1电解液循环方式
电解液循环是保证电积顺利进行，减少电积作业中浓度极化，保证电铜质量的重要措施。加大循环量可以弥补阴极附近铜离子缺乏，减少浓度极化，提高电流效率。电解液可采用单槽循环和多槽循环。单槽循环为单槽进单槽出，多槽循环需串联的电解槽之间有高差配置以满足电解液自流，实际生产中一般采用两槽串联。
2设备选择及厂房布置方案
2．1设备选择
2．1．1萃取箱的材质
萃取箱材质最好采用316不锈钢，其具有坚固、不易渗漏的优点，但投资较高。小型萃取厂可用质量好的硬聚氯乙烯板(PVC)焊制，不能使用再生塑料，因为其中的增塑剂和粘结剂会对有机相造成污染，影响萃取剂的动力性、负载能力和相分离，有机相一旦被污染就不能被恢复。大型萃取厂的萃取箱也可采用混凝土内衬玻璃钢或钢衬玻璃钢材质，投资较316不锈钢要低，但是玻璃钢衬里容易破裂渗漏。如果采用混凝土内衬玻璃钢或钢衬玻璃钢结构，设计时箱体最好采用多个底座基础，且基础平面高于地面200mm以上，便于观察箱体是否有渗漏。萃取电积系统其他的溶液池(如电解液池、萃原液池、萃余液池等)也应采用此种基础形式，便于观察池体是否有渗漏。
2．1．2电解槽的材质
电解槽可采用钢筋混凝土槽体内衬玻璃钢衬里或软聚氯乙烯衬里，玻璃钢衬里易破裂，聚氯乙烯衬里会老化。目前，新设计的萃取厂多采用呋喃树脂电解槽，其具有强度好、耐腐蚀、不易渗漏等优点，价格11000元/m3。
2．1．3极板材质及规格尺寸
1)阴极材质。阴极分为不锈钢永久阴极和始极片。不锈钢永久阴极省去了种板槽和始极片的加工过程，但需购置阴极板和阴极剥离机，一次性投资高。种板材质可用纯铜板、不锈钢板、钛板［1］。2)阳极材质。阳极板有铅钙合金、铅钙锡合金、铅银合金、铅锑合金。目前，大多萃取厂使用铅钙锡合金阳极［1］。3)极板尺寸。规模小的萃取厂采用小极板:阴极(长×宽)800mm×720mm;阳极(长×宽)780mm×700mm。规模大的萃取厂采用大极板:阴极(长×宽)1000mm×1000mm;阳极(长×宽)980mm×950mm。阳极面积应比阴极面积略小，阴极的宽和长要比阳极相应多20～50mm，这样设置的意义在于避免阴极边缘长毛刺。
2．1．4管路材质
萃取和电积工序的管路可采用玻璃钢管或PVC管;玻璃钢管坚固不易变形，价格较高(30000元/t);PVC管价格低(7000元/t)，其管径大时易弯曲变形。因此，大型萃取厂宜采用玻璃钢管材，小型萃取厂可采用PVC管。
2．1．5除油设备
萃余液和电解富液需要除油回收其中夹带的有机相，而一直以来未找到特别理想的除油设备。简单的方法是在澄清槽后加一个后澄清槽，增加水相澄清时间，但此方法除油效果不理想，水相中仍会残留有机相。另一种方法是采用砂滤器，但砂滤器中不能装石英砂，因为硅可以造成严重的相分离困难，应装石榴子石和炭，这两种材料可以除去夹带的有机相，且有机相可以返回再用。近几年利用超声波除油装置进行除油，可以将水相中的有机相夹带降至5～10mg/L，效果良好。该装置工作原理是溶液经过超声波气液溶合有机分离器的前级进行破乳，经后级去除溶液中大部分悬浮油，再经体内恒流式纤维除油器彻底吸附溶液中的油。目前，超声波除油装置最大规格处理能力为100m3/h，大型萃取厂需要多系列设备，但该设备造价较高，一套25m3/h的超声波除油装置价格约40万元。
2．1．6酸浸液、电解液的加热
为保证适宜的萃取和电解温度，当酸浸液和电解富液温度过低时，需对溶液进行加热。大型萃取厂加热设备可采用蒸汽管式或板式换热器，需配备蒸汽锅炉提供热源;小型萃取厂可采用电加热器加热。
2．1．7溶液池容积
如果在浸出工序没有酸浸液缓冲池，则酸浸液池应尽量大些，贮存时间应大于24h;如果浸出工序有酸浸液缓冲池，则酸浸液池可以小些，贮存时间4～8h。萃余液池的贮存时间4～8h。有机相循环槽容积应大于萃取箱内一个级的有机相充槽量及箱外循环周转量之和。电解液池容积应能供给电积12～16h的用液量和一个反萃级水相充槽量。萃原液、有机液、反萃前液、电解富液等供液高位槽有效容积按5min的料液量进行计算，材质可用玻璃钢或PVC，高位槽应设回流管和液位指示器。
2．2厂房布置结构
为方便物料流向和缩短车间与车间的管道输送距离，铜萃取电积车间宜配置在离浸出车间较近的位置。小型萃取厂的萃取箱通常布置在二层平面，大型萃取厂的萃取箱宜布置在水平面。南方的萃取厂通常将溶液贮池布置在室外，有机相贮槽大多布置在室内。北方寒冷地区的萃取厂考虑到保温，溶液池会放到室内，可布置在萃取电积平台下。反萃萃取箱要靠近电积工序的一端，这样可缩短电解液的输送管路。硅整流室配置在电积区附近，减少铜母线的用量，有利于操作。电积区由于酸雾的挥发，作业环境较差，车间需进行强制通风，可在车间的双侧墙上安装轴流风机，一侧风机进风，另一侧风机出风，亦可每个电积槽单独配通风罩和管路。铜萃取电积车间生产介质为酸性，厂房主体结构宜采用钢筋混凝土结构。厂房内所有基础和平台均做防腐处理，如厂房地面面层60mm采用厚花岗岩石板，环氧胶泥勾缝;隔离层玻璃丝棉3～5层，用环氧煤焦油粘结。为了减少酸气对建筑物的腐蚀，厂房基础用环氧煤焦油做防腐处理;厂房内所有与酸气接触的外边面及所有设备基础均做防腐处理。
3萃取车间的消防设计
萃取车间生产介质主要是萃取剂、260号稀释剂煤油、硫酸铜溶液。其中，260号稀释剂煤油闪点60℃，属易燃物质，因此萃取车间的消防尤为重要。萃取车间火灾危险性为丙类，建筑耐火等级为二级。厂房的建筑设计应符合《建筑设计防火规范》GBJ50016—2003的要求。厂房只设置常规的消防水灭火系统，对于煤油燃烧产生的火灾起不到作用。笔者在设计中设置多种消防方式。1)常规消防系统。设消防水池，供消防用水，设室外地上式消火栓，室内消火栓。2)车间内设手提式和推车式磷酸铵盐干粉灭火器。3)在车间外建泡沫泵站，泡沫消防泵采用自灌引水启动。需要灭火时，用消防水带将泡沫枪和比例混合器连接，比例混合器入口端连接消防水带并接入压力水，当压力水以很高的速度流过比例混合器的喷嘴时，比例混合器的室内形成负压，泡沫液储罐内的泡沫液在大气的压力作用下通过吸液管进入混合器，与压力水按预定比例混合，形成泡沫混合液。当具有一定压力的泡沫混合液通过泡沫枪时，吸入空气，使泡沫混合液发泡并喷射覆盖于着火液体表面，扑灭火灾。车间内设计火灾自动报警系统，能对消防系统实行自动远程控制。萃取车间的设备采用防爆电机，室内电力线路采用阻燃防腐电力电缆。
4萃取电积主要技术经济指标
国内的萃取—电积厂投资一般为9000～13000元/tCu，电积槽电压2V以上，直流电耗1850～2000kW•h/tCu，加工成本一般为6000～8000元/t。
5结语
通过对铜萃取电积工艺的相关问题进行探讨得出:应根据酸浸液的浓度、酸度选择适用的萃取流程、萃取剂;为了减少萃取剂的消耗量，不同的萃取阶段应分别控制水相连续和有机相连续，并对萃余液和电解富液进行除油处理;铜萃取电积车间生产介质为酸性介质，应根据物料的腐蚀性选择适宜的萃取箱、电解槽和管路的材质;合理布置厂房设备，以节省空间和投入成本;萃取车间的消防设计设置多种消防方式，以泡沫灭火为主，萃取车间的设备采用防爆电机，室内电力线路采用阻燃防腐电力电缆。
作者：蹇令兰 薛树斌 马平杰 姜全胜 林松柏 单位：长春黄金设计院
