的火法精煉陽(yáng)極爐，除一些小廠仍用反射爐外，普遍采用回轉(zhuǎn)式陽(yáng)極爐，最大爐子達(dá)350t。奧托昆普的雙包定量自動(dòng)陽(yáng)極澆鑄機(jī)水平最高，被世界各大銅廠普遍采用。

電解普遍采用大型極板。澳大利亞的艾薩和加拿大的Kidd永久陰極電解技術(shù)，推廣較快，兩者技術(shù)大同小異，其共同特點(diǎn)是采用多項(xiàng)專(zhuān)用機(jī)組，機(jī)械化、自動(dòng)化水平高，勞動(dòng)生產(chǎn)率高。電解槽結(jié)構(gòu)最近推廣聚合物混凝土整體鑄造，耐酸性能好，槽壁薄，強(qiáng)度高，維修量小，使用壽命長(zhǎng)。全球都在為節(jié)能、環(huán)保、高生產(chǎn)率、降低成本而相繼對(duì)舊銅廠進(jìn)行改造，擴(kuò)大生產(chǎn)能力。3.1.3銅電解精煉概述

銅的火法精煉一般能產(chǎn)出含銅99.0％～99.8％的粗銅產(chǎn)品，但仍然不能滿(mǎn)足電氣工業(yè)對(duì)銅的性質(zhì)的要求，其他工業(yè)也需要使用精銅。因此現(xiàn)代幾乎所有的粗銅都經(jīng)過(guò)電解精煉，以除去火法精煉難于除去的雜質(zhì)。銅的電解精煉，是將火法精煉的銅澆鑄成陽(yáng)極板，用純銅薄片作為陰極片，相間地裝入電解槽中，用硫酸銅和硫酸的水溶液作電解液，在直流電的作用下，陽(yáng)極上的銅和電位較負(fù)的賤金屬溶解進(jìn)入溶液，而貴金屬和某些金屬（如硒、碲）不溶，成為陽(yáng)極泥沉于電解槽底。溶液中的銅在陰極上優(yōu)先析出，而其他電位較負(fù)的賤金屬不能在陰極上析出，留于電解液中，待電解液定期凈化時(shí)除去。這樣，陰極上析出的金屬銅純度很高，稱(chēng)為陰極銅或電解銅，簡(jiǎn)稱(chēng)電銅。

含有貴金屬和硒、碲等稀有金屬的陽(yáng)極泥，作為銅電解的一種副產(chǎn)品另行處理，以便從中回收金、銀、硒、碲等元素。在電解液中逐漸積累的賤金屬雜質(zhì)，當(dāng)其達(dá)到一定的濃度后，會(huì)妨礙電解過(guò)程的正常進(jìn)行。例如，增加電解液的電阻和密度，使陽(yáng)極泥沉降速度減慢，甚至在陰極上與銅一起共同放電，影響陰極銅的質(zhì)量，因此必須定期定量地抽出凈化，并相應(yīng)地向電解液中補(bǔ)充新水和硫酸。抽出的電解液在凈化過(guò)程中，常將其中的銅、鎳等有價(jià)元素以硫酸鹽的形態(tài)產(chǎn)出，硫酸則返回電解系統(tǒng)重復(fù)使用。

在銅電解車(chē)間，通常設(shè)有幾百個(gè)甚至上千個(gè)電解槽，每一個(gè)直流電源串聯(lián)其中的若干個(gè)電解槽成為一個(gè)系統(tǒng)。所有的電解槽中的電解液必須不斷循環(huán)，使電解槽內(nèi)的電解液成分均勻。在電解液循環(huán)系統(tǒng)中，通常設(shè)有加熱裝置，以將電解液加熱至一定的溫度。

3.1.4工業(yè)純銅的主要性能及應(yīng)用

自然界的銅分為自然銅、氧化銅礦和硫化銅礦。自然銅及氧化銅礦的儲(chǔ)量少，現(xiàn)在世界上80%以上的銅是從硫化銅礦精煉出來(lái)的，這種礦石含銅量極低，一般在2%～3%左右。金屬銅，原子量63.54，比重8.92，熔點(diǎn)1083℃。銅冶金技術(shù)的發(fā)展經(jīng)歷了漫長(zhǎng)的過(guò)程，但至今銅的冶煉仍以火法冶煉為主，其產(chǎn)量約占世界銅產(chǎn)量的85%，現(xiàn)代濕法冶煉的技術(shù)正在逐步推廣，濕法冶煉的推出使銅的冶煉成本大大降低。1)工業(yè)純銅的性能

工業(yè)純銅又稱(chēng)紫銅，呈玫瑰紅色。它分為兩大類(lèi)，一類(lèi)為含氧銅，另一類(lèi)為無(wú)氧銅。由于有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和塑性，并兼有耐蝕性和焊接性，它是化工、船舶和機(jī)械工業(yè)中的重要材料。

工業(yè)純銅的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性在64種金屬中僅次于銀。冷變形后，純銅的導(dǎo)電率變化小，形變80%后導(dǎo)電率下降不到30%，故可在冷加工狀態(tài)用作導(dǎo)電材料。雜質(zhì)元素都會(huì)降低其導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性，尤以磷、硅、鐵、鈦、鈹、鋁、錳、砷等影響最強(qiáng)烈；形成非金屬夾雜物的硫化物、氧化物、硅酸鹽等影響較小，不溶的鉛、鉍等金屬夾雜物影響也不大。

銅的電極電位較正，在許多介質(zhì)中都耐蝕，可在大氣、淡水、水蒸氣及低速海水等介質(zhì)中工作。銅與其他金屬接觸時(shí)成為陰極，而其他金屬及合金多為陽(yáng)極，并發(fā)生陽(yáng)極腐蝕，為此需要鍍鋅保護(hù)。銅的另一個(gè)特性是無(wú)磁性，常用來(lái)制造不受磁場(chǎng)干擾的磁學(xué)儀器。銅有極高的塑性，能承受很大的變形量而不發(fā)生破裂。2)工業(yè)純銅的應(yīng)用

銅被廣泛地應(yīng)用于電氣、輕工、機(jī)械制造、建筑工業(yè)、國(guó)防工業(yè)等領(lǐng)域，在我國(guó)有色金屬材料的消費(fèi)中僅次于鋁。銅在電氣、電子工業(yè)中應(yīng)用最廣，用量最

大，占總消費(fèi)量一半以上，用于各種電纜和導(dǎo)線，電機(jī)和變壓器的繞組，開(kāi)關(guān)以及印刷線路板等。在機(jī)械和運(yùn)輸車(chē)輛制造中，用于制造工業(yè)閥門(mén)和配件、儀表、滑動(dòng)軸承、模具、熱交換器和泵；在化學(xué)工業(yè)中廣泛引用于制造真空器、蒸餾鍋、釀造鍋等；在國(guó)防工業(yè)中用于制造子彈、炮彈、槍炮零件等，每生產(chǎn)100萬(wàn)發(fā)子彈，需要銅13～14t；在建筑工業(yè)中，用作各種管道、管道配件、裝飾器件等。

3.2電解銅的工藝流程圖（如圖3-1）

陽(yáng)極板添加劑浸泡洗滌種板，成品電解槽陰極銅入 庫(kù)廢銅皮，空氣，蒸汽中和槽中和后液水冷結(jié)晶離心分離結(jié)晶硫酸銅補(bǔ)充液返電解系統(tǒng)殘極返火法一次脫銅成本銅電解后液過(guò)濾加熱陽(yáng)極泥一次脫銅后液真空蒸發(fā)蒸發(fā)后液二次脫銅海綿銅二次脫銅后液冷凍結(jié)晶離心分離冷凍母液粗硫酸鎳返精制硫酸鎳車(chē)間結(jié)晶母液 圖3-1 電解銅的工藝流程圖

3.3電解銅生產(chǎn)系統(tǒng)

電解銅生產(chǎn)系統(tǒng)主要分兩個(gè)區(qū)：電解生產(chǎn)區(qū)與凈化區(qū)。

3.3.1電解生產(chǎn)區(qū)

電解生產(chǎn)區(qū)由五個(gè)小系統(tǒng)構(gòu)成，電解一、二、三生產(chǎn)系統(tǒng)為老系統(tǒng)，主要生產(chǎn)電解小極板，電解四、五生產(chǎn)系統(tǒng)為新系統(tǒng)，主要生產(chǎn)電解大極板。該系統(tǒng)主要生產(chǎn)產(chǎn)品為陰極銅、殘極、陽(yáng)極泥與老液。1)電解生產(chǎn)區(qū)主要生產(chǎn)設(shè)備

（1）電解槽：主要由電解液、陽(yáng)極板、陽(yáng)極與陰極組成。

● 電解槽是由混凝土鑄成，槽內(nèi)外用聚酯玻璃鋼絲和布貼上。● 槽底有大堵與小堵：大堵用來(lái)放出陽(yáng)極泥，小堵用來(lái)放出清夜。● 上進(jìn)下出式電解槽：進(jìn)液彎頭在槽表面，槽內(nèi)出口有導(dǎo)流板。下進(jìn)上出式電解槽：進(jìn)液彎頭在槽底，槽上面出液有溢口。

（2）集液槽：用于收集電解槽的電解液。（3）循環(huán)大泵：用于傳遞溶液。（4）加熱器：即板式加熱器（換熱器）。

（5）高位槽：利用高度差原理供電解液給電解槽（在電解液進(jìn)入高位槽之前需加溫）。

（6）分液包：即緩沖槽，緩沖液體流速并分液至電解槽。

（7）壓濾機(jī)：主要分三種：過(guò)濾溶液壓濾機(jī)，進(jìn)口壓濾機(jī)與過(guò)濾陽(yáng)極泥壓濾機(jī)。

（8）陽(yáng)極泡洗槽（9）陰極銅泡洗槽

（10）動(dòng)力設(shè)備：普通吊車(chē)與專(zhuān)用吊車(chē)（專(zhuān)門(mén)供電解槽作業(yè)用）

（11）連動(dòng)加工機(jī)組：分為陽(yáng)極加工機(jī)組、始極片加工機(jī)組、銅棒機(jī)組、陰極銅滾洗機(jī)組與殘極沖洗機(jī)組。2)電解的原料

（1）陽(yáng)極板：含量為98%的粗銅。

（2）始極片：其作為生產(chǎn)電解槽的陰極，由一張銅皮，一個(gè)銅棒和兩個(gè)耳朵組成。此銅皮由鈦種板上剝離下來(lái)。

電解液在電解槽中的走向分為上進(jìn)下出式與下進(jìn)上出式

上進(jìn)下出式優(yōu)點(diǎn)：槽內(nèi)溶液中雜質(zhì)沉降好，陽(yáng)極泥形成的比較多，能夠保證液面溫度。缺點(diǎn)：溶液補(bǔ)充不好，漂浮物不易排出。下進(jìn)上出式優(yōu)點(diǎn)：溶液補(bǔ)充好，漂浮物容易排出。缺點(diǎn)：不利于槽內(nèi)溶液中雜質(zhì)的沉降，陽(yáng)極泥形成的少。

陽(yáng)極需用開(kāi)水泡洗并且須加160g/L的酸（硫酸或鹽酸）以便氧化除去陽(yáng)極板上的雜質(zhì)。陽(yáng)極由于銅被氧化成銅離子重量逐漸減輕，由原來(lái)的320～350公斤減至70公斤左右，變?yōu)闅垬O。大約20天左右即需要換一回陽(yáng)極板。

由鈦種板上剝離下來(lái)的銅皮，須經(jīng)過(guò)對(duì)輥壓紋、剪切、釘耳平壓制成銅始極片，作為生產(chǎn)槽的陰極。銅始極片由于沉積時(shí)間短，剛度差，因此下槽前必須進(jìn)行適當(dāng)?shù)臋C(jī)械加工及表面處理，剪切成形后的始極片再用釘耳機(jī)釘上雙耳。下槽時(shí)應(yīng)垂直放入，同極間距為100mm，以便加工和防止短路觸電。

陰極是由直流電將銅離子還原成銅，吸附于陰極板上，使8公斤左右的陰極板變?yōu)?40多公斤，大約10天左右即需要換一回陰極板。

交流電經(jīng)過(guò)硅整流后變?yōu)橹绷麟娨员闾峁┥a(chǎn)應(yīng)用。單個(gè)槽內(nèi)為并聯(lián)，槽與槽之間為串聯(lián)。3)電解技術(shù)條件：

(1)直流電：8000A～20000A(2)溶液：硫酸根離子：160～180g/L ；銅離子：45～52 g/L；鎳離子：＜18g/L。

(3)電解液溫度：60～65℃ 3．3.2凈化系統(tǒng)

凈化系統(tǒng)用于除去老液中鎳、砷、銻、硫等雜質(zhì)，使得到含銅較高的溶液。凈化系統(tǒng)由凈化一系統(tǒng)，凈化二系統(tǒng)兩個(gè)系統(tǒng)構(gòu)成。凈化一系統(tǒng)為老系統(tǒng)，主要處理小極板；凈化二系統(tǒng)為新系統(tǒng)，主要處理大極板。凈化系統(tǒng)主要生產(chǎn)產(chǎn)品為陰極銅、殘極、陽(yáng)極泥與老液。凈化系統(tǒng)設(shè)備

1)脫銅槽：主要用于脫銅提鎳

●平槽沿，材料一般為花崗巖（防酸）、電解材質(zhì)、環(huán)氧樹(shù)脂、呋喃及鋼筋混凝土（抗砸）。

● 其陽(yáng)極為不溶性鉛陽(yáng)極板，陰極為銅始極片，溶液為硫酸銅溶液。反應(yīng)過(guò)程中通直流電，溶液中的銅離子越來(lái)越少，在陰極析出海綿銅。

● 脫銅槽與電解槽的區(qū)別：脫銅槽陽(yáng)極為不溶性鉛陽(yáng)極板，電解槽陽(yáng)極為可溶性陽(yáng)極板。2)誘導(dǎo)脫銅槽：

● 誘導(dǎo)脫銅槽為階梯式，逐級(jí)除砷、銻、鉍，屬間歇式生產(chǎn)。● 誘導(dǎo)脫銅槽不向外排液，屬于環(huán)保操作。

● 當(dāng)銅離子濃度低時(shí)，砷、銻、鉍吸附在陰極上脫掉，銅離子和雜質(zhì)一起出來(lái)，形成黑銅。當(dāng)銅離子濃度高時(shí)，則形成海綿銅。

● 誘導(dǎo)脫銅槽槽面需蓋布：起防止酸霧揮發(fā)與保濕作用。

3)真空蒸發(fā)釜

液體在高溫高壓下加熱，再利用溫差濃縮、結(jié)晶機(jī)、帶式過(guò)濾機(jī)等，在真空

作用下，提供吸力，使料中的水分除去，使小車(chē)不斷循環(huán)運(yùn)動(dòng)。4)電蒸發(fā)槽

131m，三根電極，2000～4000直流電，干燒使溶液濃縮成粘稠液，也可用結(jié)晶機(jī)處理溶液，二者作用相同。區(qū)別在于結(jié)晶機(jī)處理量小，蒸發(fā)速度慢，耗電量小，適于小批量生產(chǎn)。電蒸發(fā)槽處理量大，蒸發(fā)速度快，耗電量大，適于大批量生產(chǎn)。5)帶式過(guò)濾機(jī)

用于粘稠液的運(yùn)輸。運(yùn)輸過(guò)程中風(fēng)機(jī)吸干粘稠液中的水分，得到160g/L的老酸，渣被隔在布外，液體進(jìn)入袋內(nèi)，通過(guò)內(nèi)通道流出。濃縮鎳離子時(shí)，老酸也同時(shí)被濃縮，濃度達(dá)1700g/L。6)中和槽（造液槽）

中和槽（造液槽）起提高銅離子濃度的作用。將老液離心，在老酸中加入廢銅皮，用風(fēng)機(jī)攪拌以便提供氧氣使銅氧化成銅離子，再用蒸汽加溫（采用蛇形盤(pán)式管），隨后加上老液中的銅離子以便提高銅離子濃度，造出的液用泵打入電解槽。造液時(shí)，老液開(kāi)槽加工業(yè)水；如用清水開(kāi)槽，工業(yè)水中則需加硫酸。3.3.3凈化產(chǎn)品

海綿銅、粗結(jié)晶硫酸銅、粗結(jié)晶硫酸鎳。

思考題

1.我國(guó)銅資源的主要分布情況及主要生產(chǎn)企業(yè)概況。

2.火法生產(chǎn)銅的主要工藝如何？并詳細(xì)了解銅陽(yáng)極生產(chǎn)的工藝流程及主要設(shè)備。

3.金川公司電解法精煉銅的電極材料是什么？過(guò)程中的重要工藝參數(shù)有哪些？ 4.電解生產(chǎn)槽與種板槽的區(qū)別是什么？它們的電解液成分是否一樣？ 5.銅電解液凈化的主要方法是什么？

6.銅電解的陽(yáng)極泥的主要成分是什么？試分析確定陽(yáng)極泥分離提純的工藝。

參考文獻(xiàn)

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第4章 電解鎳系統(tǒng)

概述

金屬鎳是元素周期表第Ⅷ族鐵磁金屬之一，原子序數(shù)28，原子量58.71，熔點(diǎn)1453±1℃，沸點(diǎn)2800℃。純鎳具有銀白色的光澤，當(dāng)其與水蒸氣及空氣中的氧作用時(shí)，鎳表面上形成一層NiO薄膜，可防止進(jìn)一步氧化。鎳有三種氧化物：即氧化亞鎳（NiO）,四氧化三鎳（Ni3O4）及三氧化二鎳（Ni2O3）。鎳類(lèi)似鐵和鈷，在50～100℃溫度下，鎳和一氧化碳可以生成一種低沸點(diǎn)化合物，此化合物叫羰基鎳。

鎳與鉑、鈀相似，具有高度的化學(xué)穩(wěn)定性，加熱到700～800℃時(shí)仍不氧化。鎳在化學(xué)試劑（堿液和其它試劑）中穩(wěn)定。鎳系磁性金屬，具有良好的韌性，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，能經(jīng)受各種類(lèi)型的機(jī)械加工（壓延、壓磨、焊接等）。

純鎳特別是鎳合金在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中獲得廣泛的應(yīng)用。鎳具有良好的磨光性能，故純鎳用于鍍鎳技術(shù)中，特別值得指出的是純鎳還用在雷達(dá)、電視、原子工業(yè)，遠(yuǎn)距離控制等現(xiàn)代新技術(shù)中，在火箭技術(shù)中，超級(jí)的鎳或鎳合金用作高溫結(jié)構(gòu)材料。

4.1世界鎳工業(yè)現(xiàn)狀

4.1.1資源的種類(lèi)及分布

世界鎳工業(yè)資源有三類(lèi)，即：氧化鎳礦、硫化鎳礦和海底含鎳錳結(jié)核。氧化鎳礦中含有大量鐵氧化物而成紅褐色的被稱(chēng)為紅土礦。由于它埋藏不深甚至還露出地表，所以最早發(fā)現(xiàn)和利用。氧化鎳礦中還含有鈷，其含量的高低也決定著礦床的開(kāi)采價(jià)值。硫化鎳礦一般都含有銅、鈷和貴金屬，但其含量的高低，不同產(chǎn)地的硫化鎳礦床有很大差異。如加拿大湯普遜礦、澳大利亞西部硫化鎳礦含銅量很低，我國(guó)新疆哈拉通克鎳含銅量比鎳量高得多，俄羅斯諾里爾斯克鎳礦中含鉑族金屬很高，加拿大薩特伯里鎳礦含鉑族金屬也較高，而我國(guó)金川鎳礦含鉑族金屬很低。海底錳結(jié)核直徑1～20 mm，含多種金屬成分，主要是錳和鐵。鎳、銅、鈷的含量分別為0.1%～2.3%、0.1%～2.0%、0.05%～1.6%。

氧化鎳礦主要分布在地球赤道附近和地球南北回歸線以?xún)?nèi)的國(guó)家和地區(qū)，海底錳結(jié)核也主要分布在南北回歸線以?xún)?nèi)的大洋海底。而硫化鎳礦則主要分布在地球南北高緯度地區(qū), 如南美的巴西、澳洲的西南部、南部非洲，北歐北美以及中國(guó)的東北、西北地區(qū)。世界上最大的硫化鎳礦床，俄羅斯的諾里爾斯克和加拿大的威西斯灣則分別處于大約北緯68°和57°的地區(qū)。

4.1.2世界鎳的生產(chǎn)工藝

世界鎳的生產(chǎn)原料目前主要來(lái)自陸地的硫化鎳礦和氧化鎳礦。

硫化鎳礦的處理一般都經(jīng)過(guò)選礦，只有個(gè)別的或少量的高品位硫化鎳礦不經(jīng)過(guò)選礦而直接進(jìn)行熔煉。選礦時(shí)可根據(jù)原料的性質(zhì)、冶煉工藝、環(huán)保等要求分別選出鎳精礦、銅精礦、鎳銅混合精礦和磁黃鐵礦。現(xiàn)在世界上所有從硫化鎳生產(chǎn)鎳的工廠都是選出鎳銅混合精礦。

硫化鎳精礦的熔煉目前世界上主要采用電爐和閃速爐。鼓風(fēng)爐熔煉現(xiàn)僅見(jiàn)于我國(guó)的一些小廠。鎳精礦熔煉產(chǎn)出的鎳锍都需經(jīng)吹煉處理。吹煉方式也是大多數(shù)工廠采用的是臥式轉(zhuǎn)爐吹煉。20世紀(jì)90年代中期奧托昆普公司研究開(kāi)發(fā)出閃速吹煉，取代了轉(zhuǎn)爐富氧吹煉。磨浮分離法處理高品鎳時(shí)，得到3個(gè)產(chǎn)品即：鎳精礦、銅精礦和合金。俄羅斯的主要鎳廠、中國(guó)主要的鎳廠都采用這一方法。氧化鎳經(jīng)還原熔煉鑄成陽(yáng)極板進(jìn)行電解精煉，目前世界上只有俄羅斯的北方鎳公司和諾里爾斯克的納杰什金斯克冶煉廠采用。鎳精礦經(jīng)熔煉得到硫化鎳陽(yáng)極進(jìn)行電解精煉的工廠，國(guó)外有湯普遜廠、日本的志村精煉廠，國(guó)內(nèi)有金川公司二冶煉廠和四川成都鎳精煉廠。

氧化鎳礦的處理工藝可分為兩大類(lèi)：火法和濕法。火法工藝大致又可分為還原熔煉和硫化熔煉。前者的產(chǎn)品主要為鎳鐵，后者的產(chǎn)品為高冰鎳。筆者認(rèn)為采用硫化熔煉所得到產(chǎn)品的處理更具靈活性，隨著材料工業(yè)技術(shù)發(fā)展對(duì)鎳原料要求的提高，硫化熔煉更具有好的前景。還原熔煉和硫化熔煉均可采用電爐或鼓風(fēng)爐。濕法工藝也分為兩類(lèi)：一是加壓氨浸，二是加壓酸浸。加壓酸浸適合處理含鈷的氧化鎳礦，有利于鈷的回收。加壓氨浸鈷的浸出率低，不利于鈷的回收，適宜處理含鈷低或不含鈷的氧化鎳礦。加壓酸浸工藝得到的鎳鈷硫化物(古巴毛亞廠的最終產(chǎn)品)，一般再經(jīng)過(guò)加壓酸浸，然后經(jīng)過(guò)萃取分離鎳鈷，得到的鎳鈷溶液采用電積或氫還原的方法分別得到陰極鎳、陰極鈷或鎳粉、鈷粉。

4.2我國(guó)鎳工業(yè)的現(xiàn)狀

4.2.1鎳資源的狀況

世界鎳礦儲(chǔ)量豐富，主要集中分布在古巴、加拿大、俄羅斯、新喀里多尼亞、中國(guó)、印度尼西亞、南非、澳大利亞等國(guó)，可滿(mǎn)足世界較長(zhǎng)遠(yuǎn)的需求，按目前世界鎳產(chǎn)量水平計(jì)算，靜態(tài)儲(chǔ)量的可采年限在50年以上。另外海底錳結(jié)核中還有巨大的潛在鎳資源。

截至1992年底，我國(guó)保有鎳金屬儲(chǔ)量823萬(wàn)t，其中工業(yè)儲(chǔ)量386萬(wàn)t，占總儲(chǔ)量67%，勘探程度比較高。儲(chǔ)量分布相當(dāng)集中，約有62%儲(chǔ)量集中在甘肅金昌市白家咀子5km范圍地段內(nèi)，其中又有78%儲(chǔ)量集中在長(zhǎng)約3km地段的2號(hào)礦

區(qū)深部。目前我國(guó)可利用的鎳金屬儲(chǔ)量，90%集中在金川。我國(guó)鎳礦資源以硫化鎳礦和富礦為主，硫化鎳礦占總儲(chǔ)量的79.6%，含鎳品位大于1%的富礦占總儲(chǔ)量的64.5%。但我國(guó)鎳礦埋藏比較深，只有紅旗嶺1號(hào)礦體和白家咀子1號(hào)礦區(qū)淺部適合于露天開(kāi)采，儲(chǔ)量?jī)H占全國(guó)總儲(chǔ)量的10%。

全國(guó)現(xiàn)有鎳礦區(qū)86處，已經(jīng)開(kāi)發(fā)利用礦區(qū)19處，主要有金川、紅旗嶺、喀拉通克、通化赤柏松、通化溧河川、青海拉水峽、云南金平、云南元江、四川冷水菁等鎳礦，保有儲(chǔ)量占全國(guó)總儲(chǔ)量的61.9%，可供規(guī)劃利用礦區(qū)10處，保有儲(chǔ)量占全國(guó)總儲(chǔ)量的6.7%，暫難利用礦區(qū)57處，保有儲(chǔ)量占全國(guó)總儲(chǔ)量的31.4%，這部分資源主要是紅土型鎳礦(占總儲(chǔ)量的9.6%)，難選氧化礦和硅酸鎳礦(占總儲(chǔ)量的4.4%)，以及低品位硫化鎳礦(占總儲(chǔ)量的17.4%)。今后重點(diǎn)找礦地區(qū)主要是新疆哈密的黃山，穹塔格和塔里木盆地北緣，甘肅金川外圍地區(qū)。4.2.2我國(guó)鎳工業(yè)現(xiàn)狀

建國(guó)前鎳工業(yè)在我國(guó)是空白，1955年我國(guó)鎳工業(yè)才開(kāi)始起步，經(jīng)過(guò)40多年建設(shè)，國(guó)家累計(jì)對(duì)鎳工業(yè)固定資產(chǎn)投資34億元，到1995年已形成鎳采選冶綜合能力（自產(chǎn)原料）3.63萬(wàn)t，冶煉綜合能力4.36萬(wàn)t，我國(guó)鎳工業(yè)已初具規(guī)模。

進(jìn)入80年代，我國(guó)鎳產(chǎn)量迅速增長(zhǎng)，1980年達(dá)到1萬(wàn)t水平。1985年突破2萬(wàn)t , 1992年突破3萬(wàn)t，1995年達(dá)到3.89萬(wàn)t水平。1995年與1980年相比，年均遞增率達(dá)到8.5%。金川有色金屬公司1959年開(kāi)始建設(shè)，1964年投產(chǎn)，到1969年一期工程采選冶主流程陸續(xù)建成，形成年產(chǎn)鎳萬(wàn)t生產(chǎn)能力。1970年開(kāi)始一期擴(kuò)建工程，1980年鎳產(chǎn)量首次突破萬(wàn)t，1985年鎳產(chǎn)量又突破2萬(wàn)t。1988年開(kāi)始二期工程建設(shè)，1994年基本建成，1995年形成年產(chǎn)高冰鎳11.2萬(wàn)t，電解鎳3.3萬(wàn)t,粗銅2.7萬(wàn)t，電解銅1.5萬(wàn)t 的生產(chǎn)能力，目前已成為我國(guó)最大的鎳鈷生產(chǎn)基地和鉑族金屬提煉中心。

吉林鎳業(yè)公司始建于1960年，與金川同時(shí)上馬，目前建成富家礦600t/d和大嶺礦500t/d兩座礦山，現(xiàn)有高冰鎳的生產(chǎn)能力4000t，氧化鎳生產(chǎn)能力1000t左右。

新疆喀拉通克銅鎳礦是1980 年建設(shè)的企業(yè)，現(xiàn)已建成投產(chǎn)一期工程，日產(chǎn)特富礦250t，年產(chǎn)高冰鎳能力7285t，并建成阜康鎳冶煉廠，年產(chǎn)鎳能力2000t。

最早建設(shè)的陜西商南鎳礦和四川會(huì)理鎳礦，因資源枯竭，前者已閉坑；后者轉(zhuǎn)移開(kāi)采四川鹽邊冷水箐鎳礦，原有冶煉廠還在繼續(xù)生產(chǎn)，處理外購(gòu)礦。鎳冶煉企業(yè)還有成都電冶廠(電解鎳生產(chǎn)能力3200t/a)和重慶冶煉廠（電解鎳生產(chǎn)能力1500t/a）。目前我國(guó)共有鎳冶煉及合金產(chǎn)品64種，其中冶煉產(chǎn)品9種，合金4種，化合物14 種。至今我國(guó)的氧化鎳和硅酸鎳資源尚未開(kāi)發(fā)利用。因而沒(méi)有鎳鐵和燒結(jié)氧化鎳產(chǎn)品，這與國(guó)外產(chǎn)品結(jié)構(gòu)明顯不同。