【文章內(nèi)容簡介】 孔 隙率（ %）表 面 羥基（ %）光 譜 特 性 （ %）純 度（ %）表 觀 密 度(g/ml)年 產(chǎn) 1萬噸納 米 硅 基 氧 化 物 建設(shè)項目可行性研究報告 11國內(nèi)外同類產(chǎn)品 5100100400 8對 紫 外 中 波 (280320nm)反 射 率 60 640 60 50 160 25 790 60 50 250 25 本項目產(chǎn)品 580380 10 30對 紫 外 及 可 見 光 (270800nm)反 射 率 85 產(chǎn)品競爭力分析本項目引入國外材料研究的先進技術(shù)、經(jīng)驗，結(jié)合大量的科研實驗和小規(guī)模生產(chǎn)實踐，已掌握“溶膠凝膠”法生產(chǎn)納米二氧化硅核心技術(shù)，實現(xiàn)了對納米二氧化硅的粒徑可控（5～80nm） 、比表面積可控（100～790m 2/g） 、結(jié)構(gòu)可控（多微孔，孔徑 ～2nm 、孔隙率 20～70%） 、分散性可控、表觀密度 ～術(shù)特點。此外，根據(jù)用途的需要，采用均相反應(yīng)法可實現(xiàn)多種物質(zhì)的復(fù)配、包覆、組裝，如硅鋁復(fù)配、硅鋯復(fù)配、硅鈦復(fù)配等工藝技術(shù)。因此，產(chǎn)品質(zhì)量及應(yīng)用性能均佳，不但在國內(nèi)，而且在國際上競爭優(yōu)勢相當(dāng)明顯。本項目利潤空間較大，市場前景可觀，投資風(fēng)險較小。 價格預(yù)測以國內(nèi)外市場供求實際狀況和發(fā)展預(yù)測狀況,結(jié)合國內(nèi)目前生產(chǎn)技術(shù)條件、原材料供應(yīng)保障、產(chǎn)品價格的相對穩(wěn)定性和變化趨勢確定產(chǎn)品價格。 產(chǎn)品價格確定年 產(chǎn) 1萬噸納 米 硅 基 氧 化 物 建設(shè)項目可行性研究報告 12納米硅基氧化物目前市場平均售價約 45000元/噸。根據(jù)對目前國內(nèi)外市場需求及產(chǎn)品質(zhì)量所做調(diào)查，經(jīng)分析對比，將本項目納米硅基氧化物平均售價定為 45000元/噸，并以此作為財務(wù)評價依據(jù)。年 產(chǎn) 1萬噸納 米 硅 基 氧 化 物 建設(shè)項目可行性研究報告 133 生產(chǎn)規(guī)模與產(chǎn)品方案 本項目生產(chǎn)規(guī)模為 1萬噸/年納米硅基氧化物，項目建設(shè)共分四期，第一、二、三、四期完成后項目產(chǎn)品納米硅基氧化物生產(chǎn)能力分別為 1000噸、3000 噸、9000 噸、10000 噸。本項目生 產(chǎn) 實 行 三 班 、 每 班 8 小 時 工 作 制 ，年工作日按 250天計，年操作時數(shù)為 6000小時。 產(chǎn)品方案深入進行市場調(diào)查，充分了解相關(guān)行業(yè)對該產(chǎn)品的需求及同行業(yè)產(chǎn)品的生產(chǎn)情況，準(zhǔn)確預(yù)測市場走向，在以市場為導(dǎo)向的基礎(chǔ)上，選擇銷路好、效益高、生產(chǎn)有前景的產(chǎn)品。結(jié)合當(dāng)前市場容量及今后的發(fā)展趨勢，確定產(chǎn)品建設(shè)方案和建設(shè)規(guī)模，避免生產(chǎn)能力過剩，確保項目建設(shè)的經(jīng)濟效益。充分考慮原材料供應(yīng)情況，發(fā)揮當(dāng)?shù)刭Y源優(yōu)勢，選擇合理的原材料供應(yīng)路線方案。充分考慮規(guī)模經(jīng)濟優(yōu)勢，確定經(jīng)濟合理的裝置規(guī)模。在充分遵循循環(huán)經(jīng)濟的要求下，確定產(chǎn)品建設(shè)的種類和產(chǎn)量。在立足國內(nèi)市場的同時，適當(dāng)注意國外市場需求。年 產(chǎn) 1萬噸納 米 硅 基 氧 化 物 建設(shè)項目可行性研究報告 141萬噸/年納米硅基氧化物。詳見下表。表 31 納米硅基氧化物產(chǎn)品規(guī)格及質(zhì)量指標(biāo)序 號 項 目 單 位 數(shù) 量1 粒 徑 nm 5802 孔 徑 nm 3 微 孔 孔 隙 率 ％ 20704 比 表 面 積 m2/g 1007905 氧 化 硅 含 量 ％ ≥ 6 表 觀 密 度 g/ml 年 產(chǎn) 1萬噸納 米 硅 基 氧 化 物 建設(shè)項目可行性研究報告 154 工藝技術(shù)方案 工藝技術(shù)方案的選擇 原料路線確定的原則和依據(jù)本項目根據(jù)產(chǎn)品方案，并遵循下述原則，確定經(jīng)濟、合理的原料路線。原料路線應(yīng)滿足技術(shù)先進、安全、成熟可靠的生產(chǎn)工藝方案的要求；滿足生產(chǎn)規(guī)模化、產(chǎn)品質(zhì)量高、消耗低的要求；主要原料應(yīng)能夠基本自給或市場供應(yīng)有保障； 國內(nèi)、外工藝技術(shù)概況目 前 ， 納 米 二 氧 化 硅 的 生 產(chǎn) 方 法 主 要 有 化 學(xué) 方 法 中 的 “氣 相法 ”與 “溶 膠 凝 膠 ”法 兩 種 。 “氣 相 ”法“氣 相 ”法 生 產(chǎn) 的 二 氧 化 硅 俗 稱 氣 相 白 炭 黑 ， 最 早 由 德 國 的 迪高 沙 (Degussa)公 司 于 1941 年 采 用 氣 相 四 氯 化 硅 氫 氧 焰 水 解 技 術(shù)制 得 。 其 方 法 是 采 用 四 氯 化 硅 氣 體 在 氫 氧 氣 流 中 于 高 溫 下 水 解 制得 煙 霧 狀 二 氧 化 硅 即 將 四 氯 化 硅 蒸 汽 、 氫 氣 和 空 氣 的 均 勻 混 合 物通 到 燃 燒 室 內(nèi) ， 于 高 溫 (1100～ 1800℃ )下 將 四 氯 化 硅 水 解 成 二 氧化 硅 和 氯 化 氫 氣 體 。 然 后 ， 經(jīng) 凝 結(jié) 室 使 二 氧 化 硅 在 其 中 湍 流 ， 停年 產(chǎn) 1萬噸納 米 硅 基 氧 化 物 建設(shè)項目可行性研究報告 16留 一 定 時 間 后 即 形 成 絮 狀 的 二 氧 化 硅 。 最 后 經(jīng) 過 旋 風(fēng) 分 離 器 收 集 ，送 脫 酸 爐 ， 以 含 氨 的 空 氣 或 濕 熱 空 氣 吹 洗 白 炭 黑 ， 去 除 殘 留 的 氯化 氫 ， 至 pH 值 達 到 需 要 值 即 為 成 品 。 該 方 法 優(yōu) 點 是 產(chǎn) 品 純 度 極 高 ，分 散 度 高 ， 粒 子 細(xì) 而 成 球 形 ， 表 面 羥 基 少 ， 因 而 具 有 優(yōu) 異 的 補 強性 能 。 由 于 氣 相 二 氧 化 硅 對 硅 橡 膠 、 涂 料 、 密 封 膠 等 有 很 好 的 補強 與 增 稠 效 果 ， 因 此 其 制 備 技 術(shù) 先 后 被 美 、 日 、 英 等 國 所 引 進 與消 化 吸 收 。 經(jīng) 幾 十 年 時 間 的 發(fā) 展 ， 國 外 氣 相 二 氧 化 硅 的 生 產(chǎn) 工 藝已 相 當(dāng) 成 熟 ， 產(chǎn) 品 品 質(zhì) 日 趨 完 善 。我 國 對 “氣 相 ”法 生 產(chǎn) 二 氧 化 硅 技 術(shù) 的 引 進 與 消 化 吸 收 較 遲 ，90 年 代 中 期 才 開 始 打 破 國 外 的 長 期 技 術(shù) 封 鎖 ， 由 沈 陽 化 工 股 份 有限 公 司 首 先 引 進 技 術(shù) 與 設(shè) 備 進 行 投 產(chǎn) 。 此 后 ， 上 海 氯 堿 股 份 有 限公 司 、 四 川 自 貢 化 工 廠 亦 相 繼 引 進 該 技 術(shù) 。 但 總 體 來 說 ， 由 于 企業(yè) 對 此 項 技 術(shù) 的 引 進 時 間 短 ， 生 產(chǎn) 規(guī) 模 小 ， 資 金 缺 乏 ， 技 術(shù) 復(fù) 雜與 設(shè) 備 要 求 高 ， 又 受 制 于 人 ， 在 日 益 國 際 化 的 今 天 ， 難 以 與 國 外大 公 司 相 抗 衡 。 “溶膠－凝膠”法“溶膠－凝膠”法就是用含高化學(xué)活性組分的化合物作前驅(qū)體，在液相下將這些原料均勻混合，并進行水解、縮合化學(xué)反應(yīng)，在溶液中形成穩(wěn)定的透明溶膠體系，溶膠經(jīng)陳化膠粒間緩慢聚合，形成三維空間網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)的凝膠，凝膠網(wǎng)絡(luò)間充滿了失去流動性的溶劑，形成凝膠。凝膠經(jīng)過干燥、燒結(jié)固化制備出分子乃至納米亞結(jié)構(gòu)的材料。年 產(chǎn) 1萬噸納 米 硅 基 氧 化 物 建設(shè)項目可行性研究報告 17 工藝技術(shù)方案的比較和選擇 “氣 相 ”法 生 產(chǎn) 的 二 氧 化 硅 已 實 現(xiàn) 了 比 表 面 積 與 粒 徑 可 控 ，但 其 最 大 比 表 面 積 只 能 達 到 400m2/g， 如 德 國 迪 高 沙 公 司 生 產(chǎn) 的Aerosil380， 其 比 表 面 為 380177。30 m2/g。 同 時 ， 由 于 反 應(yīng) 是 在1800℃ 高 溫 下 進 行 ， 反 應(yīng) 生 成 的 納 米 氧 化 硅 呈 熔 融 狀 態(tài) ， 因 而 無法 對 其 生 成 的 顆 粒 進 行 有 效 的 結(jié) 構(gòu) 控 制 。 另 外 ， 由 化 學(xué) 方 程 式（ SiCl4+2H2+O2→ SiO2+4HCl） 可 知 ， 反 應(yīng) 同 時 生 成 了 副 產(chǎn) 品HCl， 其 在 高 溫 下 對 設(shè) 備 產(chǎn) 生 的 腐 蝕 性 極 強 ， 因 此 對 設(shè) 備 的 要 求 很高 ， 使 得 生 產(chǎn) 成 本 也 明 顯 增 加 。而 “溶膠－凝膠” 法與“ 氣 相 ”法 相比具有如下優(yōu)點：由于“ 溶膠－凝膠” 法中所用的原料首先被分散到溶劑中而形成低粘度的溶液，因此，就可以在很短的時間內(nèi)獲得分子水平的均勻性，在形成凝膠時，反 應(yīng)物之間很可能是在分子水平上被均勻地混合；由于經(jīng)過溶液反應(yīng)步驟，那么就很容易均勻定量地 摻入一些微量元素，實現(xiàn)分子水平上的均勻摻雜；與固相反應(yīng)相比，化學(xué)反應(yīng)將容易進行，而且僅需 要較低的合成溫度，一般認(rèn)為溶膠一凝膠體系中組分的擴散在納米范圍內(nèi)，而固相反應(yīng)時組分?jǐn)U散是在微米范圍內(nèi)，因此反應(yīng)容易進行，溫度較低；選擇合適的條件可以制備各種新型材料。但是， “溶膠－凝膠” 法也不可避免的存在一些問題，例如：原年 產(chǎn) 1萬噸納 米 硅 基 氧 化 物 建設(shè)項目可行性研究報告 18料金屬醇鹽成本較高；有機溶劑對人體有一定的危害性；整個溶膠一凝膠過程所需時間較長，常需要幾天或幾周；存在殘留小孔洞；存在殘留的碳；在干燥過程中會逸出氣體及有機物，并產(chǎn)生收縮。本項目選用“ 溶膠－凝膠” 法。 工藝技術(shù)描述本項目選用的“ 溶膠－凝膠” 法就是將鹽酸、水玻璃等原料加純水在 40～75℃下完成一、二級反應(yīng)，反應(yīng)完成后經(jīng)壓濾洗滌、脫水、干燥、表面處理等操作后得成品。 工藝流程和消耗定額 工藝流程工藝流程概述1)、一級反應(yīng)：將計量好的鹽酸、水玻璃、硫酸鈉、聚羧酸鹽、純水加入一級反應(yīng)釜，攪拌。反應(yīng)壓力為常壓，反應(yīng)溫度控制在40～75℃，加熱方式采用蒸汽夾套加熱。2)、二級反應(yīng)：將計量好的一級反應(yīng)產(chǎn)物、鹽酸、硫酸鈉加入二級反應(yīng)釜，攪拌。反應(yīng)壓力為常壓，反應(yīng)溫度控制在 40～75℃，加熱方式采用蒸汽夾套加熱。3)、洗滌壓濾：二級反應(yīng)產(chǎn)物進一步冷卻、水洗，壓濾。洗滌廢水進入廠污水處理池經(jīng)處理達標(biāo)后排入園區(qū)污水處理廠。4)、移相脫水、減壓蒸餾：在來自上道工序物料中加入正丁醇、異丁醇進行脫水處理，操作壓力為常壓，操作溫度為 90℃。然后減壓蒸餾，氣相正丁醇、異丁醇經(jīng)冷凝回收套用，固料進入下一道工年 產(chǎn) 1萬噸納 米 硅 基 氧 化 物 建設(shè)項目可行性研究報告 19序，操作壓力為 ～，操作溫度為 120℃。5)、干燥粉碎：將來自上道工序物料投入干燥器中干燥。干燥壓力為常壓，干燥溫度為 200～300℃，干燥時間約 5～12hr，加熱方式采用電加熱。物料經(jīng)干燥后進入粉碎機粉碎。6)、表面處理：在來自上道工序的物料中加入表面處理劑進行表面處理。操作溫度為常溫、操作壓力為常壓。7)、檢驗包裝：來自上道工序的物料經(jīng)檢驗后包裝入庫，得成品。主反應(yīng)式如下：Na2SiO3+2HCl=H2SiO3+2NaCl H2SiO3=SiO2+ H2O工藝流程及物料平衡簡圖（以生產(chǎn) 1噸納 米 硅 基 氧 化 物 為基準(zhǔn)）：年 產(chǎn) 1萬噸納 米 硅 基 氧 化 物 建設(shè)項目可行性研究報告 20水玻璃(40%)、鹽酸(31%)、硫酸納 、固堿 、聚羧酸鹽 、純水 65t洗滌壓濾移相脫水、減壓蒸餾純水 10t干燥粉碎一、二級反應(yīng)正、異丁醇各(補充) 冷凝廢水約 83t至廠區(qū)污水處理池表面處理檢驗包裝成品 1t表面處理劑共 液固 氣固 套用（5 噸） 液水蒸汽約 排入大氣少量尾氣排空 主要原輔材料、燃料動力消耗見下表：類別 名稱 規(guī)格 年用量（t/a） 備注鹽酸 31% 36000水玻璃 40%，模數(shù) 36000氫氧化鈉 99% 100硫酸鈉 99% 5200聚羧酸鹽 50原料純水 75萬 自制年 產(chǎn) 1萬噸納 米 硅 基 氧 化 物 建設(shè)項目可行性研究報告 21表41 主要原輔材料、燃料動力等年用量 主要設(shè)備本項目一期主要設(shè)備分類匯總見下表。表42 本項目一期主要設(shè)備分類匯總序號名稱 規(guī)格 單位 數(shù)量單價（萬元）金額（萬元） 備注1 無夾套搪瓷釜 5000L 臺 4 8 322 夾套搪瓷釜 5000L 臺 4 15 603 儲罐 50m3 只 11 8 884 儲罐 50m3 只 9 5 455 儲罐 1520m3 只 8 3 246 儲罐 2030m3 只 8 4 327 儲槽 20m3 只 2 5 108　 定量桶 　 只 16 9 定量桶 　 只 2 10 定量桶 　 只 2 11 定量桶 　 只 14 712 UPVC磁力泵 1020m3/h 臺 5 13 塑料離心泵 1020m3/h 臺 25 正丁醇 異丁醇 淀粉 500三乙醇胺 1甘油 1乙醇 3硅烷偶聯(lián)劑 硬脂酸鋁 1輔料聚乙二醇 1新鮮水 自來水 m3/a 75萬用于自制純水電 電 7200萬 Kwh/a 一期：780 萬Kwh/a汽 水蒸汽 5000t/a 折標(biāo)煤 643t/a年 產(chǎn) 1萬噸納 米 硅 基 氧 化 物 建設(shè)項目可行性研究報告 2214 耐酸堿砂漿泵 100 m3/h 臺 6 2 1215 過濾器 1030m3/h　 臺 2 5 1016 壓濾機 400800m2