【正文】 目前，世界制造業(yè)中心正在向中國大陸轉(zhuǎn)移，中國鎂產(chǎn)業(yè)正面臨重大的歷史機遇與挑戰(zhàn)。徹底改變我省鎂產(chǎn)業(yè)以單一鎂錠生產(chǎn)為主，產(chǎn)品附加值低，環(huán)境污染嚴重的局面。第三章 項目提出的背景和必要性自工業(yè)革命之后的200余年里，人類科學技術(shù)取得了巨大的進步和發(fā)展，物質(zhì)生活和精神生活達到了前所未有的高度。近年來世界上對水資源和石油資源的紛爭不斷，甚至引發(fā)戰(zhàn)爭。近年來，全球強臺風、沙塵暴、高溫干旱、極端降水等氣象現(xiàn)象頻頻發(fā)作，危害越發(fā)嚴重。經(jīng)過多年來有識之士的大聲疾呼，以及有關國家政府和人民的多方努力，以《京都議定書》的簽署為標志，在這個問題上達到了廣泛的一致。不加快調(diào)整經(jīng)濟結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變增長方式，資源支撐不住，環(huán)境容納不下，社會承受不起，經(jīng)濟發(fā)展將難以為繼。我國“十一五”規(guī)劃提出了節(jié)能減排的目標，即到2010年在2005年基礎上單位GDP能源消費降低20％，主要污染物下降10％。隨著人口增長和經(jīng)濟的快速發(fā)展，資源環(huán)境約束日益突出。作為人類社會面臨的共同挑戰(zhàn)，氣候變化已經(jīng)成為當前國際社會高度關注的全球問題。 *省省委、省政府提出全省要在“十一五”期間，實現(xiàn)建設新型能源和工業(yè)基地，建設和諧穩(wěn)定、山川秀美的新*的宏偉目標，其中“藍天碧水工程”是實現(xiàn)這一目標的重點工程。針對鎂鋁工業(yè)，該規(guī)劃還提出，目前*省鎂鋁工業(yè)發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟思路為：礦產(chǎn)資源的有序與保護并重；延伸鎂鋁合金的產(chǎn)業(yè)鏈，發(fā)展鎂鋁合金深加工產(chǎn)品，形成全國鎂及鋁金屬加工產(chǎn)業(yè)基地；建立可拆卸的鎂鋁合金配件回收系統(tǒng)，建立鎂鋁合金循環(huán)回用網(wǎng)絡；大力推進鎂鋁工業(yè)的清潔生產(chǎn)；建立鎂鋁工業(yè)產(chǎn)業(yè)園，完善鎂鋁工業(yè)生態(tài)體系。*鎂產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的需要金屬鎂以其獨特的性能被稱為21世紀綠色環(huán)保材料，已在航空、航天、汽車、3C、輕工等領域得到廣泛應用。*是全國的產(chǎn)鎂大省，占到了全國生產(chǎn)總量的75%，可見*省的金屬鎂產(chǎn)業(yè)在全國乃至世界占有舉足輕重的地位。目前全省規(guī)模以上的金屬鎂生產(chǎn)企業(yè)有64家，主要集中在ZZZZ、QAB以及YYYY等地。在YYYY地區(qū)，傳統(tǒng)的金屬鎂生產(chǎn)是利用燃煤豎窯煅燒白云石，同時金屬鎂還原和粗鎂精煉也是采用燃煤還原爐和燃煤精煉爐進行生產(chǎn)，需要消耗大量的原料和能源。該項目是以節(jié)能降耗為重點，通過節(jié)能降耗，大幅度減少污染物的排放，同時輔以徹底的治理措施和固體廢棄物綜合利用措施，實現(xiàn)污染治理和清潔文明生產(chǎn)。作為金屬鎂的主要生產(chǎn)原料—白云石在YYYY市13個縣（市）區(qū)均有分布，總儲量在數(shù)億噸以上，白云石礦層厚度大、品位高、易開采，若按目前年開采60萬噸計算，可以開采200余年。%以上的一、二級鎂，完全滿足出口質(zhì)量要求。某金屬加工企業(yè)有限公司年產(chǎn)12000噸金屬鎂技術(shù)改造項目的實施可以顯著提高當?shù)亟饘冁V生產(chǎn)技術(shù)水平，進一步促進當?shù)毓I(yè)化水平的提高，帶動當?shù)丶爸苓叺貐^(qū)相關產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展。從發(fā)展的觀點看，利用先進成熟的生產(chǎn)設備和技術(shù)對金屬鎂生產(chǎn)進行節(jié)能技術(shù)改造，擴大金屬鎂生產(chǎn)規(guī)模，實現(xiàn)節(jié)能降耗、清潔生產(chǎn)、降低產(chǎn)品成本，可顯著提高公司的市場競爭力。通過以上分析得出結(jié)論，該項目建成投產(chǎn)后不僅具有較好的經(jīng)濟效益，符合國家產(chǎn)業(yè)政策，而且還具有良好的環(huán)境效益和社會效益，項目的建設是非常必要的。某金屬加工企業(yè)有限公司所用白云石來源于NNNN境內(nèi)的稷王山、白土山、后宮焦山等地的白云石礦，距離廠址15～25km。在本地區(qū)YYYY、YY以及鄰近的YYZ、QA、YYZ均有生產(chǎn)，可就近購買。1）精煉熔劑主要產(chǎn)自具有豐富鎂鹽資源的青海省，本項目所用精煉熔劑也是從青海進貨；2）螢石在當?shù)鼐陀谐霎a(chǎn)，也可從Q、Q采購；3）在YYYY市就有多家還原罐生產(chǎn)廠，本項目所需還原罐從NNNN、MMMM、QA等地的廠家采購，也可由ZZZZ、QAB以及Q、Q、寧夏等地的生產(chǎn)廠供應；4）本項目采用干法脫硫，用于脫除發(fā)生爐煤氣中所含的硫，脫硫塔所用脫硫劑從河南購入。本項目所用燃料煤從Q等地采購，粒度要求大于20mm，用汽車運入車區(qū)。主要產(chǎn)品化學分析如下。粉狀或細條狀的鎂，在空氣中很易燃燒，燃燒時發(fā)出眩目的白光。金屬鎂最重要的用途是生產(chǎn)鎂合金。在彈性范圍內(nèi)承受沖擊載荷時，所吸收的能量比鋁高50%左右，因此鎂合金適宜于制造耐沖擊的零部件。鎂合金的鑄造性能優(yōu)良，可以用幾乎所有鑄造工藝鑄造成型。鎂合金可以近于100%再生利用，回收能耗低（是生產(chǎn)新料的5%），回收料與新料特性相同。目前，鎂合金在汽車工業(yè)主要用于制造汽車的離合器殼體、進氣歧管、鏡子外罩、輔件托架及照明燈夾持器等零件。鎂合金在建材和建筑裝璜行業(yè)的應用前景也十分看好。就國內(nèi)市場而言，鎂產(chǎn)品用于國內(nèi)的消費只有總產(chǎn)量的20～30%，目前國內(nèi)汽車生產(chǎn)企業(yè)，只有桑塔納轎車的變速箱殼體和殼蓋上使用鎂合金壓鑄件。鎂是最輕的金屬材料。例如福特汽車公司著眼2000年后中型車100km油耗少于3L的目標，于1998年推出輕質(zhì)概念車P2000，比鋼板沖壓件減少5kg；本田汽車的方向盤加裝安全氣囊后質(zhì)量增加，采用Am20和Am50壓鑄座椅，質(zhì)量比鋼結(jié)構(gòu)大大減少；通用EV1型汽車用鎂制儀表將20個半沖壓件及塑料零件合成一個壓鑄造件，增加了鋼度，減少裝配工作量；而大眾公司的用鎂目標是到2001年每車用鎂量達50kg，目前大眾用于汽車的鎂合金壓鑄件已達130多個。原因是鎂合金壓鑄件工藝復雜，大部分鎂業(yè)生產(chǎn)商對鎂合金壓鑄件生產(chǎn)有畏懼心理；使用廠商在產(chǎn)品設計選材時，對鎂合金壓鑄件成本缺乏認真分析，片面認為鎂合金比鋁合金價格高，很少采用鎂合金壓鑄件，影響了鎂合金壓鑄件生產(chǎn)的發(fā)展和市場開拓。從鎂合金生產(chǎn)廠商來說，我國雖有上海乾通汽車附件公司，南京華宏有限公司壓鑄廠、渭南西北林業(yè)機械廠、昌河飛機制造公司鑄造廠等鎂合金壓鑄生產(chǎn)廠家，但他們的總產(chǎn)量只有數(shù)萬噸，遠遠不能滿足市場需求。我國臺灣省有發(fā)達的輕金屬壓鑄工業(yè)，在亞洲其鋁合金壓鑄業(yè)是日本之后居第二位。每臺筆記本電腦需要4個鎂合金盒，分別用于裝記錄紙、固定液晶板、鍵盤等。目前我國在計算機部件及家用電器方面使用鎂合金的計劃和試驗正在進行，并取得了很大的成效。在最近兩年內(nèi)，西方國家關閉的金屬鎂生產(chǎn)能力達160000噸，相當于世界需求總量的40%。02′—111176。 ，此地在YYYY東北約55km，MMMM縣城以北約20km,NNNN以南約10km，ZZZZ西南約340km。該廠已生產(chǎn)5年，廠區(qū)已經(jīng)建成完善的交通、供電、供排水等基礎設施，為項目的實施創(chuàng)造了很好的條件。本項目除對生產(chǎn)設施進行改造外，對生活設施和輔助生產(chǎn)設施全部保留。廠區(qū)內(nèi)無古墓、洞穴等，地耐力較高。 廠址所在地是富水區(qū)，地下水資源豐富。本項目耗水量不超過５m3/h，故該水源完全可以滿足本項目生產(chǎn)、生活及消防用水。本項目用電依然由該變電站供應。第七章 企業(yè)生產(chǎn)現(xiàn)狀目前，某金屬加工企業(yè)有限公司金屬鎂生產(chǎn)所采取的生產(chǎn)工藝是皮江法，年產(chǎn)金屬鎂錠5000噸。豎窯從下向上分別是冷卻帶、煅燒帶、預熱帶，在預熱帶白云石借助于煙氣的熱量進行預熱，同時一部分白云石發(fā)生分解；在煅燒帶白云石借助無煙煤燃燒所放出的熱量進行煅燒；在冷卻帶已煅燒好的白云石（俗稱煅白）與鼓入的冷空氣進行熱交換，煅白被冷卻，而空氣被加熱后進入煅燒帶作助燃空氣。還原爐用煙煤作燃料，還原溫度為1200℃左右，還原過程需要的真空由機械真空泵提供。企業(yè)現(xiàn)有設備見下表。固定碳 %灰 份 %揮發(fā)份 %水 分 %S含量 %熱 值 26525kJ/kg目前的還原爐和精煉爐采用煙煤作燃料，煙煤自鄰近的QA、YYZ等地采買。主要技術(shù)經(jīng)濟指標表序號指 標 名 稱單 位指 標備 注一產(chǎn)品1金屬鎂錠t/a5000二各種原材料單耗指標1白云石t/t2硅鐵t/t3螢石t/t4硫磺kg/t5精煉熔劑t/t6還原罐支/t7坩鍋個/t三動力單耗指標1煙煤t/t熱值是26460kJ/kg2無煙煤t/t熱值是26525kJ/kg3電kWh/t6054水t/t四原材料消耗1白云石t/a825002硅鐵t/a62503螢石t/a11004硫磺t/a25序號指 標 名 稱單 位指 標備 注5精煉熔劑t/a6006還原罐支/a6507坩鍋個/a 400五動力消耗1煙煤t/a385002無煙煤t/a125003電kWh/a105序號能源項目單 位數(shù) 量折算系數(shù)折合標準煤1煙煤t/t2無煙煤t/t3電kWh/t6051044水m3/t104合 計從表中可知，全年總能耗為47564t標準煤。1000=（t/t金屬鎂）其中：Q=26460kJ/kg（）2）無煙煤燃燒CO2排量（按每噸金屬鎂產(chǎn)量計）CO2排量：E2=44/12247。2）無煙煤燃燒SO2排量（按每噸金屬鎂產(chǎn)量計）SO2排量：G2=2%（1－20%）=（t/t金屬鎂）其中：%，脫硫效率取20%。全年共產(chǎn)生煤渣8275t，還原渣50810，精煉渣865t。采用何種方法生產(chǎn)金屬鎂主要是取決于生產(chǎn)原料，電解法所用原料是菱鎂礦、海水鎂鹽和鹽湖鎂鹽；硅熱法所用原料是白云石。 由于生產(chǎn)技術(shù)和生產(chǎn)設備所限，國內(nèi)至今還沒有采用半連續(xù)硅熱法和內(nèi)熱法（波爾扎諾法）生產(chǎn)金屬鎂的成功經(jīng)驗。本可研認為這樣的選擇是非常合理的。CaO+2CO2 將煅白和還原劑（一般用75硅鐵）按最佳的配料比混合,在還原溫度下進行還原反應,其反應式為: 2(MgO豎窯從下向上分別是冷卻帶、煅燒帶、預熱帶，在預熱帶白云石吸收煙氣的熱量進行預熱，同時一部分白云石發(fā)生分解；從窯外進入的發(fā)生爐煤氣（熱煤氣）和空氣在煅燒帶混合燃燒，放出熱量對白云石進行煅燒；在冷卻帶已煅燒好的白云石（俗稱煅白）與從窯底鼓入的冷空氣進行熱交換，煅白被冷卻，而空氣被加熱后進入煅燒帶作為助燃空氣。窯頂煙氣溫度低于300℃，由豎窯排煙管道進入排煙總管，通過引風機后，再經(jīng)石灰水洗浴脫硫除塵排入大氣。本設計采用了蓄熱式還原爐，還原爐用發(fā)生爐煤氣（冷煤氣）作燃料，還原溫度為1200℃左右，還原過程需要在真空環(huán)境下進行，真空由機械真空泵持續(xù)提供。精煉完成后用吊車吊起坩鍋送到半連續(xù)鑄造機保溫裝置上，由鑄造機上的傾翻裝置把坩鍋傾翻進行鑄造，生產(chǎn)出合格的金屬鎂錠。把粒度合格（20～40mm、25～50mm、30～60mm）的原料煤經(jīng)卷揚機，送至煤氣站各煤倉內(nèi)。氣化劑進入爐內(nèi)后經(jīng)灰層預熱，在氧化層和碳發(fā)生反應，生成 CO2,并放出大量熱量 ；在還原層， CO2和氣化劑中所攜帶的水與灼熱的碳反應，生成了煤氣（ CO 和 H2 ）。下段煤氣經(jīng)夾套式旋風除塵器除去煤氣中的大部分粉塵后,進入風冷塔進一步降溫除塵后煤氣溫度降到100～150℃, 進入間接冷卻器和上段煤氣混合后,進入二級電捕焦油器進一步除去煤氣中的塵及焦油，之后煤氣經(jīng)加壓送往脫硫塔。下段煤氣為半焦或焦炭氣化，煤氣中幾乎不含焦油和有毒物，從而可以滿足環(huán)保的要求。豎窯原是我國應用較多的煅燒設備，在上世紀90年代，我國金屬鎂廠大多是采用豎窯煅燒白云石。同時一些金屬鎂生產(chǎn)企業(yè)也針對傳統(tǒng)豎窯的缺點進行技術(shù)改造，經(jīng)過多年的探索和技術(shù)實踐，已經(jīng)取得了很大進步。本項目考慮多方面因素，主要從技術(shù)和投資上對比兩種技術(shù)方案，權(quán)衡利弊，決定采用該機械化煤氣豎窯作為白云石煅燒設備。蓄熱式高溫燃燒技術(shù)就是在加熱爐兩側(cè)爐墻上都布置有均勻分配的噴口，當一側(cè)的噴口在作為燒嘴燃燒的時候，另一側(cè)的噴口則作為煙道用來排煙。與此同時，空氣進入另一側(cè)已經(jīng)在上一個換向周期內(nèi)被高溫煙氣預熱的高溫蓄熱室，被預熱到900～1050℃，出蓄熱室后經(jīng)高溫氣體通道，通過還原爐側(cè)墻噴口噴出，從噴口噴出的高溫空氣和燃料在爐膛內(nèi)邊混合邊燃燒，在從爐膛一側(cè)燒嘴噴口流向另一側(cè)排煙噴口的過程中，與被加熱還原罐及原料球團進行熱交換，完成一個換向周期。4）改善還原罐的加熱環(huán)境，在還原罐周圍形成還原性氣氛，減少還原罐的氧化，提高還原罐的使用壽命，并且避免由于局部高溫帶來的還原罐的損壞。該精煉爐的工作原理和特點與蓄熱式還原爐相同，在此不再贅述。本項目廠址在某金屬加工企業(yè)有限公司現(xiàn)有生產(chǎn)場地，廠區(qū)除了生產(chǎn)設施外，還建有辦公樓、食堂、職工宿舍、浴室等生活設施，以及機修間、變電站、水泵房等輔助生產(chǎn)設施。在廠址東南350m處，有一眼120m深井，出水量為50m3/h，除網(wǎng)鄰村自用外可向某金屬加工企業(yè)有限公司供水30m3/h。工廠總平面布置是以各個生產(chǎn)車間為主體進行設計的，主要由白云石煅燒車間、原料制備車間、還原車間、精煉車間等生產(chǎn)設施，還有煤氣站、變電站、水泵房等輔助生產(chǎn)設施及生產(chǎn)管理設施和相應的生活福利設施等三大部分組成。在2座還原車間中間是循環(huán)水池，煤氣站循環(huán)水池布置在煤氣站南面，變電站布置在廠區(qū)東南角。廠內(nèi)道路采用城市型，廠內(nèi)道路系統(tǒng)的布置除滿足生產(chǎn)及人行要求外，還考慮滿足消防規(guī)范的要求。目前，某金屬加工企業(yè)有限公司廠區(qū)設有兩個大門，分別設在廠區(qū)南側(cè)和西南。運輸工具利用社會車輛，不新增運輸工具。道路兩旁種植行道樹。全廠共設兩個大門，一個人流大門，一個貨流大門，每個大門均設門衛(wèi)。2）負荷等級根據(jù)生產(chǎn)工藝要求及供電系統(tǒng)技術(shù)規(guī)定，本工程大部分屬于一、二級用電負荷。由于該工程是在原有生產(chǎn)施的基礎上實施，需新建變配電室，負責提供技改項目的供電。變壓器設速斷、過負荷、零序電流保護，接地保護，并設溫度