年处理50000吨柳钢高炉瓦斯灰项目可行性研究报告_文库吧

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【导读】年处理50000吨柳钢高炉瓦斯灰。项目可行性研究报告。柳州市聚特源环保科技有限公司



【正文】
年处理50000吨柳钢高炉瓦斯灰
项目可行性研究报告
柳州市聚特源环保科技有限公司
20xx年12月
目录
第1章项目总论.........................................................................................................................5
一般高炉瓦斯灰处理工艺........................................................................6
物理法工艺.......................................................................................7
湿法工艺...........................................................................................7
火法工艺...........................................................................................7
使用的处理工艺................................................................................8
环保效益..................................................................................................8
第2章项目概述.......................................................................................................................10
项目名称及主办单位情况........................................................................10
编制的依据......................................................................................10
编制原则..........................................................................................10
第3章产品方案及市场分析预测......................................................................................11
氧化锌....................................................................................................11
简述...............................................................................................11
用途...............................................................................................11
生产现状.......................................................................................11
消费市场现状与预测....................................................................12
价格现状与预测............................................................................13
钙盐系列产品.........................................................................................14
半水硫酸钙...................................................................................14
硫酸钙晶须.....................................................................................17
硫化钙.............................................................................................18
中国硫化钙主要应用领域分析及其预测......................................19
三氧化二铁.............................................................................................21
简述................................................................................................21
铁矿分布状况.................................................................................21
市场价格.........................................................................................22
硫化铅/硫化锌/硫化铟............................................................................23
概述................................................................................................23
铅消费市场和价格..........................................................................24
铟用途及市场价格..........................................................................25
焦炭........................................................................................................26
氢氧化镁................................................................................................27
本章小结................................................................................................28
第4章建设规模与产品方案................................................................................................30
建设规模与产品方案..............................................................................30
第5章厂址选择方案..............................................................................................................31
工厂应接近原料的产地..........................................................................31
水源选址在非钢工业园内,园区内有完善的用水系统。...................31
交通运输方便.........................................................................................31
第6章原材料与燃料供应方案...........................................................................................32
原材料情况.............................................................................................32
物流管理方案.........................................................................................36
原料和产品物流表........................................................................36
原料和产品仓库布局图.......................................错误!未定义书签。
物流过程.............................................................错误!未定义书签。
燃料及电力情况.....................................................................................37
第7章平面布置图及公用工程...........................................................................................39
厂区布置主要原则.................................................................................39
厂区布置区域的划分..............................................................................39
厂区道路安排及其绿化..........................................................................40
公用工程绿化.........................................................................................40
第8章技术及设备方案.........................................................................................................41
生产设备及工艺流程选择的原则.............................................................41
工艺流程的选择原则.......................................................................41
工艺流程..................................................................................................41
工艺优点........................................................................................................43
设备列表..................................................................................................44
节能节水措施............................................................错误!未定义书签。
第9章环境影响.......................................................................................................................46
主要污染源、污染物排放量...................................................................46
二氧化碳排放................................................................................46
固体排放.......................................................................................46
废弃物处理方案.....................................................................................47
废渣处理.........................................................................................47
粉尘处理.........................................................................................47
废气处理.........................................................................................47
废水处理.........................................................................................47
环境影响预测.........................................................................................48
地表水环境影响分析......................................................................48
大气环境影响预测与评价...............................................................48
固体残渣影响预测与评价...............................................................48
第10章劳动安全卫生和消防方案......................................................................................49
劳动保护与安全措施............................................................................49
气体...............................................................................................49
液体...............................................................................................49
固体...............................................................................................49
设备和容器...................................................................................49
劳动防护.......................................................................................49
制度...............................................................................................49
消防措施及设施...................................................................................50
安全通道.......................................................................................50
消防措施.......................................................................................50
生产组织及劳动定员和人员培训................................................50
第11章项目实施计划..............................................................................................................53
第12章投资估算与融资方案................................................................................................55
土地及基建...........................................................................................55
项目占用土地18亩。.................................................................55
项目基建...............................................................................................55
投资估算...............................................................................................55
固定资产投资................................................................................................55
资金筹措方案.......................................................................................55
以企业自筹或银行贷款的方式筹措资金人民币4895万元。..................55
固定资产投资................................................................................55
流动资金投资.......................................................................................56
投资使用计划.......................................................................................58
第13章经济效益分析
运营成本估算...........................................................错误!未定义书签。
产品收入分析.......................................................................................61
经济效益分析.......................................................................................61
项目投资评价.......................................................................................61
社会效益...............................................................................................67
第1章
项目总论
高炉瓦斯灰(又称烟灰或烟道灰)是高炉冶炼过程中随着高炉煤气携带出
的原料粉尘及高温区激烈反应而产生的微粒经干式除尘而得到的产物,其主要
成分是氧化铁和炭,也含有少量锌、铅、铟和铋等有回收价值的有色金属。
高炉瓦斯灰的主要金属元素有锌、铅、镁、铁等,它的主要成分如表1-1
所示。
高炉瓦斯灰作为钢铁工业的副产品,每生产l吨铁将产生约20千克含锌
10%~20%的高炉瓦斯灰,按我国20xx年产钢亿吨计算,我国瓦斯灰的
年产出量估计在680万吨,折合金属锌含量68万~136万吨,约相当于1100
万~2200万吨锌矿石的开采量。
随着我国经济的高速发展,对金属材料的需求不断扩大,急剧膨胀的消费
引发了资源、能源和环境等各方面的严重问题,成为制约我国社会和经济可持
续发展的重要因素。因此,对金属二次资源进行循环利用研究,开发二次资源
的高效分离技术以及循环利用技术,开展对高炉瓦斯灰的回收利用,不仅可以
使宝贵的资源得到充分的利用,还可以减轻固体废料对环境的污染。高炉瓦斯
灰资源若得不到充分利用,不但会占用大量土地,还必然给环境造成不利的影
响;其次,随着铁矿石以及金属锌价格的不断上涨,若不从高炉瓦斯灰中回收
铁、锌、铅等有价元素来降低炼铁成本和增加收入,势必是对高炉瓦斯灰的一
种巨大的浪费。
表1-1高炉除尘灰主要成分
元素含量
铁%
锌%
铅%
镁%
锰%
铟257ppm
碳%
硅%
由于矿石资源有限,人们越来越重视对二次资源的回收和利用。现在,世
界上发达国家对高炉瓦斯灰等含锌固废的综合利用都呈现积极态度。1976年,
美国环保机构(EPA)制定法律,将含铅锌的钢铁厂粉尘划归为K061类物质(有
毒固体废物),要求对其中铅、锌等进行回收或钝化处理,否则须密封堆放在
指定场地。继美国之后,西方各国及日韩等国都制定了类似法律。目前,德国
和日本的处理比例已接近100%,西班牙为60%,美国为10%~%。目前,
国外大多数钢铁企业大多以集中管理和处理的原则选择工艺,某些相近的钢铁
厂甚至将此类粉尘集中到某一个环保公司统一处理。
近年来,随着我国矿产资源的日益减少和国家环保工作的要求,我国一些
钢铁企业和科研部门也先后开展了对高炉瓦斯灰回收利用的应用研究工作,但
至今没有一家现代化大型高炉瓦斯灰综合处理厂。然而,随着环境保护意识和
资源重视程度的日益加强,如何有效处理钢铁冶炼产生的废料必然会引起我国
有关环保部门的重视。
此外,世界原生锌原料日趋紧张,而二次锌资源却越来越多,加上二次锌资
源日益给环境造成的压力,迫使锌的生产格局进行重大改革。发达国家每年有
50%~60%的锌消费在镀锌行业。据20xx年中国有色金属工业年鉴报道,20xx年
中国锌的总产量为万吨,总消费量为万吨,其中镀锌的消费量占
总消费的47%。据此推算,约有120万吨锌消耗在镀锌中。而锌循环量在20xx
年仅为万吨,占当年锌总产量的%,总消费量的%。我国是世界第
一钢铁生产和消费大国,如果不从钢铁冶炼产生的固体废料中回收锌,将是资源
的巨大浪费。美国、西欧和日本等从钢铁行业含锌烟尘中回收的锌已占其锌循环
利用中的最大份额。各项数据表明,从高炉瓦斯灰等含锌固废中回收锌、铅等有
价元素在国内具有巨大的市场和广阔的前景。
高炉瓦斯灰处理及综合利用的优势如下:
(1)变有害废料为有价产品。
(2)回收高附加值产品并投入经济循环。即以金属或氧化物的形式回
收锌;将铁以金属或氧化物的形式返回到钢铁工业;回收铅等。
(3)回收利用可创造巨大的财富,并大大降低钢铁冶炼对环境造成的
污染和破坏。
(4)如果回收成本低廉,那么高炉瓦斯灰处理将有很大的市场前景。
一般高炉瓦斯灰处理工艺
目前,处理的工艺主要有物理法、湿法、火法等,也可以将这几种方法联
合运用。
物理法工艺
物理法处理工艺主要有2种:磁性分离和机械分离。机械分离按分离状态
又可分为湿式分离和干式分离。该工艺的原理是利用锌富集粒度较小和磁性较
弱粒子的特性,采用离心或磁选的方式富集锌元素。磁性分离方法用于高炉粉
尘时,要增加浮选除碳工艺,以提高磁性分离的效率。磁性分离工艺较简单、
易行,主要缺点是锌的富集率较低。机械分离除工艺简单易行外,对处理后的
粗粉可直接用于炼铁,但该法的操作费用较高,富锌产品的锌含量过低,价值
较小。物理法一般只作为湿法或火法工艺的预处理工艺。
湿法工艺
湿法处理适用于含锌较高的尘泥。氧化锌是一种两性氧化物,不溶于水或
乙醇,可溶于酸、氢氧化钠或氯化铵等溶液中。湿法回收技术就是利用氧化锌
的这种性质,用不同的浸出液,将锌从混合物中分离出来。一般有酸浸、碱浸、
氨与一氧化碳联合浸出方法。
湿法工艺主要为西班牙TeicasReunidas公司开发的Zincex工艺和意大
利发明的Ezinex工艺,均可有效处理含锌烟尘。
Zincex工艺包括浸出、萃取、反萃3个步骤。首先,二次锌物料在40℃
和常压下用稀硫酸浸出过滤,浸出液用石灰或石灰石中和净化除铝和铁。其次,
将中性浸出液与DEHPA的煤油溶液在pH=的条件下进行混合,进行溶剂
萃取,锌就进入有机相,萃余液返回浸出,水相一小部分开路以除去碱金属,
大部分返回浸出过程。负载有机相经水洗和电解废液反萃后得到电解前液,送
电解车间用传统方法电解生产电锌,反萃后的有机相返回萃取过程。
Ezinex工艺主要包括浸出、渣分离、净化、电解及结晶等工艺步骤。含锌
烟尘浸出采用以氯化铵为主要成分的废电解液与氯化钠混合液为浸出剂,浸出
温度为70~80℃,时间为1小时,主要反应为:
ZnO+2NH4ClZn(NH3)2C12+H2O
浸渣与作为还原剂的碳混合,磨匀后返回。浸出液用金属锌置换存在于其
中的Cu、Cd、Pb等金属杂质,置换渣送铅精炼厂以回收铅和其它金属。净化
后的溶液以钛板为阴极,石墨为阳极进行电解从中回收锌,废电解液返回浸出。
一般湿法处理的缺点为:回收率低,浸渣不稳定(含铅),酸消耗高,资产
投入和生产成本中等以及有机溶剂流失严重。
火法工艺
火法适用于处理低锌尘灰(锌含量一般在8%左右)。该工艺原理是利用锌
的沸点低,在高温还原条件下,锌的氧化物被还原,并气化挥发变成金属蒸气,
随着烟气起排出,使得锌与固相分离。在气化相中,锌蒸气又很容易被氧化而
形成锌的氧化颗粒,同烟尘一起在烟气处理系统中被收集。基本原理可用下述
主要化学反应表示
C+O2CO2(1)
2C+O22CO(2)
ZnO+COZn(气)+CO2(3)
CO2+C2CO(4)
2Zn+O22ZnO(5)
目前火法处理冶金含锌尘灰的主要工艺有直接还原法和熔融还原法两大
类。
韦氏炉法回收氧化锌是一种直接还原蒸馏的方法,将瓦斯灰配以适当的还
原剂(煤粉)与粘合剂,破碎压制成团块,干燥后送韦氏炉还原蒸馏,在往炉
内加团块前先铺无烟块煤作燃料,.使炉温达到1000~1500℃,其团块中的煤
粉既作燃料又作还原剂,韦氏炉还原蒸馏出的锌蒸气在氧化室发生剧烈的氧化
反应并放出热量。温度高达1300℃的含有氧化锌的高温烟气冷却收尘,便得到
氧化锌粉末。
使用的处理工艺
本工艺属于氯化湿法冶炼技术,工艺包括了浸取、除硫、除铁、低酸浸取、
硫化除铅、碱化沉锌、酸再生等工序,是澳大利亚英泰克公司氯系湿法冶炼技
术,是目前国内极具市场前景的氯化湿法冶炼工艺。
相比于其它湿法冶炼工艺而言,该工艺具有极高的金属回收率,锌和铁的
回收率为98%,铅的回收率可达99%,其它金属元素如镁,其浸取率也均在95%
以上。
传统湿法冶炼工艺会产生大量残渣,这些残渣一般采用填埋方式处理。由
于浸取率不高,残渣中可能含有部分未浸取出的有毒物质,填埋后不能自然转
化,对土壤有一定的毒害作用。该工艺的高浸取率则解决了这方面的问题,而
且残渣中不含有害物质,可做成耐火砖或安全填埋。
本工艺不仅可回收低品位的锌、铅和铟,还可回收铁、碳,以及生产高纯
度的硫酸钙产品。得到的粗氧化锌经后处理后可制得高品位的氧化锌或金属
锌。高纯度的硫酸钙经加工后也可得到具有高附加值的硫酸钙晶须产品。
此外,系统中的氯离子再生为盐酸后循环使用,既节约了能源,也降低了
成本。由于溶液在氯化系统中循环利用,因此本工艺将不产生任何废水,可实
现废水的“零排放”。
此外,该工艺还具有低酸耗、较低的生产成本和低资本投入等优点。
锌是人们生活中广泛应用的基本金属之一。近几十年来锌的消费不断
增长,特别是在镀锌市场。因此,锌面临着广阔的市场前景。各种含锌废
料和循环料可看作是易于开发的富锌矿。但是,目前这部分原料仅少部分
得到回收利用,大多数被填埋或者还无回收利用。在很多发达国家,高炉
瓦斯灰及电弧炉尘已被列为“有毒固体废物”,必须处理并回收其中的有
价金属。
回收锌和其它有价金属,在经济上、环境保护和资源回收利用方面都
有很重要的意义。
此工艺不仅能有效地处理过去许多填埋的固体废物(如高炉瓦斯灰),
而且能综合回收用固体废物中的有价金属元素,不但提高了经济效益,而
且为炼钢产生的固体废料所面临的日益严重的环保问题提供了一个长期的
解决方案。
本项目年处理50000吨高炉干法除尘灰,经过本工艺处理后,铅、锌
等有价金属及钙等都得以回收,因此,含锌固废通过本工艺处理之后,有
效成分得到充分的回收利用,不排放废渣,不产生废气,不排放废水,不
会对环境产生二次污染。
产品
高炉瓦斯灰经过本工艺处理后,生产以下产品:
(1)氧化锌或者氯氧化锌
(2)硫化铅
(3)硫酸钙
(4)碳
第2章项目概述
项目名称及主办单位情况
项目名称:年处理50000吨柳钢高炉瓦斯灰项目
立项单位:柳州市聚特源环保科技有限公司
地址:柳州市柳北区柳钢非钢工业园
注册资金:500万元
可行性研究报告编制依据及原则
编制的依据
⑴、高炉瓦斯灰作为炼铁产生的固废,含锌、铅等重金属,不处理或者处理不
当,会污染环境。
⑵、高炉瓦斯灰作为炼铁产生的固废,含锌、铅等重金属,有一定的回收价值
⑶、铅、锌等有色金属工业生产的必需品,随着矿产资源的日益枯竭,从高
炉瓦斯灰等二次资源中回收有色金属,属于循环经济的范畴,有现实的意义。
⑷、从环保的角度出发,处理高炉瓦斯灰也具有其重要的意义。
⑸、处理瓦斯灰的工艺,是引进澳大利亚英泰克公司的湿法冶炼技术,该技术
是世界上领先的技术,有环保,低能耗,回收率高,低成本等优点。
⑹、项目选址在柳钢非钢工业园内,属于柳钢生产区内,柳钢炼铁产生的高炉
瓦斯灰可以就地处理,同时借助柳钢的便利运输条件,交通十分便利。
⑺、柳州市聚特源环保科技有限公司为绿源(亚太)控股有限公司与柳钢金鹏
环保公司合资企业,绿源(亚太)控股有限公司拥有澳大利亚英泰克技术在中
国的使用权,具备处理高炉瓦斯灰的的技术条件。
编制原则
⑴、有生产许可证,能按照国家规定组织生产。
⑵、有基本的生产及技术力量保证。
⑶、严格执行国家规定的环保相关法规,符合环保要求,“三废”治理与项目
建设“三同时”。
⑷、严格执行国家有关“劳动安全卫生”规定,确保安全生产。
第3章产品方案及市场分析预测
氧化锌别名锌氧粉、锌白粉、铅华、亚铅华、锌白。其英文名为ZincOxide,
Zincwhite。分子式为ZnO,分子量为。CAS登记号为1314-13-2。
该品为白色或微黄色微细粉末,比重~克/立方厘米,比表面积8平
方米/克,粒度~微米,折光指数为~,在20℃时比热为
卡/(克·℃),熔点1973℃,在1000℃时有蒸发现象。
在高温下,氧化锌能被碳、一氧化碳及氢还原为金属锌。氧化锌是两性化
合物,在水中微溶或不溶,该品与酸反应生成相应的盐,与碱反应生成氢氧化
锌[Zn(OH)2]。在空气中长时间存放能与二氧化碳等酸性气体反应生成碱式碳酸
锌。
普通氧化锌是一种传统产品,近几年,在普通氧化锌的基础上发展了一些
精细品种,其中比较有影响的是活性氧化锌及纳米氧化锌。
普通氧化锌目前广泛应用于橡胶工业、涂料工业、陶瓷工业、电子工业等。
活性氧化锌可用作橡胶或电缆的补强剂、活化剂(天然橡胶),白色胶的着
色剂和填充剂,天然橡胶和氯丁橡胶的硫化剂。加入活性氧化锌后能使橡胶具
有良好的耐磨性,耐撕裂性和弹性。颗粒细小的活性氧化锌(粒径微米左右),
可用作聚烯烃和聚氯乙烯等塑料的光稳定剂。合成氨生产中用作催化剂等。
还有一种是涂料专用氧化锌,该种氧化锌具有良好的颜料性能,因而被广
泛应用于涂料工业,特别是防锈漆和底漆的配方中氧化锌用量有时可高达30%。
随着中国经济的发展,对氧化锌的需求量日益增加,近年中国氧化锌生产
发展很快。10年前,中国生产氧化锌的企业不多,年产3000吨以上的企业不超
过20家。随着国民经济的高速发展,氧化锌在中国需求不断增大,推动了氧化
锌生产企业的发展,产能不断扩大。从20xx~20xx年不完全数据统计,间接法
氧化锌的产能从10万吨/年上升到30万吨/年以上;湿法活性氧化锌原来不足
3000吨/年,现已上升到了3万吨/年以上。总之,中国的氧化锌行业是一个分布
较广,数量较多,原料较杂,管理技术较粗放的行业。
20xx~20xx年,中国氧化锌的产能之所以增长较快,尤其是间接法氧化锌
发展较快,主要受益于中国汽车工业和高速公路、电力电网以及家电、数字通
信等行业的高速发展。如子
午线轮胎要用到间接法氧化锌,近3年子午线轮胎每年以25%~30%的速度发
展,20xx年已超过轮胎总量的50%,使得间接法氧化锌同步快速发展。同时,
国际国内磁性材料也快速发展,特别是软磁材料的生产已是世界产能第一,中
国已成为磁材铁氧体的世界制造中心。在锌锰铁氧体中,氧化锌是主要原料。
在中高档的软磁材料制造上,须用间接法生产的压敏电阻级的高档氧化锌。磁
性材料的发展又推动了高品质氧化锌生产的技术进步。
20xx年中国氧化锌生产90%以上采用干法(间接法和直接法)生产工艺,
只有不到10%采用湿法生产工艺。总产能已超过万吨/年(不包括氧化锌含
量为70%~90%的低度氧化锌生产装置),20xx年产量万吨(不包括氧化
锌含量为70%~90%的低度氧化锌),平均开工率在70%左右。
由于氧化锌原料价格大幅度增长,部分下游企业不得不采用低度氧化锌(氧
化锌含量为70%~90%)作原料。同时由于这些产品达不到国家质量标准要求,
属于副产品或不合格产品,无法进行统计。20xx年低度氧化锌产量约万吨,
折%ZnO量约万吨。(以上数据均来自中国化工信息中心)
氧化锌广泛应用于橡胶工业、涂料工业、陶瓷工业及塑料、造纸、油墨、
印染、医药、火柴、磁性材料、高能蓄电池、玻璃制品、天然气脱硫、饲料、
焰火及烟雾弹等各种工业品的生产制造。随着氧化锌新产品的开发及新的应用
领域的开拓,其应用将越来越广泛。由于氧化锌用途广,消费量大,各国用于
生产氧化锌的锌量,约占其总锌量的5%~10%。
预测到20xx年,国内氧化锌的消费量将达到84万吨。
表3-1列出了氧化锌市场消费情况和20xx年的预测数据。
表3-1近年中国氧化锌消费情况及预测
用途
20xx年20xx年20xx年
消费量
/万吨构成/%
消费量
/万吨构成/%
消费量
/万吨构成/%
橡胶工业5523585768
涂料工业626211417
玻璃、陶瓷工业6645
其他313615910
合计231004010084100
近年来,受中国锌锭价格不断上涨影响,氧化锌厂家成本压力不断加大,
氧化锌生产厂家不同程度地上调氧化锌出厂报价,其市场价格不断走高。其价
格暴涨最主要的原因是原料(锌粉、锌灰)价格上涨,即氧化锌价格随着原料
锌的价格变化而变化。但从08年开始,氧化锌市场价格有明显回落。这是因为
受到原料价格持续回落以及氧化锌下游厂家接货逐渐转淡等因素的影响,氧化
锌厂家开始对其产品价格进行小幅下调,幅度大多在300元/吨。目前,大多厂
家主要以订单生产为主,价格已开始处于下行通道之中。
氧化锌售价因规格而异。20xx年,直接法氧化锌%售价在24~28元/
千克;间接法氧化锌售价在27~29元/千克;工业活性氧化锌一等品价格在
元/千克;纳米氧化锌因生产成本较高,估计市场售价约高于100元/千克。
截至08年10月中旬,大于%的国产氧化锌价格为10600~11000元/
吨。对比20xx年同期23000元/吨的高价位,氧化锌价格已大幅度回落。
表3-2是氧化锌和相关产品近几年的价格数据。图3-绘制了国内氧化锌价格
与原料价格的变化趋势图。图3-绘制了锌金属国际市场价格趋势图。
表3-2氧化锌价格与原料价格的变化趋势
年份锌粉/元·吨-1锌灰/元·吨-1氧化锌/元·吨-1
20xx1010033006100
20xx950037006300
20xx1360045008300
20xx15200580010300
20xx294001050018700
20xx320xx1100023000
图3-3国内氧化锌价格与原料价格的变化趋势
图3-4锌金属国际市场价格趋势图
钙盐系列产品
半水硫酸钙
简述
半水硫酸钙,别名熟石膏或烧石膏、煅石膏。化学分子式为CaSO4·1/2H2O,
CAS登记号10034-76-1,分子量。由二水硫酸钙加热至100~200℃脱去
部分结晶水而得。由α和β二种形态,都是菱形结晶,但物理性能不同。α型半
水石膏结晶良好,坚实;β型是片状的、又裂纹的晶体,结晶很细,比表面积比
α型大的多。通常用蒸压釜在饱和蒸汽介质中蒸炼而成的是α型半水石膏,亦称
高强石膏。用炒锅或回转窑敞开装置燃烧而成的是β型半水石膏,亦即建筑石
膏。后者生产设备简单,效率高。半水石膏溶解度约为10克CaSO4/升水。与水
拌合所成浆体在干燥过程中重新形成CaSO4·2H2O,迅速凝结硬化而获得强度。
在干燥状态强度最高,遇水剧烈软化。在凝结硬化过程中体积稍有膨胀,是一
种气硬性胶凝材料。常加沙子或纤维材料制成砂浆或灰浆用于建筑装饰抹灰,
制做石膏制品,也用作模型等;美术工艺上用作雕塑模型;医疗上用于外科绷
带;中医学上用于生肌敛疮。
生产现状
中国天然石膏矿资源极其丰富。已探明的石膏产地有150多处,总储量达
600多亿吨,居世界首位。同时,石膏资源分布十分广泛,中国有24个省(市、
自治区)已探明有石膏资
源,其中储量超过10亿吨的9个省(市自治区),依次是山东(亿吨)、
内蒙古(亿吨)、青海(亿吨)、湖南(亿吨)、湖北(亿
吨)、宁夏(亿吨)、西藏(亿吨)、安徽(亿吨)、江苏(
亿吨),石膏比较贫乏的地区是东北和华北地区。
按中国各石膏年产量排列,前6位是:山东、山西、湖南、湖北、江苏和
广东。
中国幅员辽阔,各省石膏生产和需求存在一定差异,其中:
(1)山东、山西、湖南、湖北、甘肃、宁夏、青海、内蒙和四川等石膏生
产自给有余。(2)江苏、云南、贵州、陕西、西藏和新疆等省石膏生产基本
自给。
(3)广东、广西、辽宁、安徽、河南、吉林和河北等省石膏生产自给不足,
需部分从外省运进。
(4)黑龙江、浙江、福建、江西和海南等省全部依靠外省运进。
由此可见,广西石膏生产自给不足。因此,本工艺生产的半水硫酸钙可在
区内直接销售,或销往广西附近的海南省。
消费市场现状与预测
目前国内石膏市场,水泥工业继续保持石膏用量第一的地位,但在具体应
用上有较大变化。石膏建材已向质轻、高强、多功能、环保等方向发展,正逐
步取代粘土砖和水泥作为墙体材料,代替木制板作为装饰与装修材料,并开发
了保温、节能、防水、吸声、装饰、抹灰、地坪及屋面新材料。发达国家80%
的石膏用于建筑制品,如按人均占有量计,我国仅为平方米,远远低于加
拿大平方米的水平。因此,石膏板在中国仍然是朝阳行业,在今后的几年
内石膏板用量还会呈上升趋势。
除建材及水泥工业外,目前石膏在化工、轻工、机械、电气、食品、医药
和农业等领域的用途正在不断拓宽,用量亦在逐年增加,其中超高强石膏材料、
硫酸钙晶须、石膏超细粉等深加工产品的开发利用大大增强了石膏的市场潜力。
随着工业技术进步和人类对物质文明不断增长的要求,石膏必将有更广阔的应
用前景。20xx年中国石膏共消耗2880万吨,基本达到供需平衡,供略大于求。
20xx年硫酸钙的消费量和消费比例见表3-。
表3-520xx年中国硫酸钙的消费量及消费结构
价格现状与预测
近几年,石膏价格变化不大。预计未来几年石膏价格不会有太大变化。石
膏价格见表3-。
表3-6石膏的价格
产品石膏原矿/元·吨-1石膏粉/元·吨-1半水石膏/元·吨-1硫酸钙晶须/元·吨-1
硫酸钙(分析
纯)
/元·吨-1
价格40~100200~500250~6008000~1400016000~19000
产品应用领域消费量/万吨消费比例/%
石膏
水泥缓凝剂2440%
建筑石膏粉400%
模型石膏20%
食品石膏及其他15%
总计2875100%
硬石膏
膨胀剂40%
建筑30%
特种水泥15%
医用石膏10%
合计95100%
半水石膏建筑石膏粉20xx-
硫酸钙晶须
简述
硫酸钙晶须又称石膏晶须,国际商品名称为“ONODA-GPF”,是半水硫酸
钙和无水硫酸钙的纤维状单晶体,白色疏松针状物,具有完善的结构、完整的
外形、特定的横截面、稳定的尺寸,硫酸钙晶须长度为50~200微米,直径1~
4微米,平均长径比一般为50~80,拉伸强度可达,拉伸弹性模量可达
178GPa,微溶于水,在水溶液中呈中性。具有耐高温、抗化学腐蚀、韧性好、
强度高、易进行表面处理以及与橡胶塑料等聚合物的亲和力强等优点,与树脂、
塑料、橡胶相容性好,能够均匀分散,pH值接近中性。优良的增强功能和阻燃
性。与其他无机晶须相比,硫酸钙晶须是毒性最低的绿色环保材料。而价格却
仅为碳化硅晶须的200~300分之一,具有很强的市场竞争力。
用途
硫酸钙晶须主要用于树脂、橡胶、涂料、造纸中的增强剂或功能型填料,
又可以用于磨擦材料、建筑材料、密封材料、保温及阻燃材料等。硫酸钙晶须
具有优良的性能,作为增强剂可提高制品强度30%左右。
(1)填充剂:可用作中等强度的填充剂,细径纤维的补强效果与其它高性
能纤维增强材料的补强效果接近;金属铝与经高温煅烧的硫酸钙晶须制得的复
合材料强度高、硬度大,是很好的载重材料。硫酸钙晶须作为纸张的填充剂,
可改善其不透明性、可塑性、阻燃性以及印刷性能。
(2)硫酸钙晶须在聚乙烯、聚丙烯、聚氯乙烯等塑料中可以改善制品的性
能。以聚丙烯为例,拉伸强度、弯曲强度提高。工程中会用到复合材料,PP/EPDM
(聚丙烯/三元乙丙橡胶)是其中的一种,硫酸钙晶须在复合材料中同样具有较
好的增强作用,拉伸强度、弯曲强度提高。在环氧树脂粘结剂中加入硫酸钙晶
须,可改善粘结剂的粘结强度。
(3)硫酸钙晶须可以代替石棉(石棉毒性大)用于:磨擦材料、建筑材料、
密封材料、保温、保冷材料、还可部分代替玻璃纤维。
(4)硫酸钙晶须可用作阻燃和抗静电添加剂。
(5)用作增粘材料、阻燃材料,可以增强聚合物及金属的强度,使其具有
良好的加工流动性,获得表面光洁度高的制件;尼龙具有优越的耐热性和机械
强度,多用于汽车部件。为改进其成型收缩性和弹性模量,主要使用玻璃纤维
进行增强,但制件的表面光洁度并不理想。尼龙中含有20%的硫酸钙晶须,其
弯曲强度达115N/mm2,拉伸强度达3437N/mm2,不仅大大增强了尼龙6的强度,
而且使制品光洁度有了很大改善;
(6)用于环境工程:硫酸钙晶须的松散密度极小,具有巨大的比表面积。
硫酸钙晶须无毒,特别适合饮料、药品的过滤。在使用硫酸钙晶须过滤高温或
有腐蚀性的液体或气体时,过滤前不必进行冷却或中和,可以直接过滤。
市场价格
硫酸钙晶须是很好的造纸原料,长径比≥100(50以上),即可代替部分或
大部分纸浆,(50%~70%)作为制造特种石膏纸,长径比≤50的可作纸张的高
级填料(15%~20%),这样可以大大增加纸的产量,降低木材(木浆)消耗,
即保护了环境,又减少造纸厂中的废水排放,减少污染。目前全国年消耗纸张
3000~4000万吨,仅按占其中1%计算,每年将有30~40万吨的硫酸钙晶须需
求量。
绿易通过高温常压可把半水硫酸钙进一步加工为硫酸钙晶须。晶须产量占
硫酸钙产量的15%(约4000吨),目前行业内把硫酸钙晶须作为陶瓷、塑料等
制品的添加剂,以4000元/吨出厂价折算。硫酸钙晶须是一种高附加值产品,其
市场价格对比普通石膏制品的市场价有明显的优势,业内正积极开发造纸用硫
酸钙晶须。
绿易与上海孚华实业有限公司签订了硫酸钙晶须销售意向书,委托上海孚
华实业有限公司经销绿易生产的硫酸钙晶须(自20xx年正式生产开始),为期
五年。
硫化钙
简述
硫化钙(Calciumsulfide),分子式CaS。分子量。无单独海关代码,
进出口量值隐藏于“28309090未列名硫化物、多硫化物”中。CAS号20548-54-3。
质纯硫化钙为白色粉末或无色立方晶体,粗制品为浅黄色至暗灰色。在潮
湿空气中有硫化氢气味,并逐渐分解,在干燥空气中会氧化。硫化钙跟水、二
氧化碳反应,生成多硫化钙(CaSx)并放出硫化氢。在弱酸中分解并放出硫化
氢。易溶于铵盐溶液,微溶于冷水,较易溶于热水,并有部分分解。几乎不溶
于乙醇。相对密度。熔点>20xx℃。有毒。有腐蚀性。折光率。
工业级硫化钙为灰色粉末,微呈臭鸡蛋气味,密度,溶于酸,在水中
发生水解作用生成氢硫化钙和氢氧化钙。氢硫化钙溶于水,氢氧化钙则析出沉
淀。含量32%的工业级硫化钙为黑褐色粉未,有些许硫味。
用于环保去除重金属;用于湿法冶炼的除杂剂、还原剂;用作荧光颜料的
基质;用于制药工业以及硫脲的原料;用作水泥助剂;用于分析试剂等。
目前中国硫化钙产品还没有国家标准和行业标准,只有生产企业按用户要
求进行生产的企业标准。
宜昌红阳化工有限公司工业级硫化钙产品:CaS含量45%~60%,细度200~
400目。
衡阳市化工原料公司工业级硫化钙产品:CaS含量46%~50%;32%~38%。
细度200目。
分析纯试剂CaS含量含量不少于%。化学纯试剂CaS含量不少于%。
中国硫化钙生产状况
20xx年以前,中国没有工业级硫化钙生产企业,只有一些试剂生产企业。
20xx年湖南省衡阳市化工原料公司投产5000吨/年装置,并于20xx年新增
5000吨/年装置,达到10000吨/年;20xx年生产工业级硫化钙约5500吨,20xx年7
月产量约400~500吨。20xx年,湖北省宜昌红阳化工有限公司新建一套5000吨/
年硫化钙装置,当年生产高质量硫化钙约1200吨,目前工业级硫化钙月产量约
400吨。
到20xx年底,中国还在正常生产的硫化钙企业仅2家(不含试剂级企业),
生产能力达到10000吨/年,生产量约6700吨,预计20xx年中国硫化钙产能达
到约15000吨/年,生产量预计可达9000吨(见表3-)。
表3-7中国硫化钙供求变化
年份20xx20xx20xx20xx20xx
产能/万吨·年-1
产量/万吨·年-1-
进口量/万吨·年
-1忽略忽略忽略忽略忽略
出口量/万吨·年
-1忽略忽略
表观消费量/万
吨·年-1-
目前衡阳市化工原料公司正在扩建另一条5000吨/年硫化钙生产线。其他企
业尚未见有扩建的可能。
中国硫化钙主要应用领域分析及其预测
在中国,硫化钙最主要的用途是用于水处理和荧光颜料,20xx年的消费比
例分别为%和%。
水处理剂中主要是应用于废水中的重金属处理。
环保行业是中国硫化钙最大的潜在消费市场。中国在环境保护的立法和执
法力度的越来越强,特别是20xx年1月1日开始实施的《中华人民共和国清洁
生产促进法》,促使各地政府和各企业重视水治理等环境问题,直接导致各种
水处理剂消费的大量增加。如各种工业生产废水中的重金属处理,各电镀(化
学镀)厂点进行整合,建立电镀工业园区,集中电镀污水和污泥,处理其中的
重金属。
据我们调查,20xx年中国水处理用硫化钙量约2400吨,20xx年上升至3200
吨,20xx年约为4300吨。预计20xx年用于水处理的硫化钙量可达到13000吨~
16000吨。
作为荧光颜料(夜光粉)原粉的原料。夜光粉主要用于手表、钟表、仪表
和工艺品上。各色夜光粉的组成和含量分别为:
(1)红色:硫化钙0%,硫化钡50%~60%,硫化镁42%~37%,余量为磷酸
锂和硝酸铜;
(2)蓝色:硫化钙60%~65%,硫酸锶10%~2%,硫酸钾8%~3%,硫化锶
8%~12%,余量为氯化钠和硝酸银;
(3)紫色:硫化钙60%~66%,硫化镁23%~29%,硫化钠13%~4%,余量为
硝酸锶;
(4)绿色:硫化钙55%~60%,硫酸钠15%~5%,硫酸钾5%~15%,余量为
硫化钡和硝酸铜;
(5)黄色:硫化钙0%,硫化钡50%~60%,硫化镁47%~33%,余量为磷酸
锂和硝酸钾。
20xx年中国生产夜光粉原粉约1200吨,消费硫化钙约600吨。
中国国内市场对夜光粉原粉的需求量约8000吨/年,而目前国内原粉产量
不足1200吨,且大部分只能满足出口需求。而在国际市场上,借助美国“”
事件的影响力,需求量将猛增,年需求夜光粉原粉超过10000吨,而目前可生
产夜光粉原粉的国家只有德国、日本、中国,年产量约20xx吨左右,市场需求
巨大。
如果能够完全满足国内市场需求,则年需要硫化钙约4000吨左右。
其他用途中,主要是用于湿法冶炼的除杂剂、还原剂有。由于资源所限,
中国国内湿法冶炼需求量有限,年消费量仅200吨左右,且是是CaS含量在32%~
38%的粗级产品。预计今后的增长量不会很大。
硫化钙的其他作用还有制药工业、分析试剂等,对于以前曾用于硫脲的原
料、水泥助剂、化妆品中的脱毛剂等方面,目前基本上都不用。所以,预计今
后的增长量不会很大。
总之,随着中国经济的高速发展,则20xx年中国硫化钙量总消费量可达到
18000吨,年平均增长%/年。
中国硫化钙消费构成及预测见
表3-。
表3-8中国硫化钙消费构成及预测
用途20xx20xx20xx(预测)消费量/吨构成/%消费量/吨构成/%消费量/吨构成/%
水处理3200430014500
荧光颜料5006003000
其他300300500
合计4000520018000
价格变化趋势及其原因
由于工业级硫化钙面市时间较短,其价格基本上保持较平稳且呈现出下降之
势(见
表3-),其原因是供应量增加。
20xx年7月,衡阳市化工原料公司:工业级硫化钙(32%~38%CaS)价格约
4000元/吨(人民币,下同),46%~50%CaS价格约5000元/吨;宜昌红阳化工
有限公司工业级硫化钙(45%~60%CaS)价格约4000元/吨。
表3-9中国硫化钙价格
年份衡阳市化工原料公司宜昌红阳化工有限公司32%~38%CaS46%~50%CaS45%~60%CaS
20xx4000~5000元/吨5000~5500元/吨-
20xx3500~4000元/吨5000~5500元/吨5000元/吨
20xx4000元/吨5000元/吨4000元/吨
三氧化二铁
简述
铁精粉又叫铁粉,铁矿石(含有铁元素或铁化合物的矿石)经过破碎、磨
碎、选矿等加工处理成矿粉叫铁精粉。理论上,凡是含有铁元素或铁化合物的
矿石都叫做铁矿石;铁基本上以化合物的形态存在于自然界中,尤其以氧化铁
状态存在的量特别多。主要有以下几种:磁铁矿、赤铁矿、褐铁矿、菱铁矿及
硫铁矿。
铁矿分布状况
目前全国查明铁矿产地1834处,分布于全国29个省、市、自治区的660
多个县,主要集中在辽宁(亿吨)、四川(亿吨)、河北(亿
吨)3省,共计保有铁矿石储量亿吨,占全国总保有铁矿石储量的%;
其次,储量超过10亿吨的有北京、山西、内蒙古、山东、河南、湖北、云南、
安徽等8个省、市、自治区,储量合计为亿吨,占全国总保有铁矿石储
量的%;再是储量不足10亿吨的有吉林、黑龙江、上海、江苏、浙江、福
建、江西、湖南、广东、广西、海南、贵州、西藏、陕西、甘肃、青海、宁夏
和新疆等18个省、市、自治区,储量合计为亿吨,占全国总保有铁矿石
储量的%;上海、宁夏为最少,只有几百万吨。
市场价格
20xx年~20xx年国产和进口铁精粉市场价格趋势对比图,如图3-所示。近
几年我国铁矿石进口数量持续放大,进口价格一路攀升,如图3-所示。亚洲市
场进口铁矿石协议价格如图3-所示。
图3-1020xx年-20xx年国产和进口铁精粉市场价格趋势对比图
图3-11我国铁矿石进口数量、价格趋势
图3-12亚洲市场进口铁矿石协议价
20xx年生产高炉生铁亿吨,全年预计铁矿石(精矿)消耗总量亿
吨左右,比20xx年增加铁矿石消耗量8100万吨左右,国内矿山增产可增加供
应4700万吨,尚有缺口3400万吨,需要通过进口满足高炉生产需求。全年进
口铁矿石总量预计在亿吨左右,比20xx年增加5000万吨左右,增长13%。
20xx年,钢铁生产将恢复稳定,从而拉动铁矿需求回升。国家4万亿元直接投
资等政策将持续刺激内需,钢铁需求也将逐步回暖,将增加对铁矿的需求,铁
矿价格将稳中有升,项目所产的三氧化二铁作为炼铁原料出售,将会有良好的
市场前景。
硫化铅/硫化锌/硫化铟
概述
在现代工业所有消耗的有色金属中,铅居第四位,仅次于铝、铜和锌,成
为工业基础的重要金属之一。铅的用途主要表现在:铅蓄电池(蓄电池工业的
用铅量最大,当今世界60%以上的铅用于蓄电池生产);运输行业用铅作轴承合
金;建筑行业中的隔音材料;X射线室的屏蔽材料;化学和冶金工业中的防腐、
防漏以及溶液贮存设备等。
铅消费市场和价格
从20xx年始,中国超过美国成为全球第一大精铅消费国。20xx年,全球精
炼铅消费量为805万吨,其中中国占全球28%,达到229万吨。我国铅的消费
结构及预测见表3-。
表3-13我国铅的消费结构及预测
使用部门
20xx年20xx年20xx年
消费量/万吨需求量/万吨年均递增/%需求量/万吨年均递增/%
蓄电池374859
电缆护套
铅材及合
金(含管
板)
氧化物
其它行业
全国合计586980
世界年产精铅20万吨以上国家共有12个,依次为中国、美国、德国、墨
西哥、英国、日本、加拿大、法国、意大利、澳大利亚、韩国和哈萨克斯坦。
从20xx年年初开始,全球铅精矿供应开始紧张,20xx年由于一些矿山因资
源枯竭关闭。近几年,正值我国铅冶炼业建设的又一个高潮期,原料不足已经
使国内的一些企业被迫减产或转产。20xx年,铅价大幅度上涨。20xx年又大幅
下跌,目前铅锭价格在11000元/吨左右震荡。
中国是全球最大的铅锌生产大国和消费大国。根据英国商品研究机构
(CRU)20xx年12月统计的世界主要国家及地区铅消费量状况来看,铅的主要
消费地区为北美、欧洲与亚洲,20xx年的消费量分别为万吨、万吨
和万吨,与20xx年相比,同比增长为%、%和19%,其中最具消
费能力的中国20xx年消费量为吨,同比增长19%,说明中国在经济快速
增长的时期,基础原材料的用量逐年增加,并带动了世界消费量的增长。铅主
要用于电池产业,绝大部分铅都用于替代汽车中的旧电池,而铅酸蓄电池作为
成本最低且有确定的高回收率来讲,相比金属氢化物镍电池及其他系列的电池
更利于在未来的汽车行业,特别是在重型卡车和公共汽车的广泛应用,未来市
场的广阔吸引了更多的关注。中国铅用量的增长将会超过产量增长,中国的铅
出口会下降,这将支撑高价铅的形成。近五年铅金属价格曲线见图3-。
图3-14近五年铅金属价格曲线
用作炼铅的原料包括矿物原料和二次铅料两大类。矿物原料有硫化矿和氧
化矿两种。硫化铅矿属原生矿,其分布最广,是当今炼铅的主要原料。但是,
自然界很少有如此纯净的铅矿物,绝大多数的铅矿物是与其他金属矿物共生(最
多的是锌,铅锌矿),而且多半是铅品位不高。所以,一般需先经选矿得铅精矿
后才进行冶炼。
炼铅原料的价格随着0#铅锭的价格波动。随着铅锌矿山资源的日渐枯竭,
从铅矿之外的原料中回收铅显得越发重要。本工艺产生的硫化铅,铅含量在40%
左右,国内市场铅含量在60%左右的硫化铅精矿价格每金属吨以0#电解铅锭价
格的70~80%计价。
铟用途及市场价格
铟是一种银白色易熔稀散金属。1863年由赖希(F.Reich)和里希特(H.
Richter)在德国发现。熔点为℃,沸点为2070℃,密度为(20℃)。
质软,能用指甲刻痕。延展性好,压力加工时无加工硬化现象,可轧成极
薄的片材。铟自身有冷熔接性,供应铟块都涂有润滑脂。铟的化学性质与铁相
似。在常温下不易氧化,红热会燃烧,能溶于无机酸。
铟锭因其光渗透性和导电性强,主要用于生产ITO靶材(用于生产液晶显
示器和平板屏幕),这一用途是铟锭的主要消费领域,占全球铟消费量的70%。
其次的几个消费领域分别是:电子半导体领域,占全球消费量的12%;焊料和
合金领域占12%;研究行业占6%。另外,因为其较软的性质在某些需填充金
属的行业上也用于压缝。如:较高温度下的真空缝隙填充材料。目前国内仅
TN-LCD、STN-LCD级别的ITO需求量每年就达到几百吨,TFT-LCD生产线的
建设又增加之势,对ITO需求量仍会逐年增加。除了ITO这个主要的传统应用
领域继续高速增长之外,铟在LED、太阳能电池等方面的应用开发已经初步掀
起一轮高潮。太阳能电池主要包括两类:一种是含铜铟硒3种元素(CIS),一种
是含铜铟镓硒4种元素(CIGS)。由于此类型太阳能电池的高光点效率,因而具
有广泛的市场前景。
中国是世界上铟锭主要生产地,此外全球还有美国、加拿大及日本等国生
产。我国的铟分布在铅锌矿床和铜多金属矿床中,保有储量为13014吨,分布
15个省区,主要集中在云南(占全国铟总储量的40%)、广西(%)、内蒙古
(%)、青海(%)、广东(7%)。
尚未发现铟的单独矿床,它以微量伴生在锌、锡等矿物中。当其含量达
十万分之几,就有工业生产价值,目前主要是从闪锌矿中提取。另外,从锌、
铅和锡生产的废渣、烟尘中也可回收铟。在本工艺生产的硫化铅中,铟得到
了很好的富集,其含量在%以上,而铟在矿石里的含量在%以下。含
铟的硫化铅可以做为较好的铟冶炼回收原料,具有较高的回收价值。
金属铟的价格近年来较低,目前为2400~2500元/公斤,但是随着ITO及
太阳能电池的用量的增加,铟在未来几年应该具有广阔的前景。
本工艺在硫化铅沉淀过程中,铟也随之一起沉淀,在硫化工序生成含铟的
硫化铅和硫化锌的混合物,此混合物可用于再次提炼铅、锌及铟,是一种很好
的次级循环原料。其中,硫化物含铅%,含锌%,含铟%,在回收
铟的原料中,含铟在%以上,可计价,因此,此有价产品可当铅锌原料出售
给冶炼厂。
焦炭
烟煤在隔绝空气的条件下,加热到950~1050℃,经过干燥、热解、熔融、
粘结、固化、收缩等阶段最终制成焦炭,这一过程叫高温炼焦(高温干馏)。
由高温炼焦得到的焦炭用于高炉冶炼、铸造和气化。炼焦过程中产生的经回收、
净化后的焦炉煤气既是高热值的燃料,又是重要的有机合成工业原料。
冶金焦是高炉焦、铸造焦、铁合金焦和有色金属冶炼用焦的统称。由于90%
以上的冶金焦均用于高炉炼铁,因此往往把高炉焦称为冶金焦。
铸造焦是专用于化铁炉熔铁的焦炭。铸造焦是化铁炉熔铁的主要燃料。其
作用是熔化炉料并使铁水过热,支撑料柱保持其良好的透气性。
焦炭主要用于高炉炼铁和用于铜、铅、锌、钛、锑、汞等有色金属的鼓风
炉冶炼,起还原剂、发热剂和料柱骨架作用。为使高炉操作达到较好的技术经
济指标,冶炼用焦炭(冶金焦)必须具有适当的化学性质和物理性质,包括冶
炼过程中的热态性质。焦炭除大量用于炼铁和有色金属冶炼(冶金焦)外,还
用于铸造、化工、电石和铁合金等。
国务院已经制定了钢铁和汽车行业的振兴规划,钢铁生产将恢复稳定,从
而拉动焦炭需求回升。国家4万亿元直接投
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