有色冶金工廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ)1-3

1、有色冶金工廠設(shè)計(jì)基礎(chǔ),2012.2.11,總平面位置方框圖:網(wǎng)絡(luò)模型，各分區(qū)（車間、工段）位置確定，根據(jù)各分區(qū)需要用地的數(shù)量，考慮有效利用的土地面積，繪制總平面位置方框圖。,第一章 概論§1、有色冶金工廠設(shè)計(jì)的目的和要求 設(shè)計(jì)是國(guó)家基本建設(shè)的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，工業(yè)生產(chǎn)中的先進(jìn)經(jīng)驗(yàn)、先進(jìn)技術(shù)以及科學(xué)研究中的最新成果，都是通過(guò)設(shè)計(jì)加以推廣和運(yùn)用的。 一、目的 根據(jù)原料的特性和科學(xué)試驗(yàn)的成果以及國(guó)

2、內(nèi)外工業(yè)生產(chǎn)實(shí)踐： 1、 設(shè)計(jì)合理的工藝流程； 2、 選擇合適的工藝設(shè)備； 3、 進(jìn)行合理的設(shè)備配置； 4、 設(shè)計(jì)合適的廠房結(jié)構(gòu)和輔助設(shè)施； 5、 配備必要的勞動(dòng)定員； 6、 取得良好的經(jīng)濟(jì)效益。 技術(shù)上先進(jìn)可靠，經(jīng)濟(jì)上合理，最大限度發(fā)揮投資效果。,二、要求

3、 1、工藝流程完善； 2、先進(jìn)而可靠； 3、原材料、動(dòng)力資源廉價(jià)而充分，交通運(yùn)輸方便； 4、設(shè)備性能穩(wěn)定、高效、易于加工和安裝； 5、設(shè)備配置力求緊湊合理； 6、為擴(kuò)建留有余地。 7、礦物原料常伴生多種有價(jià)金屬須經(jīng)濟(jì)地綜合利用； 8、有完善的“三廢”處理； 9、機(jī)械化和自動(dòng)化程度高，積極采用計(jì)算機(jī)控制；

4、 10、便利的交通運(yùn)輸及其它公共設(shè)施。,§2、有色冶金廠設(shè)計(jì)的原則和內(nèi)容 一、原則 1、必須遵循國(guó)家工業(yè)建設(shè)的方針和經(jīng)濟(jì)需求； 2、按照基本建設(shè)的程序，選擇合理的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)模，自動(dòng)化程度； 3、盡量采用成熟的新技術(shù)，新工藝、新設(shè)備、引進(jìn)項(xiàng)目要符合國(guó)情； 4、分期分批； 5、調(diào)整好工農(nóng)業(yè)關(guān)系，盡量不占或少站農(nóng)田； 6、考慮原料的綜合利用； 7

5、、考慮三廢處理； 8、設(shè)計(jì)要為今后的發(fā)展和進(jìn)一步的技術(shù)改造留有余地。,二、設(shè)計(jì)內(nèi)容 冶金廠的設(shè)計(jì)大體可分以下幾種類型 （1）新建廠設(shè)計(jì)：要求比較全面，要完成從建廠調(diào)查，廠址選擇到施工圖設(shè)計(jì)一整套任務(wù)。 （2）現(xiàn)有企業(yè)的改建或擴(kuò)建設(shè)計(jì)：為適應(yīng)生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大或產(chǎn)品品種增加以及重大的生產(chǎn)工藝改革等而提出的設(shè)計(jì)任務(wù)。 （3）技術(shù)措施性項(xiàng)目設(shè)計(jì)：是工廠由于工藝流程改革或局部采用新技術(shù)、新設(shè)備

6、而提出的設(shè)計(jì)任務(wù)，設(shè)計(jì)任務(wù)較少，一般由原工廠承擔(dān)，經(jīng)費(fèi)來(lái)源于工廠的技術(shù)措施費(fèi)用。 一個(gè)新建冶金廠的設(shè)計(jì)是以冶金工藝為主體，其它有關(guān)專業(yè)相輔助的整體設(shè)計(jì)。,一份完整的設(shè)計(jì)通常分以下幾部分完成: 1、總論和技術(shù)經(jīng)濟(jì)部分 總論部分：對(duì)項(xiàng)目的總體概述 A、簡(jiǎn)明概述設(shè)計(jì)主要依據(jù)； B、設(shè)計(jì)規(guī)模、產(chǎn)品方案； C、工程概況 D、投資企業(yè)概況； E、設(shè)計(jì)方案的特點(diǎn)；

7、 F、企業(yè)建設(shè)的綜合效果、問(wèn)題與建議； 技術(shù)經(jīng)濟(jì)部分： A、主要方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較； B、勞動(dòng)定員和勞動(dòng)生產(chǎn)率； C、基建投資、產(chǎn)品成本、投資貸款、償還能力、綜合技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)。,2、工藝部分：設(shè)計(jì)的主體 A、原輔材料和產(chǎn)品品種數(shù)量及特性； B、工藝流程和指標(biāo)的選擇與說(shuō)明； C、冶金過(guò)程平衡計(jì)算； D、設(shè)備的選擇和計(jì)算；

8、 E、車間組成及車間設(shè)備配置和特點(diǎn)； F、廠內(nèi)外運(yùn)輸量及要求； G、主要輔助設(shè)施及有關(guān)設(shè)計(jì)圖紙。3、總圖運(yùn)輸：企業(yè)的整體布置 A、企業(yè)整體布置方案的比較和確定； B、工廠總平面布置和豎向布置； C、廠內(nèi)外（運(yùn)輸條件、運(yùn)輸量和運(yùn)輸方式、鐵路與公路的設(shè)計(jì)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)、車站及接軌站的決定和行車組織等）； D、廠內(nèi)道路的確定； E、企業(yè)整體布置的有關(guān)

9、圖紙。,4、土建部分 A、有關(guān)廠區(qū)土壤、地質(zhì)、水文、氣象、地震等資料； B、廠區(qū)主要建筑物設(shè)計(jì)方案的比較與確定； C、行政福利設(shè)施； D、有關(guān)圖紙（主要建筑物平、剖面圖），建筑一覽表及及建筑維修等。5、供電、自控及電訊 供電部分：供電等級(jí)、供電系統(tǒng)、主要電力設(shè)備 的選擇、照明；防雷設(shè)

10、施及線路接地確定。 自控部分：各種自動(dòng)化儀表的選型和配置、電子 計(jì)算機(jī)控制系統(tǒng) 電訊部分：企業(yè)調(diào)度。,6、熱工和燃?xì)庠O(shè)施 熱工：鍋爐房、蒸汽管道 燃?xì)猓簤嚎s空氣、煤氣等 7、機(jī)修設(shè)施：各種機(jī)修設(shè)備(機(jī)修、管修、電修、工具修理、計(jì)器及車輛修理）的

11、配置和選擇。 8、供排水、采暖通風(fēng)：確定水源和全廠供排水量，全廠排水管網(wǎng)和供水、排水系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及污泥處理等。 9、環(huán)保、安全衛(wèi)生及化驗(yàn)和檢驗(yàn)等。 10、工程投資概算：建筑工程費(fèi)用概算，設(shè)備購(gòu)置及安裝概算，主要工業(yè)爐費(fèi)用概算，器具、工具及生產(chǎn)家具的購(gòu)置概算，總概算及總概算書等。 以上內(nèi)容是針對(duì)較完整的工程設(shè)計(jì)，根據(jù)具體要求的不同可增減。,§3、有色冶金廠設(shè)

12、計(jì)的程序 a、建廠調(diào)查及項(xiàng)目建議書 b、可行性研究 * 設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作： c、設(shè)計(jì)任務(wù)書 d、廠址選擇

13、 e、環(huán)境影響評(píng)估報(bào)告 f、收集資料 * 編制初步設(shè)計(jì) * 繪制施工圖 * 參加現(xiàn)場(chǎng)施工和試車投產(chǎn)工作,,一、設(shè)計(jì)前的準(zhǔn)備工作 1、項(xiàng)目建議書 1）概念 項(xiàng)目建議書是由項(xiàng)目投資方向其主管部門上報(bào)的文件，目前廣泛應(yīng)用于項(xiàng)目的國(guó)家立項(xiàng)

14、審批工作中。它要從宏觀上論述項(xiàng)目設(shè)立的必要性和可能性，把項(xiàng)目投資的設(shè)想變?yōu)楦怕缘耐顿Y建議。項(xiàng)目建議書的呈報(bào)可以供項(xiàng)目審批機(jī)關(guān)作出初步?jīng)Q策。它可以減少項(xiàng)目選擇的盲目性，為下一步可行性研究打下基礎(chǔ)。,2）編制目的 1、機(jī)會(huì)研究或規(guī)劃設(shè)想的效益前途是否可信，是否可以在此階段闡明的資料基礎(chǔ)上伸出投資建議的決策； 　　 2、建設(shè)項(xiàng)目是否需要和值得進(jìn)行可行性研究的詳盡分析； 　　 3、項(xiàng)目研究中有哪些關(guān)鍵問(wèn)題，是否

15、需要作專題研究； 　　 4、所有可能的項(xiàng)目方案是否均已審查甄選過(guò)； 　　 5、在已獲資料基礎(chǔ)上，是否可以決定項(xiàng)目有無(wú)足夠吸引力和可行度。,3）內(nèi)容和深度（1）項(xiàng)目名稱，內(nèi)容及開辦的必要性和依據(jù)；（2）市場(chǎng)預(yù)測(cè)。包括國(guó)內(nèi)外供需情況的現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)、銷售預(yù)測(cè)和價(jià)格分析；（3）建設(shè)規(guī)模和產(chǎn)品方案設(shè)想；（4）建廠地點(diǎn)，承辦企業(yè)的基本情況；（5）資源供給的可能性和可靠性；（6）主要技術(shù)工藝設(shè)想；（7）外

16、部協(xié)助條件；（8）投資預(yù)測(cè)和資金籌措方案；（9）建設(shè)工期預(yù)計(jì)；（10）經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的初步評(píng)價(jià)。,2、可行性研究 1）概念：Feasibility Study. 是一門運(yùn)用多種科學(xué)研究成果來(lái)保證實(shí)現(xiàn)工程建設(shè)最佳經(jīng)濟(jì)效果的一門綜合性科學(xué)。是在制訂生產(chǎn)、基建、科研計(jì)劃的前期，通過(guò)全面的調(diào)查研究，分析論證某個(gè)建設(shè)或改造工程、某種科學(xué)研究、某項(xiàng)商務(wù)活動(dòng)切實(shí)可行而提出的一種書面材料。 　　 2）內(nèi)容和深度

17、 a、項(xiàng)目建設(shè)的必要性和依據(jù)的進(jìn)一步論證； b、市場(chǎng)的進(jìn)一步預(yù)測(cè)； c、建設(shè)規(guī)模和產(chǎn)品方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較和分析； d、建廠地址的比較和選擇；,3.設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)任務(wù)書 設(shè)計(jì)任務(wù)書是業(yè)主對(duì)工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)提出的要求，是工程設(shè)計(jì)的主要依據(jù)，是一種具有法律效率的行政性文件。進(jìn)行可行性研究的工程項(xiàng)目，可以用批準(zhǔn)的可行性研究報(bào)告代替設(shè)計(jì)任務(wù)書。設(shè)計(jì)任務(wù)書的主要內(nèi)容

18、一般包括： ⑴ 項(xiàng)目名稱。產(chǎn)品方案、生產(chǎn)規(guī)模、服務(wù)年限； ⑵ 選定的廠址； ⑶ 主要原料的品質(zhì)和供應(yīng)，水電動(dòng)力和交通條件； ⑷ 推薦的生產(chǎn)工藝、建設(shè)項(xiàng)目組成、主要設(shè)備和技術(shù)裝 備水平； ⑸ 對(duì)資源的綜合利用、環(huán)保及“三廢”治理的要求； ⑹ 建設(shè)進(jìn)度安排； ⑺ 投資限額和要求達(dá)到的投資效果； ⑻ 其它要求（遠(yuǎn)景規(guī)劃、設(shè)計(jì)中要考慮的其

19、它問(wèn)題）。,一般應(yīng)附說(shuō)明書，對(duì)上述內(nèi)容作簡(jiǎn)要說(shuō)明。對(duì)擬采用的新技術(shù)、新工藝、新設(shè)備及存在的問(wèn)題也應(yīng)予以提出，并規(guī)定需要開展試驗(yàn)研究項(xiàng)目的具體安排和進(jìn)度，提出解決問(wèn)題的措施。 4、廠址選擇 廠址選擇（plant siting），即建廠地理位置的合理選定。根據(jù)國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)計(jì)劃﹑技術(shù)經(jīng)濟(jì)政策﹐結(jié)合資源情況和工業(yè)布局的要求確定，是落實(shí)工業(yè)生產(chǎn)力分布﹑實(shí)現(xiàn)建廠計(jì)劃的重要環(huán)節(jié)。 適當(dāng)與否，對(duì)企業(yè)的建設(shè)速

20、度、建廠投資、發(fā)展生產(chǎn)、經(jīng)濟(jì)效益、環(huán)境保護(hù)及工農(nóng)關(guān)系等會(huì)帶來(lái)重大影響。,5、環(huán)境影響評(píng)估報(bào)告 環(huán)境影響評(píng)價(jià)是項(xiàng)目評(píng)價(jià)體系的重要組成部分，內(nèi)容包括項(xiàng)目建設(shè)方案所需要的環(huán)境條件研究，影響項(xiàng)目建設(shè)環(huán)境因素的識(shí)別和分析，需要采取的保護(hù)對(duì)策和措施，以及相關(guān)的環(huán)境損失和環(huán)境效益經(jīng)濟(jì)分析。 6、收集資料,二、編制初步設(shè)計(jì)

21、 初步設(shè)計(jì)是設(shè)計(jì)承擔(dān)單位根據(jù)設(shè)計(jì)任務(wù)書的內(nèi)容和要求，在掌握了充分而可靠的主要資料基礎(chǔ)上進(jìn)行具體設(shè)計(jì)的工作步驟。其目的是保證工程項(xiàng)目投產(chǎn)后的經(jīng)濟(jì)效益。 兩部分：說(shuō)明書；圖紙（標(biāo)注物料流向和流量的工藝流程圖、反應(yīng)車間設(shè)備配置的平面圖和剖面圖）、設(shè)備和材料清單及全廠的組織結(jié)構(gòu)及勞動(dòng)定員等。,說(shuō)明書： 內(nèi)容： （1）緒論：設(shè)計(jì)的依據(jù)、規(guī)模和服務(wù)年限，原材料的來(lái)源、數(shù)

22、量、質(zhì)量、特性及供應(yīng)條件，產(chǎn)品品種及數(shù)量，廠址及特點(diǎn)，運(yùn)輸、供水、供電，安全衛(wèi)生及“三廢”治理?xiàng)l件，采用的工藝流程及自動(dòng)化控制水平，建廠循序及擴(kuò)建意見，主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)等。 （2）工藝流程和指標(biāo)選擇與論證：從原材料和當(dāng)前技術(shù)條件出發(fā)，通過(guò)數(shù)種方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較，證明所采用的工藝流程和指標(biāo)的合理性與可靠性，詳細(xì)說(shuō)明所采用的新技術(shù)、新設(shè)備、新材料的合理性、可靠性及預(yù)期效果；扼要說(shuō)明全部工藝流程及車間組成，介紹工作制度及各項(xiàng)技

23、術(shù)操作條件，確定綜合利用、“三廢”治理和環(huán)境保護(hù)的措施等。,（3）冶金計(jì)算：進(jìn)行物料的合理組成計(jì)算、配料技術(shù)、生產(chǎn)過(guò)程有價(jià)成分和物料的衡算及必要的熱平衡計(jì)算，確定原材料、燃料、熔（溶）劑級(jí)其它主要輔助材料的數(shù)量和規(guī)格等。 （ 4）主要設(shè)備設(shè)計(jì)和其它設(shè)備選型：定型設(shè)備型號(hào)、規(guī)格、數(shù)量的選擇確定及選擇原則和計(jì)算方法；非定型主體設(shè)備的結(jié)構(gòu)計(jì)算、電壓平衡和熱（能量）平衡計(jì)算，確定設(shè)備的主要尺寸，結(jié)構(gòu)、構(gòu)筑材料的規(guī)格、數(shù)量

24、及具體要求；主要設(shè)備選擇方案的說(shuō)明；機(jī)械化、自動(dòng)化裝備水平的說(shuō)明等。 （5）設(shè)備配置：按地形和運(yùn)輸條件考慮的各車間布置關(guān)系的特點(diǎn)及物料運(yùn)輸方式運(yùn)輸系統(tǒng)的說(shuō)明，配置方案的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較及特點(diǎn)，關(guān)于新建、擴(kuò)建和遠(yuǎn)近結(jié)合問(wèn)題的說(shuō)明等。,（6）自動(dòng)化、質(zhì)檢和其它輔助設(shè)施 （7）“三廢”處理 （8）定員定崗 （9）經(jīng)濟(jì)可行性分析 （10）建議與說(shuō)明：設(shè)計(jì)中存在的主要問(wèn)題和解決問(wèn)題的

25、建議及其它需要特別說(shuō)明的問(wèn)題 （11）附表：有供項(xiàng)目項(xiàng)目總負(fù)責(zé)人匯總的主要設(shè)備明細(xì)表、 主要基建材料表等；供技術(shù)經(jīng)濟(jì)專業(yè)匯總的主要技術(shù)經(jīng)濟(jì)指標(biāo)表，主要原材料、燃料、動(dòng)力消耗表和勞動(dòng)定員表等；供預(yù)算專業(yè)匯總的概算書等。 （12）附圖：工藝流程圖、設(shè)備連接圖、車間配置圖、非標(biāo)準(zhǔn)設(shè)備制造圖。,三、繪制施工圖（施工圖設(shè)計(jì)）,施工圖設(shè)計(jì)是根據(jù)初步設(shè)計(jì)及其審批意見，完成各類施工圖紙、施工說(shuō)明和工程概算書，作為

26、施工的依據(jù)。施工圖設(shè)計(jì)階段的設(shè)計(jì)文件由設(shè)計(jì)單位直接負(fù)責(zé)，不再上報(bào)審批。 1、設(shè)備安裝圖 2、管路安裝圖 3、土建施工圖 具體：1）施工階段帶控制點(diǎn)的工藝流程圖。 2）非標(biāo)設(shè)備制造及安裝圖。 3）施工階段設(shè)備布置圖及安裝圖。 4）施工階段管道布置圖及安裝圖。

27、 5）儀器設(shè)備一覽表。 6）材料匯總表。 7）其它非工藝工程設(shè)計(jì)項(xiàng)目施工圖紙。,施工圖設(shè)計(jì)工作程序,四、參加現(xiàn)場(chǎng)施工和試車投產(chǎn)工作 現(xiàn)場(chǎng)施工： 1、 對(duì)圖紙會(huì)審、解釋 2、及時(shí)糾錯(cuò)，提出變更意見

28、 3、參加試車，處理試車過(guò)程中的問(wèn)題 4、堅(jiān)持設(shè)計(jì)原則 試車投產(chǎn)后，達(dá)到如下要求可算成設(shè)計(jì)任務(wù)。 1、流程暢通 2、設(shè)備運(yùn)轉(zhuǎn)正常 3、產(chǎn)品合格 4、各項(xiàng)指標(biāo)都達(dá)到設(shè)計(jì)任務(wù)書的要求,

29、§4、有色冶金廠設(shè)計(jì)的動(dòng)向與展望 面臨問(wèn)題： 1、資源日益貧乏，礦石品位越來(lái)越低； 2、能源危機(jī)越來(lái)越嚴(yán)重； 3、環(huán)境保護(hù)標(biāo)準(zhǔn)越來(lái)越高。 因此，要求設(shè)計(jì)者： 1、采用強(qiáng)化冶金過(guò)程的工藝技術(shù)； 2、采用高效低能耗的大型冶金設(shè)備； 3、綜合利用礦產(chǎn)資源； 4、三廢處理； 5、冶金過(guò)程自動(dòng)化。,第二章 工藝流程的選擇和設(shè)計(jì) 任務(wù)

30、：確定工藝流程方案； 確定流程中各工序的具體內(nèi)容、順序和組合方式； 繪制工藝設(shè)備流程圖； §1、有色冶金廠的生產(chǎn)規(guī)模 生產(chǎn)規(guī)模的確定： 1、根據(jù)產(chǎn)品和市場(chǎng)需求； 2、根據(jù)環(huán)境保護(hù)的要求； 3、根據(jù)當(dāng)時(shí)當(dāng)?shù)貙?shí)際情況，綜合權(quán)衡（效益原則）。,§2、工藝流程選擇的基本原則和影響因素 工藝流程：礦物原料→

31、若干工序→最終產(chǎn)品的過(guò)程 工藝流程的選擇實(shí)質(zhì)上是生產(chǎn)方法及生產(chǎn)工藝路線的選擇。 一、選擇工藝流程的基本原則 1、對(duì)原料有較強(qiáng)的適應(yīng)性； 2、有利于綜合回收和環(huán)境保護(hù)； 3、技術(shù)成熟，先進(jìn)可靠； 4、總投資少，建設(shè)期限短，投產(chǎn)后效益大。,二、工藝流程選擇應(yīng)考慮的基本因素 （一）礦物原

32、料的物理性質(zhì)，化學(xué)組成和礦相特點(diǎn)1、不同冶煉方法對(duì)物料的物理性能要求不同。 物理性能—指原料的粒度和水分,2、化學(xué)組成：不同，工藝流程差別大。 指原料中主金屬含量和雜質(zhì)含量。 例如：鋁土礦，Al含量和Si含量。3、物料的礦相特性： 礦相—主金屬的存在形態(tài)。 例如：鋁土礦 三水鋁石型

33、 一水軟鋁石 一水硬鋁石鎢礦：黑鎢礦（Mn,Fe)(WO4)2,白鎢礦CaWO4,（二）綜合利用有色金屬原料，提高經(jīng)濟(jì)效益 （三）主要金屬的總回收率是評(píng)價(jià)工藝流程好壞的標(biāo)志 錫精礦 → 反射爐處理 → 含Sn 5%的初渣 → 鼓風(fēng)爐處理 →含Sn

34、 2%的二次渣 → 煙化爐處理→ 含Sn0.2%的棄渣 增設(shè)煙化爐，需投資120萬(wàn)元，但可使煉錫總回收率提高1%，每年可多產(chǎn)錫180噸，價(jià)值400萬(wàn)元。 （四）生產(chǎn)所需要的燃料、水、電也常影響工藝流程的選擇 1989年我國(guó)鋅產(chǎn)量，43.8萬(wàn)噸/年. 沈冶 2萬(wàn)噸/年 (濕法)

35、 株冶 10萬(wàn)噸/年 (濕法) 韶冶 7.5萬(wàn)噸/年 (密閉鼓風(fēng)爐) 葫蘆島 14萬(wàn)噸/年 (豎爐) 當(dāng)時(shí)生產(chǎn)1噸鋅耗煤2~3噸 100元/噸 濕法煉鋅生產(chǎn)一噸鋅耗電4000度 0.2元/度電,(五)生產(chǎn)規(guī)模和產(chǎn)品品種

36、 如我國(guó)銅生產(chǎn)能力在2萬(wàn)噸/年以下者,多采用鼓風(fēng)爐熔煉. 生產(chǎn)高比容鉭粉,用鈉還原K2TaF7,生產(chǎn)冶金級(jí)鉭粉，用熔鹽電解法。(六)基建投資費(fèi)用和經(jīng)營(yíng)管理費(fèi)用冶金企業(yè)的經(jīng)濟(jì)服務(wù)年限一般為20年左右. 例:反射爐煉銅和電爐煉銅經(jīng)濟(jì)比較,§3 工藝流程方案選擇的技術(shù)經(jīng)濟(jì)比較（了解）一、工藝流程方案比較的內(nèi)容和方法 設(shè)計(jì)方案:總體方案、局部方案。（p15) 比

37、較內(nèi)容：技術(shù)和經(jīng)濟(jì)兩個(gè)方面工藝流程的技術(shù)指標(biāo)表現(xiàn)在： 1）工業(yè)生產(chǎn)的可靠性; 2）合理地處理原料; 3）能保證產(chǎn)品的質(zhì)量; 4）有高的金屬回收率; 5）綜合利用和三廢處理的程度.,工藝流程的經(jīng)濟(jì)指標(biāo)主要表現(xiàn)在： 1）有較高的勞動(dòng)生產(chǎn)率和生產(chǎn)能力; 2）對(duì)原料、燃料、水、電、動(dòng)力的消耗低; 3）產(chǎn)品成本低; 4）基建投資少，投資回收期短.比較方法

38、： 1）堅(jiān)持多方案比較。對(duì)每一列出的方案都要有具體的分析說(shuō)明。既不遺漏最優(yōu)方案，又不濫列陪襯方案。 2）對(duì)提出的每一方案進(jìn)行技術(shù)經(jīng)濟(jì)計(jì)算。 3）根據(jù)計(jì)算結(jié)果，逐步篩選出最佳方案。,實(shí)例1:銅精礦熔煉工藝流程的選擇,§4 工藝流程方案選擇實(shí)例,,二、低品位鎢礦提取鎢工藝的選擇(濕法) 蘇打高壓浸出法、氫氧化鈉常壓攪拌浸出法、酸浸—堿分解法、熱球磨法,§5 工藝流程設(shè)計(jì)的步驟和方法

39、 1、確定生產(chǎn)線數(shù)目。 2、確定主要生產(chǎn)過(guò)程。 3、考慮物料和能量的充分利用。 提高有價(jià)成份的總收率； 余熱利用； 盡量采用物料自流； 進(jìn)行“三廢”冶理設(shè)計(jì)； 4、精心設(shè)計(jì)各單元過(guò)程。

40、 5、工藝流程的完善與簡(jiǎn)化。,§6 繪制工藝流程圖 分類： 一、工藝流程簡(jiǎn)圖 二、工藝設(shè)備連接圖 三、工藝施工流程圖,工藝流程簡(jiǎn)圖 以方格、文字、直線和箭頭表示從原料到產(chǎn)品的生產(chǎn)過(guò)程圖。規(guī)則：1、原料、輔料、中間產(chǎn)物、廢物其名下加粗實(shí)線；產(chǎn)品名下加粗細(xì)雙實(shí)線。2

41、、名加實(shí)線外框，工序名要標(biāo)出工序特點(diǎn)。3、工序間、工序與物料間用細(xì)實(shí)線聯(lián)系并加箭頭表示物料走向。4、備用工序外框線和連線用虛線表示。,,工藝設(shè)備連接圖繪制要點(diǎn)： 1、按工藝過(guò)程先后和設(shè)備的大致比例及空間大致位置從左至右畫出工序中的所有設(shè)備輪廓或示意圖（細(xì)實(shí)線）。 2、用粗實(shí)線和箭頭表示出物料的流向。 3、用中粗實(shí)線表示出水、汽、氣、真空等的分布。對(duì)交叉線采用“豎斷橫不斷”的畫法。 4、在

42、設(shè)備示意圖上標(biāo)出設(shè)備序號(hào)，列出設(shè)備一覽表。 5、填標(biāo)題欄。,施工流程圖p28 比工藝設(shè)備連接圖內(nèi)容更全面，是設(shè)備平、立面布置和管道施工圖的設(shè)計(jì)依據(jù)。圖中內(nèi)容： 1、包括工藝設(shè)備連接圖的所有內(nèi)容，生產(chǎn)設(shè)備和全部管路均要繪出，不得省略。 2、采用管路符號(hào)繪出管路，并在管路上繪出閥門。 3、采用代號(hào)標(biāo)出各種工藝控制點(diǎn)（溫度、流量、壓力、重量、成份分析等） 4、在圖的空

43、白處，標(biāo)出圖例說(shuō)明，對(duì)圖中符號(hào)表示的意義進(jìn)行說(shuō)明。,第三章 冶金過(guò)程衡算§1、冶金過(guò)程衡算的目的和內(nèi)容,冶金過(guò)程衡算定義: 根據(jù)冶金工藝過(guò)程中的各個(gè)工序的物理和化學(xué)變化的基本原理，用數(shù)學(xué)分析的方法定量研究工藝過(guò)程中的物質(zhì)的量的變化。,一、目的 1、確定生產(chǎn)過(guò)程中各個(gè)工序的物料處理量，中間產(chǎn)物，產(chǎn)品量及三廢排放量； 2、確定原輔材料、燃料、水、電等的消耗量；

44、 3、為生產(chǎn)過(guò)程設(shè)備的選型、設(shè)計(jì)、臺(tái)數(shù)及輔助工程的確定提供論據(jù)； 4、為能量的提供和利用提供依據(jù)； 5、為運(yùn)輸設(shè)備的選擇提供計(jì)算依據(jù)。 二、冶金過(guò)程衡算內(nèi)容 1、物料的合理成分計(jì)算 確定物料中各種化學(xué)形態(tài)物質(zhì)的百分?jǐn)?shù)。 如銅精礦的合理組成：根據(jù)含Cu、S、Pb、Zn含量 黃銅礦CuFeS2

45、 輝銅礦Cu2S 孔雀石Cu2(OH)2CO3 PbS,ZnS,FeS2等,2、配料計(jì)算 以特定的工藝出發(fā)，根據(jù)過(guò)程發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)及生產(chǎn)實(shí)際要求，計(jì)算處理一定量的原料所需要的其它試劑的量。 3、冶金過(guò)程有價(jià)成分平衡計(jì)算4、冶金過(guò)程物料平衡計(jì)算5、冶金過(guò)程能量平衡計(jì)算 6、為運(yùn)輸設(shè)備提供計(jì)

46、算依據(jù),§2、冶金過(guò)程有價(jià)成分計(jì)算和物料平衡計(jì)算有價(jià)成分：是指原料中的主要金屬。物料：指生產(chǎn)過(guò)程中所使用和產(chǎn)出的每一種物質(zhì)。如：精 礦、熔劑、燃料、水、空氣、中間產(chǎn)品。有價(jià)成分衡算：計(jì)算主要金屬在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的分配和流動(dòng)情況。物料衡算：計(jì)算全部物料在整個(gè)生產(chǎn)過(guò)程中的分配和流動(dòng)?？蛇_(dá)到如下目的：1）知道主要金屬在各個(gè)工序損失的大小和整個(gè)過(guò)程的金屬 回收率，從而可針對(duì)具體情況改進(jìn)薄弱環(huán)節(jié)

47、，尋求提高回 收率的因素。 2）反映出各工序物料處理量的大小，是進(jìn)行設(shè)備選型和計(jì) 算的依據(jù)。,一、有價(jià)成分衡算和物料衡算的基本原則理論基礎(chǔ)—質(zhì)量守衡總原則—收支平衡ΣG入=ΣG產(chǎn)+ΣG損ΣG入—所有進(jìn)料質(zhì)量之和ΣG產(chǎn)—所有產(chǎn)物質(zhì)量之和ΣG損—損失物料量二、有價(jià)成分衡算和物料衡算的基本步驟 （一）、收集數(shù)據(jù) 1）畫出詳細(xì)的工藝流程圖

48、 所有原始數(shù)據(jù)標(biāo)在圖的相應(yīng)部位，未知量也同時(shí)指 出。 2）確定工藝過(guò)程的技術(shù)條件如：回收率、溫度、壓力、分解率、脫硫率、爐渣成分、過(guò)剩系數(shù)、液固比等。,3）各工序有價(jià)成分的損失率可返回?fù)p失率—本工序損失了，但可在其它工序進(jìn)行回 收。不可返回?fù)p失率—本工序損失了，再也不能回收。

49、 如：機(jī)械損失、飛揚(yáng)損失、隨廢水、 廢渣、廢氣帶走的損失。,4）原料、各種中間產(chǎn)品、產(chǎn)品的化學(xué)成分、物相特征。 5）設(shè)計(jì)工廠的物料處理量或產(chǎn)品產(chǎn)量。（二）確定計(jì)算方法（三）選擇計(jì)算基準(zhǔn) 質(zhì)量基準(zhǔn)—如：100Kg金屬量，或原料量。 時(shí)間基準(zhǔn)—以一天的金屬量或物料量。 計(jì)算精確度為1%（四）進(jìn)行有價(jià)成分和物料衡算

50、（五）列出平衡表。（六）根據(jù)平衡表，對(duì)流程進(jìn)行分析。,三、有價(jià)成分衡算和物料衡算流程簡(jiǎn)圖和衡算式 以反應(yīng)器為計(jì)算體系：AB+RC-BP=RP 以分離器為計(jì)算體系：RP+BP-RC=P+V+W 以整個(gè)系統(tǒng)為計(jì)算體系：AB=P+W+V,,四、有價(jià)成分衡算和物料衡算技術(shù)指標(biāo)的確定 有價(jià)成分的回收率 Qn--n序的處理量（按物料中的有價(jià)成分?jǐn)?shù)量計(jì)算） Pn--n工序的產(chǎn)量

51、 Xn--n工序的不可回收損失量 Rn--n工序的可返回?fù)p失量 xn--n工序的不可返回?fù)p失率,xn=Xn/Qnx100% rn--n工序的可返回?fù)p失率,rn=Rn/Qnx100% 1、工序的直接回收率ηn(%) ηn =Pn/Qn×100% 或ηn =1-xn-rn2、 n工序的總回收率η,n(%) η,n=(Pn+P返)/Qn×100% 或ηn = 1-

52、xn3、生產(chǎn)過(guò)程直接回收率η(%) η=P最終產(chǎn)品/Q原料×100% 當(dāng)工藝過(guò)程沒(méi)有返料時(shí), η=η1xη2x …ηn 4、生產(chǎn)過(guò)程總回收率η’ η’=(P產(chǎn)+P副)/Q原料×100% 沒(méi)有副產(chǎn)品時(shí)，η’=η

53、有副產(chǎn)品時(shí)，η’>η,§5 冶金過(guò)程能量平衡計(jì)算一、冶金過(guò)程能量平衡計(jì)算的目的和要求 1、用以確定外加能量，或需導(dǎo)走的能量，從而確定 燃料和電能的消耗量，及進(jìn)行加熱器或散熱器的設(shè)計(jì); 2、余熱利用和研究節(jié)能的可能途徑二、冶金過(guò)程能量平衡計(jì)算的原則 理論基礎(chǔ)：能量守衡定理 原則：熱收入=

54、熱支出 先進(jìn)行物料平衡計(jì)算,再進(jìn)行能量平衡計(jì)算三、能量平衡計(jì)算的步驟 1、確定計(jì)算體系 2、確定過(guò)程進(jìn)行的各種工藝條件 如：溫度、壓力、升溫保溫制度、加熱方式 3、準(zhǔn)確的過(guò)程物料衡算數(shù)據(jù),4、確定過(guò)程中各物料之間發(fā)生的化學(xué)反應(yīng)5、確定過(guò)程所使用的主體設(shè)備形狀、尺寸、材料和爐方式6、選定能量衡算的基準(zhǔn)溫度7、計(jì)算熱收入和熱支出，列出能量守衡方

55、程式。 使：∑Q收入=∑Q支出8、列出能量平衡表，進(jìn)行分析。 四、能量平衡計(jì)算的內(nèi)容和能量平衡方程式的建立(一)、計(jì)算內(nèi)容1、熱收入，Q收入1）過(guò)程參加反應(yīng)物料的放熱反應(yīng)熱效應(yīng)Q反應(yīng)（放） Q反應(yīng)=∑I=1nGi△HTx103/Mi(kJ) Gi—參加反應(yīng)物料的質(zhì)量Kg △HT—參加反應(yīng)物料的摩爾反應(yīng)熱效應(yīng)(kJ

56、/mol) △HT=△H298+∫298T△CPdT Mi—參加反應(yīng)物料i的摩爾質(zhì)量(g/mol),2)外加熱，Q外 燃料燃燒：Q外=GJ（kJ） G—燃料的質(zhì)量（kg） J---燃料的燃燒熱（kJ/kg）

57、 電爐供熱：Q外=3600P0τ（KJ） P0—爐子正常工作的實(shí)際功率(KW） τ—爐子作業(yè)時(shí)間（小時(shí)） 3600—換算系數(shù)：1KW=3600kJ/h3)進(jìn)入反應(yīng)設(shè)備的各種物料的物理顯熱

58、 Q顯熱=∑i=1nGiCit進(jìn)爐溫度 (kJ) Gi—物料的質(zhì)量（Kg） Ci—物料的比熱(kJ/Kg℃),2、能量支出,Q支出1)、過(guò)程參加反應(yīng)物料的吸熱反應(yīng)熱Q反應(yīng)（吸）2)、各種反應(yīng)生成物（包括產(chǎn)品、爐渣、煙塵、煙氣、 水分蒸發(fā)等）帶走的熱量：Q產(chǎn)物 Q產(chǎn)物=

59、∑i=1nGiCit反應(yīng)（kJ）3)、爐料由進(jìn)料溫度加熱到反應(yīng)溫度所需熱量Q物料 Q物料=∑i=1nGiCi(t反應(yīng)- t進(jìn)爐)（kJ）4)、消耗在反應(yīng)設(shè)備上的熱量Q設(shè)備（對(duì)周期作業(yè)的設(shè)備） Q設(shè)備=GC(t反應(yīng)- t室)5)、設(shè)備向周圍散失的熱量Q散 （由于輻射、傳導(dǎo)、對(duì)流）,(二)、建立能量守衡方程式