【文章內(nèi)容簡介】 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，所排出的廢水、廢料污染環(huán)境。 我省雖已建有幾個廠家如：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、豐富的“硅線石”資源閑置，我省乃至全國所 用“硅線石精礦粉”依賴于進口或從外省購入。因此擴大硅線石生產(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“硅線石精礦粉”已達到了依賴程度，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成功 23 和不定型耐火材料的應(yīng)用，將導(dǎo)致“硅線石精礦粉”在市場上出現(xiàn)求大于供的局面。據(jù)統(tǒng)計，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)?；a(chǎn)技術(shù)。精礦回收率只能達到 56%以上，礦物回收率只能達到 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)計工藝及流程。已投資 400 萬元在一邊生產(chǎn)一邊研究的同時，通過模擬生產(chǎn)變換各工藝流程的控制指標(biāo)，改進浮選藥劑，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)實驗這一成熟過程，使企業(yè)目前流動資金緊缺，導(dǎo) 24 致企業(yè)處于半停產(chǎn)狀態(tài)，急需解決流動資金問題。 三、現(xiàn)有規(guī)模和市場形勢及國家產(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，每年世界“硅線石精礦粉”銷售市場在逐年猛增。 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 %計算，生產(chǎn)規(guī)模遠遠小于使用規(guī)模 ，銷售市場形勢為求大于供。 我國也相應(yīng)制定了“硅線石精礦粉”的各項理化指標(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） ﹪ 必須進行此項檢驗，將實驗數(shù)據(jù)質(zhì)量證明書中注明 [中國 21 世紀議程 ]制訂了某非金屬礦產(chǎn)〈硅線石〉資源開 25 發(fā)與利用的目標(biāo)和要求。 四、項目產(chǎn)品的主要用途、性能： 該項目產(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，彼此共用一個氧離子形成鏈狀，而 [ALO6]八面體之間彼此共用兩個氧離子（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 26 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（ PH） 加熱性質(zhì) 1500186。C 左右開始轉(zhuǎn)變?yōu)槟绞? 體積變化 1% + 27 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 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% 必須進行此項檢驗，將實測數(shù)據(jù)質(zhì)量證明書中注明 注：需方對質(zhì)量有特殊要求時，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)化所需時間 長 轉(zhuǎn)化后體膨脹率 1% 78 莫來石結(jié)晶過程 在整個顆粒發(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 28 五、項目實施的目的意義： 該項目的實施可填補某省“規(guī)模化生產(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，補充世界及我國“硅線石精礦粉”的需求市場，年可生產(chǎn) 6600 噸“硅線石精礦粉”；綜合經(jīng)濟效益 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、項目主要開發(fā)內(nèi)容和技術(shù)特點： 擴大“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)準的合格產(chǎn)品 —— “硅線石精礦粉”，其技術(shù)特點主要有以下幾點： （ 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，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)?；a(chǎn)硅線石精礦粉”的工藝、技術(shù)及流 29 程的各項控制指標(biāo)。 第二章 技術(shù)可行性分析 一、項目的技術(shù)路線、工藝的科學(xué)性、合理性關(guān)鍵技術(shù)的先進性概述。 項目的技術(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；三是酸浸除鐵勞動強度大且難以操作，更重要的是嚴重損傷設(shè)備，污染生產(chǎn)環(huán)境對操作人員有害；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，填補我省空白。 二、項目產(chǎn)品性能水平與國內(nèi)外產(chǎn)品的比較。 該項目產(chǎn)品的性能符合國家部令標(biāo)準要求，滿足各用戶要求，可生產(chǎn)出“普通”、“一級”、“高純”三個級別 10 個等級的 30 產(chǎn)品。該項目產(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 立項的成熟程度 一、項目發(fā)展的前期工作及技術(shù)基礎(chǔ)： 對該項目的發(fā)展和實施，某耐火材料有限公司已建安設(shè)計了能力年產(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），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、檢測設(shè)備和手段，及與之相適應(yīng)的統(tǒng)計和管理網(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，為該項目的實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）的小試報告。 二是某耐火材料有限 公司針對擴大“硅線精礦粉”生產(chǎn)規(guī)模，認真研究和前期準備工作，制訂詳實可行的實施方案。 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)人才勢力雄厚，有能力 31 完成該項目的實施工作。 二、對引進技術(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告，分別在生產(chǎn)車間進行了模擬生產(chǎn)試驗，在分別吸收其長處的同時：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間，使藥劑有足夠的時間，在礦漿中擴散，同時也增加了浮選效果；三是取消了酸洗工藝；四是結(jié)合本公司設(shè)備的設(shè)計能力、工藝流程等特點，制定出擴大生產(chǎn)規(guī)模的各控制指標(biāo)。 第四章 市場需求情況和風(fēng)險分析 一、硅線石精礦粉國內(nèi)市場現(xiàn)狀 據(jù)《中國耐火材料企事業(yè)名錄》統(tǒng)計，我國每年需耐火材料產(chǎn)品為 1500 萬噸左右，按產(chǎn)品的 1%添加和使用“硅線石精礦粉”，每年需“硅線石精礦粉” 15 萬噸，再按需求的 80%計劃每年只少需 12 萬噸。而我國的年生產(chǎn)能力只有 15000 噸，市場空間很大。 就其“硅線石精 礦粉”的特殊性和廣泛的用途，不論世界局勢如何變化，對“硅線石精礦粉”的需求仍然很大。因其是鋼鐵航天、建材等行業(yè)不可替代的產(chǎn)品，且能促進鋼鐵企業(yè)的品種和優(yōu)質(zhì)方面的調(diào)整。為此，該產(chǎn)品有著可觀的發(fā)展前景。 32 目前，我國受資源和技術(shù)的限制，我國生產(chǎn)“硅線石精礦粉”的廠家也只有黑龍江的林口市“林信硅線石有限公司”和“某耐火材料有限公司”，黑龍江的雞西和河北的靈壽亦有廠家，但因原礦制約，其精礦細度特細，而市場上用量極少，因而我國“硅線石”市場可以說不存在競爭局面，只要能生產(chǎn)出合格產(chǎn)品，就可銷向市場，而該項目的實施，年也只 能生產(chǎn) 6000噸，遠不能滿足市場需要，只占全國需求量的 5%。 二、硅線石精礦粉國際