【正文】 水 粉煤灰 \煤矸石為原料年產(chǎn) 10000 噸液體復(fù)合凈水劑可行性研究報(bào)告 49 本 燃料動(dòng)力費(fèi) 小計(jì) : 元 電 蒸汽 工資及直接支出 維修及折舊 管理費(fèi) 財(cái)務(wù)費(fèi) 銷售費(fèi) 總成本 4７ 元 上述洗選矸液體產(chǎn)品生產(chǎn)固體產(chǎn)品成本為 13001400 元之間，此方案主體按照液體產(chǎn)品設(shè)計(jì) . 經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià) 從煤矸石及粉煤灰的化學(xué)成分可看出，其 Al2O3含量在 15％以上，有的可達(dá) 40％，提取其中的鋁成分在經(jīng)濟(jì)上是適宜的；煤矸石焙燒后的矸石顆粒有微孔，溶出率高，可達(dá) 80％左右。 防火、防爆措施 本生產(chǎn)工藝采用低壓操作，選擇的原料均為不燃物。廣泛采用綜合機(jī)械化、自動(dòng)化生產(chǎn)裝置（生產(chǎn)線）和自動(dòng)化檢測、報(bào)警、排除故障和安全聯(lián)鎖保護(hù)等裝置，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制、遙控或隔離操作；盡可能防止工作人員在生產(chǎn)過程中直接接觸可能產(chǎn)生的危險(xiǎn)因素的設(shè)備、設(shè)施和物料。 ●按安全技術(shù)措施等級(jí)順序要求，設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)遵循以下原則：消除；預(yù)防；減弱；隔離；聯(lián)鎖；警告。 供熱 利用協(xié)莊礦電廠產(chǎn)蒸汽。工程不需增設(shè)專用給排水設(shè)施。 ●廠址選擇應(yīng)考慮環(huán)境保護(hù)的需要，并應(yīng)滿足建設(shè)工程需要的工程地質(zhì)條件和水文條件。 套 ２ 15 粉料提升機(jī) GTH４ 00 套 １ 16 粉煤灰儲(chǔ)罐 套 2 非標(biāo) 17 化驗(yàn)設(shè)備 全套 套 1 第五章 原材料、燃料及動(dòng)力的供應(yīng) 主要原料、輔助材料、燃料的品種、規(guī)格、年需用量 以粉煤灰為原料生產(chǎn) ５ 000 噸液體工業(yè)聚合氯化鋁 序號(hào) 項(xiàng)目 品種 規(guī)格 年用量 (t/a) 1 原料 鹽酸 30% ２７３９ 粉煤灰 Al:30% ２８８８ 調(diào)整劑 Al:35% ６４７ 2 輔助材料 水 工業(yè)用水 ７２００ 3 燃料、動(dòng)力 電 (度 ) 工業(yè)用電 ３７４４０ 蒸汽 6kg/cm3 ８９６ 粉煤灰 \煤矸石為原料年產(chǎn) 10000 噸液體復(fù)合凈水劑可行性研究報(bào)告 34 以洗選矸石為原料生產(chǎn) ５ 000 噸液體工業(yè)聚合氯化鋁 序號(hào) 項(xiàng)目 品種 規(guī)格 年用量 (t/a) 1 原料 鹽酸 30% ３４４０ 煤矸石 Al:30% 2５ 00 調(diào)整劑 Al:35% 5５ 0 2 輔助材料 水 工業(yè)用水 ５０６ 0 3 燃料 動(dòng)力 電 (KW) 工業(yè)用電 ５９０ 00 蒸汽 6kg/cm3 ９００ 原料、輔助材料、燃料來源及運(yùn)輸條件、供應(yīng)的可靠性 序號(hào) 名 稱 來源 運(yùn)輸 可靠性 1 鹽酸 泰山鹽化 便利 可靠 2 調(diào)整劑 淄博 便利 可靠 3 粉煤灰 自有 4 紅煤矸石 自有 5 洗選矸石 自有 6 煤 自有 7 水 自有 8 電 自有 9 蒸汽 自有 粉煤灰 \煤矸石為原料年產(chǎn) 10000 噸液體復(fù)合凈水劑可行性研究報(bào)告 35 六章 建廠條件及廠址方案 廠址選擇的基本原則 ●廠址選擇必須符合國家或地區(qū)、工廠的整體工業(yè)布局，同時(shí)考慮生產(chǎn)的協(xié)作、生活的方便。聚合反應(yīng)完成后趁熱進(jìn)行渣液分離，分離液即液體產(chǎn)品。加入反應(yīng)釜中，控制反應(yīng)溫度： 130140℃。 工 藝流程及生產(chǎn)控制方案說明 (附工藝流程圖 ) 原料煤矸石首先進(jìn)行干燥，使含水率低于 20%；然后利用粉碎機(jī)將原料粉碎至 100120 目后進(jìn)行高溫活化（粉煤灰不需要活化），活化溫度控制在不久的將來 650700℃間。 采購成本 180— 260 元左右。 ● 選擇的生產(chǎn)原料必須來源運(yùn)輸方便 ● 選擇的生產(chǎn)原料必須具有質(zhì)量 ●選擇的生產(chǎn)原料必須符合國家相關(guān)的法律法規(guī) 原料路線確定的依據(jù) 該項(xiàng)目之所以選擇煤矸石、粉煤灰為原料主要是從以下幾個(gè)方面來考慮的： 是煤矸石屬固體廢棄物，能綜合利用可減少對(duì)環(huán)境的污染； 是協(xié)莊礦的煤矸石含鋁量屬于可以利用的品位，與低品位的鋁土礦差不多； 是低品位鋁土礦的價(jià)格已由幾年前的幾十元一噸升至三百元一噸左右，也就是說協(xié)莊礦煤矸石的價(jià)值相當(dāng)于三百元一噸左右。以往采用堿溶法時(shí)，雖然溶出率高 ，但能耗高，對(duì)設(shè)備的腐蝕性大，設(shè)備投資高，且要消耗大量的純堿，實(shí)際生產(chǎn)意義不大。 粉煤灰是燃煤電廠排出的固體廢棄物，粉煤灰中含有 Al2O3， Fe2O3， CaO， K2O等多種有用物質(zhì)，其中 Al2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 15％ ～ 40％ ，最高可達(dá) 50％以上。然后出料經(jīng)滯流槽冷卻過濾后可得結(jié)晶 AlCl3，一般濃縮時(shí)間為 10h。 (2)細(xì)碎酸溶：將焙燒后的煤矸石粉碎至 60目左右，用質(zhì)量濃度為20％的鹽酸有 100～ 110℃ (常壓 )的條件下連續(xù)酸溶。因此，用煤矸石制備化學(xué)混凝劑也是一條經(jīng)濟(jì)有效的利用途徑。 以煤矸石及粉煤灰為原料生產(chǎn) 復(fù)合凈水劑 工藝 E：煤矸石為原料 生產(chǎn) 復(fù)合凈水劑工藝 煤矸石是目前我國排放量最大的工業(yè)固體廢棄物之一，每年排放近 1108t，約占煤炭年產(chǎn)量的 10％左右，目前已累計(jì)堆積 30108t以上。 生產(chǎn)工藝見下圖： 用高嶺土生產(chǎn)液體 PAC，工藝簡單、經(jīng)濟(jì)，是國內(nèi)現(xiàn)行生產(chǎn) PAC的主要生產(chǎn)工藝。解決了加壓反應(yīng)時(shí)上述的缺點(diǎn)。由于未經(jīng)過焙燒的生礦粉反應(yīng)活性低，礦粉中的有機(jī)物未被去除，在反應(yīng)過程中 會(huì)消耗大量鹽酸，產(chǎn)品中混有有機(jī)物等雜質(zhì)，產(chǎn)品顏色較深，酸性條件下的加壓反應(yīng)，加劇了反應(yīng)釜體的腐蝕。礦石與輔料按比例粉碎、壓塊、充分焙燒后，破碎成幾十至兩百目的粉末。 以高嶺土、鋁土礦為原料的生產(chǎn)工藝 粉煤灰 \煤矸石為原料年產(chǎn) 10000 噸液體復(fù)合凈水劑可行性研究報(bào)告 24 高嶺土又稱瓷土或粘土，除大量存在于地表外，還會(huì)與煤炭伴生存在于地下。 6H2O= Al2(OH)nCl6n +(12一 n) H2O +HCl m Al2(OH)nCl6n +m H2O =m[Al2(OH)nCl6n 此法又可分為濕式和干式。 此法生產(chǎn)的 PAC適于在對(duì)水中 Cl含量及硬度要求不高的廠礦使粉煤灰 \煤矸石為原料年產(chǎn) 10000 噸液體復(fù)合凈水劑可行性研究報(bào)告 23 用 。實(shí)際生產(chǎn)中 需 考慮氫氧化鋁的利用率。 反應(yīng)式 如下： nHCl+mAl(OH)3→ AlmCl(OH)3mn+nH2O。為提高這一比值，可通過加壓提高反粉煤灰 \煤矸石為原料年產(chǎn) 10000 噸液體復(fù)合凈水劑可行性研究報(bào)告 22 應(yīng)溫度以提高 Al(OH)3的溶解度，并經(jīng)過一定時(shí)間提供足夠的反應(yīng)能量 ，即可得到較高轉(zhuǎn)化率和合適的鹽基度的產(chǎn)品。由于鋁灰原料成本低廉，生產(chǎn)工藝簡練，其生產(chǎn)工藝七十年代在我國迅速普及。其水解反應(yīng)生成的聚合體 Al2(OH)nCl6n與作為外配體的 Cl結(jié)合， 即形成聚合氯化鋁。由于鋁灰中含有較多鋁電解、熔煉回收產(chǎn)生的熔渣，所以上述反應(yīng)外，還應(yīng)考慮 Al2O3的反應(yīng)。 6H2O—— Al2(OH)nCl6n＋ （ 12－ n） H2O+nHCl mAl2(OH)nCl6n+mx H2O—— [Al2(OH)nCl6n 6H2O 粉煤灰 \煤矸石為原料年產(chǎn) 10000 噸液體復(fù)合凈水劑可行性研究報(bào)告 20 2Al2Cl3以下是兩種聚合氯化鋁代表性制造法： 鋁灰鹽酸法 鋁灰是熔煉合金或廢鋁材在熔煉精制過程中產(chǎn)生的溶渣及浮皮，主要成分為氧化鋁和金屬鋁。 產(chǎn)品價(jià)格的穩(wěn)定性及變化趨勢預(yù)測 近期 由于 基礎(chǔ)原材料 （ 粘土礦、高嶺土礦和鋁土礦以及氫氧化鋁等 ）價(jià)格 的上漲，以及下游用量增大的影響，進(jìn)入 07年 10 月份后各生產(chǎn)企業(yè)出廠價(jià)均有不同程度的上提， 含量 32%聚合氯化鋁，報(bào)價(jià)上漲了 100 元 /噸 以上，出廠 2200 元 /噸 ； 28%聚合氯化鋁報(bào)價(jià)也同幅上調(diào)，分別為 1800 元 /t（低端為華北市場，高端為華東市場），出口級(jí)價(jià)格偏高 。 隨著國家環(huán)保的發(fā)展，聚合氯化鋁將有更廣闊的前景。隨著我國經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，水的處理量日益增大，因而原有凈水劑的缺點(diǎn)日趨突出，迫切需要發(fā)展聚合氯化鋁凈水劑。目 前我國 PAC生產(chǎn)廠家已超過 300個(gè)，總產(chǎn)量已超過 400kt／ a(以氧化鋁 10％液體計(jì) )，產(chǎn)地除西藏外，遍及全國各省市。因此說我國環(huán)保產(chǎn)業(yè)整體面臨著巨大的市場需求和發(fā)展?jié)撃?。說明了我國環(huán)境保護(hù)產(chǎn)業(yè)發(fā)展勢頭強(qiáng)勁。隨著 PAC取代明礬，美國 PAC市 場有望在造紙業(yè)和市政水處理業(yè)上增長。在 造紙行業(yè) ， 無論是草漿造紙還是再生紙行業(yè)，在其生產(chǎn)及水處理過程中均消耗大量聚鋁，主要用于除濁、脫色、去除 COD及造紙過程中紙纖維和滑石粉的助留等；在印染行業(yè) ， 主要用于廢水處理過程中的絮凝脫色、除濁和去除 COD等； 在 制藥行業(yè)；主要用于廢水處理過程 中的絮凝脫色、除濁和去除 COD等；在制皂行業(yè) ， 主要用于廢水處理過程中的絮凝、除濁和去除 COD等；在超純水制備，主要用于前期的預(yù)處理；在鋼鐵行業(yè) ， 主要用于水質(zhì)凈化，使其可循環(huán)再利用。九十年代初，我國聚合氯化鋁生產(chǎn)所用原料已逐步轉(zhuǎn)向氫氧化鋁。由于鋁灰原料成本低廉，生產(chǎn)工藝簡練，其生產(chǎn)工藝七十年代在我國迅速普及。氫鍵形成是關(guān)鍵階段，它是導(dǎo)致聚合氯化鋁形成的起點(diǎn)，控制氫鍵數(shù)和方向常能控制有效成分的形成，從而控制其絮凝性能。體型十三聚體 {代表式 [AlO4Al12(OH)24(H2O)12]7+}是周圍有 12個(gè) AlO中心包圍一個(gè)四配位鋁 AlO4的“球型簇”狀的絡(luò)合離子，在水中是簇團(tuán)的膠粒。目前，對(duì)其水解聚合形態(tài)尚不十分清楚，有兩種觀點(diǎn)存在： (1)較早的線性聚合物觀點(diǎn)。因此，粉煤灰 \煤矸石為原料年產(chǎn) 10000 噸液體復(fù)合凈水劑可行性研究報(bào)告 12 聚合氯化鋁要起到這種作用，就需具備一定的化學(xué)空間結(jié)構(gòu)、活性、足夠長的聚合物鏈節(jié)和適當(dāng)電荷，在投入到膠體溶液中后，能強(qiáng)烈地吸附于膠體表面，產(chǎn)生架橋、連接，使分子間的距離超過顆粒排斥的距離，使膠體脫穩(wěn)、凝聚，生成粗大的絮凝體沉降下來。 混凝沉淀處理是目前市政、工業(yè)和民用用水及廢水處理中應(yīng)用最廣的處理方法之一。即：先通過酸溶、過濾、蒸發(fā)濃縮生產(chǎn)工業(yè)結(jié)晶三氯化鋁產(chǎn)品。這樣，限制了該原料生產(chǎn)的產(chǎn)品應(yīng)用。） 存在的主要問題和建議 采用煤矸石、粉煤灰為為原料制造工業(yè)聚合氯化鋁由于生產(chǎn)原料中雜質(zhì)含量高（如鐵等）、在酸溶過程中必然溶解一定的雜質(zhì)。 以粉煤灰、煤矸石為原料生產(chǎn)復(fù)合凈水劑具有較低的生產(chǎn)成本，可在新礦集團(tuán)范圍內(nèi)及周邊地區(qū)廣泛使用。 編制原則 ● 以當(dāng)?shù)貐^(qū)域總體規(guī)劃為指導(dǎo)，以新汶礦業(yè)集團(tuán)生產(chǎn)廢料（粉煤灰、煤矸石）回收利用為基本目的，兼顧環(huán)境 保護(hù)，根據(jù)總體規(guī)劃所確定的生產(chǎn)規(guī)模，充分考慮近遠(yuǎn)期規(guī)劃的要求，對(duì)協(xié)莊煤礦的煤矸石以及粉煤灰進(jìn)行回收再利用，生產(chǎn)具有有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的復(fù)合凈水劑，在此基礎(chǔ)上，充分發(fā)揮擬建項(xiàng)目的經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益以及環(huán)境效益。目前，利用粉煤灰、煤矸石制備凈水劑的研究相當(dāng)活躍，得到了相當(dāng)多數(shù)專家的關(guān)注及認(rèn)可，已在全國多個(gè)地區(qū)建成試驗(yàn)規(guī)模和中式規(guī)模裝置，預(yù)計(jì)在近期內(nèi)較大規(guī)模工業(yè)化裝置將有可能建成。上述廢水處理水平的提高，必將帶動(dòng) 水處理化學(xué)品市場的不斷發(fā)展，對(duì)水處理化學(xué)粉煤灰 \煤矸石為原料年產(chǎn) 10000 噸液體復(fù)合凈水劑可行性研究報(bào)告 6 品的需求量將大量增加。另外，廢渣的無序堆放，也會(huì)影響當(dāng)?shù)氐耐顿Y環(huán)境，制約經(jīng)濟(jì)的進(jìn)一步發(fā)展，為國家的環(huán)保法規(guī)、法律所不容。從煤炭開采來看，每生產(chǎn) 1億 t煤炭，排放矸石 1400 萬 t 左右；從煤炭洗選加工來看，每洗選 1億 t 煉焦煤排放矸石量 20xx 萬 t，每洗 1 億 t 動(dòng)力煤，排放矸石粉煤灰 \煤矸石為原料年產(chǎn) 10000 噸液體復(fù)合凈水劑可行性研究報(bào)告 5 量 1500 萬 t。 可行性研究編制的依據(jù)及原則 編制依據(jù) ●國家經(jīng)濟(jì)貿(mào)易委員會(huì)、科學(xué)技術(shù)部關(guān)于印發(fā)《煤矸石綜合利用技術(shù)政策要點(diǎn)》的通知（國經(jīng)貿(mào)資源〔 1999〕 1005 號(hào)） ●山東省新泰市新汶礦業(yè)集團(tuán)泰安天元節(jié)能環(huán)保工程有限責(zé)任公司所處的地理位置以及當(dāng)?shù)胤勖夯?、煤矸石資源分布情況； ●山東省新泰市新汶礦業(yè)集團(tuán)泰安天元節(jié)能環(huán)保工程有限 責(zé)任公粉煤灰 \煤矸石為原料年產(chǎn) 10000 噸液體復(fù)合凈水劑可行性研究報(bào)告 3 司當(dāng)?shù)啬茉醇霸牧戏N類和價(jià)格情況； ●山東省新泰市新汶礦業(yè)集團(tuán)有限責(zé)任公司協(xié)莊煤礦生產(chǎn)狀況，包括產(chǎn)品種類、主導(dǎo)產(chǎn)品的生產(chǎn)廢物以及排出廢料（主要為煤矸石、粉煤灰、富余蒸汽等）利用價(jià)值分析； ●新汶礦業(yè)集團(tuán)提供的煤矸石、粉煤灰的主要成分分析數(shù)據(jù)表； ●山東省新泰市新汶礦業(yè)集團(tuán)泰安天元節(jié)能環(huán)保工程有限責(zé)任公司提供的以粉煤灰、煤矸石為原料生產(chǎn)的復(fù)合凈水劑小試樣品成分分析結(jié)果及同類產(chǎn)品性能比較結(jié)果； ●常規(guī)聚合氯化鋁生產(chǎn)工藝； ●目前國內(nèi)聚合氯化鋁企業(yè)分布情況及其生產(chǎn)實(shí)際情況； ●目前國內(nèi)聚合氯化鋁市場需求情況 ； ●聚合氯化鋁產(chǎn)品質(zhì)量評(píng)定的專業(yè)標(biāo)準(zhǔn) （ ZB G7001－ 90）； ●聚合氯化鋁生產(chǎn)的國家標(biāo)準(zhǔn)《聚合氯化鋁國家標(biāo)準(zhǔn)（ GB15892－ 20xx）》；