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正文內(nèi)容

硅線石精礦粉和硅線石耐火材料深加工項(xiàng)目可行性研究報(bào)告(90頁)-石油化工(編輯修改稿)

2024-09-21 07:09 本頁面
 

【文章內(nèi)容簡介】 件,針對(duì) 某 縣“硅線石”資源 的開發(fā)利用,進(jìn)行規(guī)?;a(chǎn)作了相應(yīng)的批復(fù)。冶金部洛陽耐火材料研究院(我院前身)對(duì)此進(jìn)行了可行性研究,出據(jù)了〔 9402〕“ 某省 某 縣年產(chǎn)一萬噸硅線石耐火材料生產(chǎn)線項(xiàng)目可行性研究報(bào)告”?!仓袊?21 世紀(jì)議程〕第 4 章 G 方案領(lǐng)域( 12A、 13B、 19A)制定了 某 非金屬礦產(chǎn)資源開發(fā)與利用的目標(biāo)和要求。國家和省 委及各單位都非常重視“硅線石精礦粉”規(guī)模化生產(chǎn)項(xiàng)目的發(fā)展。 我國生產(chǎn)“硅線石精礦粉”產(chǎn)品主要有我公司、河北省靈壽縣、黑龍江省林口市“林信硅線石有限公司”等企業(yè),年產(chǎn)量在 萬噸。我國每年從國外進(jìn)口 3 萬噸精礦粉才能滿 足生產(chǎn)需求。但由于各地域、地質(zhì)、地理位置不同,原礦的生成過程不同,原礦所含礦物的物相及其它微量元素和含量的多少不同,從而不能用統(tǒng)一格式的生產(chǎn)工藝技術(shù)和流程來進(jìn)行大工業(yè)規(guī)?;a(chǎn)。且傳統(tǒng)工藝使用酸洗法除鐵、除雜,在生產(chǎn)過程中既難操作,又增加成本,同時(shí),所排出的廢水、廢料污染環(huán)境。 我省雖已建有幾個(gè)廠家如:鎮(zhèn)平縣的二龍硅線石廠、西峽縣的重陽硅線石廠、 某 縣的硅線石總廠、通途硅線石廠、鄭州中原硅線石廠,都因工藝、技術(shù)不過關(guān)、生產(chǎn)不出符合國標(biāo)產(chǎn)品,而相繼停產(chǎn)至今。致使投資浪費(fèi)、豐富的“硅線石”資源閑置,我省乃至全國所 用“硅線石精礦粉”依賴于進(jìn)口或從外省購入。因此擴(kuò)大硅線石生產(chǎn)規(guī)模是十分必要的。 隨著世界航天、核工業(yè)、冶金、建材等行業(yè)的迅猛發(fā)展,優(yōu)質(zhì)高效的耐火材料對(duì)“硅線石精礦粉”已達(dá)到了依賴程度,其它材料不可替代,致使“硅線石精礦粉”的年需求量在逐年猛增。世界各地的同行業(yè)都在提高產(chǎn)品回收率、降低成本、增加產(chǎn)量、提高產(chǎn)品品位,降低 Fe2O3含量及其它微量元素含量。特別是“硅線石精礦粉”在冶金行業(yè)一次性澆注料的試驗(yàn)成功 和不定型耐火材料的應(yīng)用,將導(dǎo)致“硅線石精礦粉”在市場(chǎng)上出現(xiàn)求大于供的局面。據(jù)統(tǒng)計(jì),全國每年需“硅線石精礦粉 ”60000 噸,而我國現(xiàn)在的生產(chǎn)能力只有 15000 噸左右。因此,“硅線石精礦粉規(guī)?;a(chǎn)”發(fā)展趨勢(shì)有著良好的發(fā)展前景。 二、目前的技術(shù)開發(fā)情況 目前世界上“硅線石精礦粉”的生產(chǎn)技術(shù),美國處于領(lǐng)先地位,精礦含硅線石 95%以上,礦物回收率 90%以上。而我國廠家大部分依靠省 857 研究所(現(xiàn)國土資源廳、地質(zhì)礦產(chǎn)綜合利用研究所)的堿式浮選小試技術(shù)和西安冶金建材研究所的酸式浮選小試技術(shù),沒有成熟的規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)。精礦回收率只能達(dá)到 56%以上,礦物回收率只能達(dá)到 75%以上,且傳統(tǒng)工藝要經(jīng)過酸處理,才能把 Fe2O3降低到 %以下。產(chǎn)量低、成本高,制約著我國的礦物綜合利用和企業(yè)發(fā)展。 我院致力于“硅線石精礦粉”的生產(chǎn)、研究和應(yīng)用,綜合分析礦物資源物相及伴生物存在狀況,利用磁選、化選、重選相結(jié)合的方法,大膽地改造原省地礦研究所設(shè)計(jì)工藝及流程。已投資 400 萬元在一邊生產(chǎn)一邊研究的同時(shí),通過模擬生產(chǎn)變換各工藝流程的控制指標(biāo),改進(jìn)浮選藥劑,使規(guī)模化生產(chǎn)技術(shù)水平有所提高。目前, 某 耐火材料有限公司可達(dá)到年生產(chǎn) 3000噸“硅線石精礦粉”,產(chǎn)品礦物回收率 85%以上,產(chǎn)品合格率 100%的生產(chǎn)技術(shù)水平。但由于該企業(yè)一次性投入資金太多,又通過工 藝、技術(shù)實(shí)驗(yàn)這一成熟過程,使企業(yè)目前流動(dòng)資金緊缺,導(dǎo) 致企業(yè)處于半停產(chǎn)狀態(tài),急需解決流動(dòng)資金問題。 三、現(xiàn)有規(guī)模和市場(chǎng)形勢(shì)及國家產(chǎn)業(yè)技術(shù)政策 目前,世界上生產(chǎn)“硅線石”的國家只有美國、南非、澳大利亞和我國。全靠進(jìn)口使用的國家有原蘇聯(lián)、日本、德、法、英、荷蘭、南韓等鋼鐵工業(yè)和航天、核工業(yè)大國。據(jù)統(tǒng)計(jì),每年世界“硅線石精礦粉”銷售市場(chǎng)在逐年猛增。 我國現(xiàn)有生產(chǎn)規(guī)模為年產(chǎn) 15000 噸“硅線石精礦粉”,而市場(chǎng)每年需求在 60000 噸以上,按我國每年生產(chǎn)耐火材料和制品3000 萬噸的 %計(jì)算,生產(chǎn)規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于使用規(guī)模 ,銷售市場(chǎng)形勢(shì)為求大于供。 我國也相應(yīng)制定了“硅線石精礦粉”的各項(xiàng)理化指標(biāo): 硅線石的理化指標(biāo): 表三:硅線石的理化指標(biāo) 項(xiàng)目 指標(biāo) 硅線石 GT—— 58 GT—— 54 AL2O3﹪ 不小于 58 54 Fe2O3 不大于 F3O2 不大于 K2O+ Na2O﹪ 不大于 灼堿 ﹪ 不大于 耐火度 176。 C 不小于 1790 1750 水份 ﹪ 不大于 1 1 線膨脹率( 1500186。C) ﹪ 必須進(jìn)行此項(xiàng)檢驗(yàn),將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)質(zhì)量證明書中注明 [中國 21 世紀(jì)議程 ]制訂了 某 非金屬礦產(chǎn)〈硅線石〉資源開 發(fā)與利用的目標(biāo)和要求。 四、項(xiàng)目產(chǎn)品的主要用途、性能: 該項(xiàng)目產(chǎn)品 —— “硅線石精礦粉”,因其耐高溫( 1790℃),不可逆,穩(wěn)定性好,可進(jìn)一步加工成高鋁磚、一次性澆注料、不定型耐火材料,經(jīng)鍛燒還可轉(zhuǎn)變?yōu)槟獊硎蛑苯佑霉桎X合金生產(chǎn)。廣泛用于冶金、航天、核工業(yè)、玻璃、陶瓷等支柱產(chǎn)業(yè)。在耐火材料行業(yè)稱之為“耐火之王”。其主要性能為: 硅線石的化學(xué)組成為 AL[ALSiO5],其中 %,%,成分比較穩(wěn)定,常有少量的類質(zhì)同象混入物 Fe3+代替鋁 ,有時(shí)存在微量的鈦、鈣、鎂和堿等混入物。 硅線石的晶體結(jié)構(gòu)為斜方晶系, a0=, b0=,c0=0, Z=主要粉晶譜線: ( 100), , , ,( 50)。 硅線石礦物有兩個(gè)陽離子 AL3+、 Si4+。陽離子的配位數(shù)有 6和 4 兩種。前者構(gòu)成鋁氧八面體 [ALO6],后者構(gòu)成鋁氧四面體[ALO4]。 [ALO4]四面體與陽離子 Si4+構(gòu)成的硅氧四面體 [SiO4]交替排列,彼此共用一個(gè)氧離子形成鏈狀,而 [ALO6]八面體之間彼此共用兩個(gè)氧離子(共棱)聯(lián)接成 另一種形式的鏈狀。在結(jié)構(gòu)中共有五條鏈,四條分布在角頂,一條在中央。這些八面體聯(lián)結(jié)的鏈又通過與 [ALO4]四面體聯(lián)接起來。 陽離子 Si4+的配位數(shù)是 4,構(gòu)成硅氧四面體 [SiO4]。但在結(jié)構(gòu)中, [SiO4]四面體之間彼此不聯(lián)接,而是孤立存在的,它與陽 離子 AL3+形成的 [ALO4]四面體彼此共用一角頂相間排列成鏈狀。在結(jié)構(gòu)中共有 4 條鏈,填充在 5[ALO4]條八面體之間。但其中兩條的 [SiO4]和 [ALO4]排列順序與另外兩條相反。即有兩條鏈的排列是: [ALO4][SiO4][ALO4][SiO4],另有兩條 鏈的排列是:[SiO4][ALO4][SiO4][ALO4]??。 上述兩種鏈與 [ALO4]八面體形成的鏈,平行排列,并相互銜接。原子間距: ALO=。 根據(jù)格林伍德的研究,硅線石晶體結(jié)構(gòu)中四次配位的 AL 和Si 在 [ALSiO5]鏈中是無序的。 硅線石結(jié)構(gòu)決定了它具有平行 C 軸延長的針狀、纖維狀的晶體形態(tài)及平行 {010}的解理。 表四:硅線石的基本性質(zhì) 硅 線 石 成分 AL2O3 SiO2 AL2O3 ﹪ ( ﹪ ) ,﹪ ( ﹪ ) 晶系 斜方 品格常數(shù) a=,b=,c= 結(jié)構(gòu) 鏈狀 晶形 長柱狀,針狀或纖維狀集合體 顏色 灰,白褐 密度 / ~ 相對(duì)硬度 6~ 解理 沿 ﹛ 010﹜解理完全 折射率 Ng=~,Nm=~,Np=~ 光性 ( +) 比磁化系數(shù) ~ 電泳法零電點(diǎn)( PH) 加熱性質(zhì) 1500186。C 左右開始轉(zhuǎn)變?yōu)槟绞? 體積變化 1% + 表五:硅線石的高溫轉(zhuǎn)化性能 表六:硅線石的理化指標(biāo) 項(xiàng) 目 指 標(biāo) 硅 線 石 GT58 GJ54 AL2O31%不小于 58 54 Fe2O3/%不大于 TiO2/% K2O+Na2o/%不大于 灼堿 /%不大于 耐火度 1186。C 不大于 1790 1750 水份 1%不大于 1 1 線膨脹率( 1500186。C) 1% 必須進(jìn)行此項(xiàng)檢驗(yàn),將實(shí)測(cè)數(shù)據(jù)質(zhì)量證明書中注明 注:需方對(duì)質(zhì)量有特殊要求時(shí),由供需雙方協(xié)商 硅 線 石 開始或快速 轉(zhuǎn)化溫度 1186。C 約 1545 轉(zhuǎn)化速度 慢 轉(zhuǎn)化所需時(shí)間 長 轉(zhuǎn)化后體膨脹率 1% 78 莫來石結(jié)晶過程 在整個(gè)顆粒發(fā)生 莫來石結(jié)晶形態(tài) 短柱狀。針狀 莫來石結(jié)晶大小 /um 3 莫來石結(jié)晶方向 平行原硅線石晶面 五、項(xiàng)目實(shí)施的目的意義: 該項(xiàng)目的實(shí)施可填補(bǔ) 某 省“規(guī)?;a(chǎn)硅線石精礦粉”空白,開發(fā)和利用我省“硅線石”資源,發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì),補(bǔ)充世界及我國“硅線石精礦粉”的需求市場(chǎng),年可生產(chǎn) 6600 噸“硅線石精礦粉”;綜合經(jīng)濟(jì)效益 4042 萬元;年可減少固體廢物排量 22800 噸;年可減少選礦廢液排量 40000 噸;減少耐火材料鍛燒廢氣排放 8 萬立方米;礦產(chǎn)綜合利用率提高 50%,資源利用年限可延長 150 年。間接效益:減少耐火材料和鋼鐵企業(yè)的能源消耗;促進(jìn)鋼鐵企業(yè)的品種、質(zhì)量調(diào)整,為大型礦山提供無公害“規(guī)?;a(chǎn)硅線石精礦粉”的生產(chǎn)技術(shù)。 六、項(xiàng)目主要開發(fā)內(nèi)容和技術(shù)特點(diǎn): 擴(kuò)大“硅線石精礦粉”生產(chǎn)規(guī)模,主要是為了充分利用當(dāng)?shù)刭Y源,生產(chǎn)出符合國家規(guī)定標(biāo)準(zhǔn)的合格產(chǎn)品 —— “硅線石精礦粉”,其技術(shù)特點(diǎn)主要有以下幾點(diǎn): ( 1)取消傳統(tǒng)的酸洗除鐵、除雜工藝; ( 2)使用 PH 值不大于或不小于 7 的礦漿進(jìn)行生產(chǎn),使所排放的廢物廢水不 污染環(huán)境,不影響人畜吸水。 ( 3)改良和改進(jìn)浮選使用的添加劑和浮選流程及方法,提回收率至 85%以上的同時(shí),降低成本,增加產(chǎn)量。 ( 4)提高產(chǎn)品品位和純度,利用浮選、磁選、化選、重選相結(jié)合的方法降低 Fe2O3及其它微量元素的含量。 ( 5)完善“規(guī)模化生產(chǎn)硅線石精礦粉”的工藝、技術(shù)及流 程的各項(xiàng)控制指標(biāo)。 第二章 技術(shù)可行性分析 一、項(xiàng)目的技術(shù)路線、工藝的科學(xué)性、合理性關(guān)鍵技術(shù)的先進(jìn)性概述。 項(xiàng)目的技術(shù)路線為: 采礦→破碎→研磨→脫泥→除鐵→除雜→粗選→精選→重選→烘干→除鐵除雜→包裝。 工藝的科學(xué)性就在于不使用 酸洗的工藝除鐵除雜,改進(jìn)或改良浮選使用的添加劑,排放廢物不污染環(huán)境。其合理性在于充分利用資源,降低生產(chǎn)成本,提高產(chǎn)量。 關(guān)鍵技術(shù)的先進(jìn)性就在于:取消了酸洗除鐵除雜工藝。一是酸浸效果受原礦組分變化,浮選產(chǎn)品質(zhì)量、操作等因素影響大,而新工藝受這些影響小,產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定;二是新工藝不需要漂洗,節(jié)約資源和能源,減少廢水排放;三是酸浸除鐵勞動(dòng)強(qiáng)度大且難以操作,更重要的是嚴(yán)重?fù)p傷設(shè)備,污染生產(chǎn)環(huán)境對(duì)操作人員有害;四是新工藝綜合成本低,可降低成本 15%以上;五是在生產(chǎn)工藝、流程過程中減輕浮選壓力,提高產(chǎn)品回收率。為此該工藝 技術(shù)的應(yīng)用,可在我國處領(lǐng)先地位,填補(bǔ)我省空白。 二、項(xiàng)目產(chǎn)品性能水平與國內(nèi)外產(chǎn)品的比較。 該項(xiàng)目產(chǎn)品的性能符合國家部令標(biāo)準(zhǔn)要求,滿足各用戶要求,可生產(chǎn)出“普通”、“一級(jí)”、“高純”三個(gè)級(jí)別 10 個(gè)等級(jí)的 產(chǎn)品。該項(xiàng)目產(chǎn)品的制品已出口日本等國家。深受我國“洛陽耐火材料集團(tuán)公司”、“北京門頭溝耐火材料有限公司”、“寶鋼”、“首鋼”、“湘鋼”等單位青睞。與我國同類產(chǎn)品比較:一是色澤優(yōu)于其它產(chǎn)品(純銀白色);二是 K2O+Na2O 含量低于 %以下;三是粒度 2 左右,粒度均勻,含黑云母極少,純度高;四是耐火度及其穩(wěn)定性 都優(yōu)于國內(nèi)同類產(chǎn)品。 第三章 立項(xiàng)的成熟程度 一、項(xiàng)目發(fā)展的前期工作及技術(shù)基礎(chǔ): 對(duì)該項(xiàng)目的發(fā)展和實(shí)施, 某 耐火材料有限公司已建安設(shè)計(jì)了能力年產(chǎn) 3000 噸“硅線石精礦粉”生產(chǎn)線一條(由省地礦廳地礦研究所設(shè)計(jì)),及與之相配套的供電、供水、廠房等設(shè)施完備?,F(xiàn)有完備的化驗(yàn)、檢測(cè)設(shè)備和手段,及與之相適應(yīng)的統(tǒng)計(jì)和管理網(wǎng)略。并從人員素質(zhì)及管理和專業(yè)部門的協(xié)作等方面做了大量的工作,為該項(xiàng)目的實(shí)施打下了良好的基礎(chǔ)。 在技術(shù)基礎(chǔ)條件方面: 一是省國土資源廳地質(zhì)礦產(chǎn)綜合利用研究所(原 857 研究所)的小試報(bào)告。 二是 某 耐火材料有限 公司針對(duì)擴(kuò)大“硅線精礦粉”生產(chǎn)規(guī)模,認(rèn)真研究和前期準(zhǔn)備工作,制訂詳實(shí)可行的實(shí)施方案。 三是 某 耐火材料有限公司已取得的研究成果,得到有關(guān)專家的認(rèn)可,所用工藝在《非金屬礦》 2020 年第 3 期刊出。 四是 某 耐火材料有限公司專業(yè)技術(shù)人才勢(shì)力雄厚,有能力 完成該項(xiàng)目的實(shí)施工作。 二、對(duì)引進(jìn)技術(shù)的消化、吸收、創(chuàng)新和后續(xù)開發(fā)能力。 某 耐火材料有限公司針對(duì)已有的 某 省地質(zhì)礦產(chǎn)綜合利用研究所和西安冶金建材研究所的小試報(bào)告,分別在生產(chǎn)車間進(jìn)行了模擬生產(chǎn)試驗(yàn),在分別吸收其長處的同時(shí):一是把脫泥的流程提前,增加脫泥效果;二是合理的增加, 安裝攪拌筒,增加藥劑在礦漿中的滯留時(shí)間,使藥劑有足夠的時(shí)間,在礦漿中擴(kuò)散,同時(shí)也增加了浮選效果;三是取消了酸洗工藝;四是結(jié)合本公司設(shè)備的設(shè)計(jì)能力、工藝流程等特點(diǎn),制定出擴(kuò)大生產(chǎn)規(guī)模的各控制指標(biāo)。 第四章 市場(chǎng)需求情況和風(fēng)險(xiǎn)分析 一、硅線石精礦粉國內(nèi)市場(chǎng)現(xiàn)狀 據(jù)《中國耐火材料企事業(yè)名錄》統(tǒng)計(jì),我國每年需耐
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