【文章內(nèi)容簡介】 僅解決了國內(nèi)資金短缺問題 ,也引進了先進的工藝技術(shù) ,使我國 CO2行業(yè)的整體技術(shù)水平上了一個臺階。例如 ， BOC 公司的全低壓工藝與我國傳統(tǒng)的高壓工藝相比 ,流程簡單 ,自動化水平較高 ,成本大幅度降低 ,產(chǎn)品質(zhì)量可達到國際標準。同時 ,為推動我國天然 CO2氣 田資源的開發(fā)利用 ,國內(nèi)科研部門已開發(fā)成功從天然 CO2提純食品級 CO2新工藝。該工藝根據(jù)天然 CO2雜質(zhì)的性質(zhì) ,采用氣化、提餾、吸附 3種分離單元組合的工藝路線 ,對于含有 30 余種雜質(zhì)的天然 CO2， 在常溫下就可以達到食品級 CO2的標準要求。在設(shè)計上 ,合理利用了壓縮機和制冷機的低溫?zé)崮?,做到了最大限度的節(jié)能 ,使噸 CO2 產(chǎn)品的能耗僅為 12～15kWh,約為其它 CO2精制裝置的 10%。 與國外現(xiàn)有精制 CO2技術(shù)比較 ,該工藝投資省、能耗低、對雜質(zhì)的適應(yīng)能力強、應(yīng)用范圍廣 ,不僅適用于天然 CO2的精制 ,也可用于工業(yè)排放 CO2的 精制 ,屬國 11 內(nèi)外首創(chuàng)。這標志著我國 CO2生產(chǎn)技術(shù)已達到國際先進水平。 (5)前景分析 目前 ， 我國 CO2市場需求量與消費結(jié)構(gòu) ， 各省市的差別較大。沿海開放城市、經(jīng)濟發(fā)達省份需求量較大 ， 一般在 4 萬～ 6萬 t／ a， 其消費結(jié)構(gòu)因各省市工業(yè)布局的著重點不同而異。廣東省是國內(nèi) CO2 市場比較活躍的地區(qū)之一 ， 全省 CO2生產(chǎn)能力 8． 05 萬 t／ a， 市場需求量約 5 萬 t／ a， 其中飲料、啤酒占 53%， 焊接13%， 冷凍 12%， 煙草 10%， 其它 12%。江蘇、上海兩地 CO2市場規(guī)模為 11 萬 t／ a，上述各種行業(yè)所占比例差別不大。山東 CO2生產(chǎn)能力 6． 5 萬 t／ a， 市場需求量約 5 萬 t／ a， 啤酒、汽水等飲料和煙草各占 30%， 冷凍、冷藏占 15%， 焊接占 10%，油田驅(qū)油器、氣體肥料各占 6%， 醫(yī)藥、消防等其它領(lǐng)域占 3%。東北地區(qū)消費領(lǐng)域工業(yè)上主要用于焊接、油田驅(qū)油 ， 農(nóng)業(yè)上常用作大棚蔬菜的氣體肥料 ， 其它方面用量較少。 我國 CO2價格各地區(qū)差別也較大。由于我國 CO2市場形成較晚 ， 再加上 CO2產(chǎn)品需要在保溫、保壓條件下運輸 ， 目前還沒有形成全國統(tǒng)一的市場格局 ， 其價格因地域不同而高低懸殊。市場比較活躍的地區(qū)，全國平均價格為 700～ 1500 元／ t。隨著我國 CO2生產(chǎn)能力的 逐年擴大，一些大的生產(chǎn)廠家和用戶正在努力改善貯運裝置，適于長距離運輸?shù)拇笮筒圮囋絹碓蕉?，全國統(tǒng)一的大市場在 2～ 3 年內(nèi)即可形成，屆時市場競爭不可避免，一些小型生產(chǎn)廠將會逐漸被淘汰，具有一定實力、又善于經(jīng)營的合成氨廠、酒精廠、石化廠、氣田廠將分庭相爭，合成氨廠因資源豐富、質(zhì)優(yōu)、成本低，在市場競爭中將處于優(yōu)勢地位。 國內(nèi) CO2市場潛力較大，常規(guī)用量將會進一步增加，一些新的應(yīng)用領(lǐng)域?qū)⒉粩嘤楷F(xiàn)。飲料行業(yè)是國內(nèi) CO2的一大市場，目前我國飲料的人均消費量不到 5kg／ a，而美國為 150kg／ a，西歐為 110kg／ a。隨著我 國人民生活水平的不斷提高，飲料行業(yè)對 CO2的消費量年均增長速率將會超過 20%。 CO2和氟里昂是兩種常用的煙絲膨化劑，而后者屬于禁用品，這將為 CO2在煙草行業(yè)大顯身手提供不可多得的機遇。液體 CO2用于煙絲的膨化處理，可使每箱香煙 (約需煙絲 50kg)節(jié)約煙絲～ 3kg，并可提高煙絲的質(zhì)量。年產(chǎn) 10 萬箱香煙所需的煙絲，膨化時需消耗3000tCO2。我國每年香煙產(chǎn)量在 2021 萬箱左右，如均經(jīng)膨化處理，則約需 CO260萬 t／ a。目前上海、寧波等地已開始使用這種技術(shù)，巨大的利潤將促使越來越多的煙廠應(yīng)用這一技術(shù)，預(yù)計 CO2在煙草行業(yè)的需求量將以年均 25%的速度增長。 CO2氣體保護焊接一直是我國重點推廣的技術(shù)項目之一，全國已有 1萬多臺CO2氣體保護焊機，今后還將繼續(xù)增加。這一行業(yè)對 CO2的用量將一直持續(xù)增長，預(yù)測增長幅度保持在 10%左右。 CO2在食品加工行業(yè)可用于食品的冷凍、冷藏、滅菌、防霉、保鮮等，為適應(yīng)國際食品市場競爭和國內(nèi)高檔食品保鮮的需要，這將是液體、固體 CO2潛在的巨大市場。伴隨近年來 “ 三高 ” 農(nóng)業(yè)的迅速發(fā)展，在農(nóng)業(yè)上，為使大棚蔬菜高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)，山東、河北、黑龍江省等正在推廣應(yīng)用 CO2氣體肥料， CO2在這一領(lǐng)域的 應(yīng)用前景十分廣闊。 第四章 資源條件評價 礦區(qū)地質(zhì)概況 12 礦區(qū)位于 XXX 市 XX 縣禾亭鎮(zhèn)境內(nèi)，距縣城北東東方向，直線 距離約 10km。地 理 坐 標 東 經(jīng) 112176。02′00″ ～ 112176。02′30″ ，北緯 25176。38′30″ ～25176。39′30″ ，面積約 。省道（ 1818 線）從礦區(qū)北西側(cè)通過，并有鄉(xiāng)村公路連接工作區(qū)，交通方便。 礦區(qū)屬低山丘陵區(qū)，最高海拔 519m，最低 380 余米，相對高差 140 余米，區(qū)內(nèi)屬巖溶地貌，地形較陡，局部為懸崖，植被發(fā)育，以野生灌木為主，局部為松，油茶及小竹子，通行 條件不甚好。 礦區(qū)地質(zhì)特征 地層 礦區(qū)出露地層為泥盆系上統(tǒng)佘田橋組及第四系，現(xiàn)就各類巖性及分布特征分述如下： 泥盆系上統(tǒng)佘田橋組（ D3s） 大面積分布于普查區(qū)內(nèi)，依據(jù)本次填圖結(jié)果，可分為三個巖性段，上部為深灰－暗灰色中厚層狀泥質(zhì)灰?guī)r，夾厚層狀白云質(zhì)灰?guī)r；中部為灰－深灰色厚層狀隱晶質(zhì)灰?guī)r夾白云質(zhì)灰?guī)r及白云巖，局部見有薄層泥質(zhì)灰?guī)r；下部為泥質(zhì)灰?guī)r夾厚層狀結(jié)晶灰?guī)r。較普遍地見有硅質(zhì)條帶及方解石脈穿插，局部見鐵錳質(zhì)沿裂隙充填。巖石表面常風(fēng)化成刀砍狀，節(jié)理裂隙發(fā)育。 四系（ Q） 主要見于礦區(qū)的東部 、北部及南西角的山洼中，其它地方也有斷續(xù)出露，主要由殘坡積物和沖積物組成，厚度 － 不等。 構(gòu)造 區(qū)內(nèi)構(gòu)造簡單，以斷裂為主，褶曲不發(fā)育，周家 — 橫窩嶺深大斷裂 (屬區(qū)域北東向斷裂 )通過礦區(qū)南部，斷層走向北東東，傾向北北西，傾角較陡 50～ 70176。 ，其性質(zhì)表現(xiàn)為壓扭性。斷層破碎帶寬度 — ，主要由破碎的結(jié)晶灰?guī)r、 13 泥質(zhì)灰?guī)r、白云巖及石英脈組成，角礫棱角及次棱角狀，大小相差懸珠，膠結(jié)物為鈣泥質(zhì)，局部地方可見明顯地橫向擦痕，該斷層為區(qū)內(nèi)礦化體的形成提供了有利的通道。受其影響次級小斷裂及羽狀裂 隙亦較發(fā)育。 普 查區(qū)內(nèi)地層為單斜構(gòu)造，走向 NW－ SE，傾向 SW，傾角一般 在 20176。 － 45176。 之間，局部地段見有小型褶曲。 巖漿巖 普查區(qū)及其周邊未見巖漿巖出露。 圍巖蝕變 斷層及礦化帶兩側(cè)發(fā)育有輕微的硅化、白云石化和綠泥石化。 物化探異常特征 礦區(qū)位于編號為 54Pb、 Zn 金屬量異常區(qū)中。該異常為 Ⅰ 級異常區(qū)，面積， Pb、 Zn含量一般在 － ％左右，最高可達 2%以上。 礦體地質(zhì)特征 鉛 鋅礦化主要產(chǎn)于北東向大斷裂所派生的張性斷裂及羽 狀裂隙中，現(xiàn)礦化帶控制長 約 600 余米，寬度 － 左右，礦化帶主要由石英脈，硅化或白云石化灰?guī)r組成，少量鐵質(zhì)和泥質(zhì)。走向 NNW，傾向 SWW，傾角 50176。 － 70176。 左右。鉛鋅礦主要為細脈狀、星點浸染狀和小團塊狀，細脈 厚度一般在 1㎝以下，斷續(xù)延長數(shù)厘米至數(shù)十厘米不等 ,分枝復(fù)合 ,尖滅再現(xiàn)發(fā)育，小團塊一般見為25mm — 510mm 左右。金屬礦物為方鉛礦、閃鋅礦，脈石礦物主要為石英、方解石、白云石和鐵泥質(zhì)。經(jīng)探槽取樣分析：平均品位 Pb： % 、 Zn： %。 礦化帶兩側(cè)的圍巖局部見有輕微的硅化及白云巖化，并偶爾見有星點狀的鉛鋅礦。 14 礦床開采技術(shù)條件 內(nèi)部條件 通過二年多的地質(zhì)普查工作，初步查明該鉛鋅礦化體主要產(chǎn)于北東東向深大斷裂所派生的張性斷裂及羽狀裂隙中，現(xiàn)礦化帶控制長度 600 余米，寬度 － 左右，鉛鋅礦呈細脈狀或星點浸染狀產(chǎn)于破碎帶及附近裂隙中，經(jīng)探槽取樣分析結(jié)果 Pb： % 、 Zn： %。 經(jīng)過進一步地質(zhì)工作及深部驗證，預(yù)計該礦可以達到小型礦床水平。 外部條件 ⑴ 水文地質(zhì)條件 ①、 含水層 本礦區(qū)屬碳酸鹽巖溶地貌，主要含水層有第四系（ Q）松散層，泥盆系上統(tǒng)佘田橋組（ D3s）隱晶質(zhì)灰?guī)r、 泥質(zhì)灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r含水層。地下水主要存在形式為：裂隙水、巖溶水及接觸帶水。 ② 、地表水 礦區(qū)地表水體不發(fā)育，只有一條短小溪溝，由礦區(qū)向北東流向境外。該小溪水主要來自大氣降雨及泉水補給，屬間歇性溪溝，對礦床開采影響不大。 綜合上述條件，該礦水文地質(zhì)條件屬中等類型。 ③ 、工程地質(zhì)條件 本鉛鋅礦在成因上，屬中低溫?zé)嵋撼涮罱淮偷V床。礦體較嚴格受斷裂構(gòu)造控制，圍巖主要為隱晶質(zhì)灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，此類巖石較完整、堅硬，加之區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，由此該礦工程地質(zhì)條件簡單。 ④ 、環(huán)境地質(zhì)條件 15 礦區(qū)內(nèi)為中低山巖溶地貌，植被發(fā) 育，除低洼處有少量旱地外，沒有農(nóng)田分布。地表施工及礦產(chǎn)開采對環(huán)境影響小，主要是廢渣廢土的堆放處理。 綜上所述，礦山總體環(huán)境地質(zhì)條件較好。 ⑤ 、其他外部條件 礦區(qū)交通條件好，供水、供電亦很方便，加之本地勞動力充裕，同時，該礦為較嚴格地受斷裂構(gòu)造控制的脈狀礦床，未來開采方式應(yīng)采用平巷開拓。 綜合上述各項條件，該礦開采的外部條件較好。 對地質(zhì)勘探工作的評價 勘探工作概況 省地質(zhì)局區(qū)測隊于七十年代初期在該地區(qū)開展了區(qū)域地質(zhì)調(diào)查，并先后提交了 1： 20 萬桂陽幅地質(zhì)報告，礦產(chǎn)報告及綜合水文地質(zhì)報告。 又于八十年代初期開展過 1： 5 萬地質(zhì)填圖。在此工作的基礎(chǔ)上 ,在該地圈出 Ⅰ 級金屬量鉛鋅異常 ㎡。本鉛鋅礦位于該異常的中心 評價 礦區(qū)屬低山區(qū)，氣候溫暖潮濕；植被發(fā)育，地面水系不發(fā)育，稻田與耕地甚少，地貌類型單一，區(qū)內(nèi)斷裂構(gòu)造不發(fā)育，巖性主要為隱晶質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r，屬硬質(zhì)巖石，總之地質(zhì)環(huán)境條件簡單。 第五章 建設(shè)方案 生產(chǎn)工藝流程 目前國內(nèi)利用白云石生產(chǎn)輕質(zhì)氧化鎂的生產(chǎn)方法有白云石碳酸化法。 白云石碳酸法，將白云石（ XMgCO3yCaCO 3）煅燒 ，加水消化制得 Mg(OH)2及 Ca(OH)2,用 CO2碳化得到碳酸氫鎂和副產(chǎn)碳酸鈣，除 去 碳酸鈣后母液（重鎂水），再經(jīng)熱解，得到堿式碳酸鎂，再經(jīng) 850℃ 900℃ 燃燒，可制得輕質(zhì)氧化鎂。 該工藝流程長、設(shè)備龐大、脫水時間長，能耗高，生產(chǎn)能力小，工藝操作控 16 制難度大，工人勞動大，副產(chǎn)品為碳酸鈣。 副產(chǎn)品無水硫酸鈣：目前國內(nèi)采用的先進的生產(chǎn)工藝為升降膜式蒸發(fā)器，該方法是將氯化鈣溶液連續(xù)進入升膜蒸發(fā)器和降膜蒸發(fā)器濃縮，然后再進入滾簡式冷卻制片機再經(jīng)粉碎、烘干、包裝，得到無水粉狀硫酸鈣產(chǎn)品。 副產(chǎn)品二氧化碳氣體直接空氣 中（未回收利用），嚴重污染環(huán)境和資源的浪費。 該工藝設(shè)備冗長，勞動強度大，設(shè)備腐蝕嚴重，設(shè)備占地面積大，能耗高，產(chǎn)品質(zhì)量差（最高氯化鈣含量達到 96%），設(shè)備投資大，環(huán)境污染嚴重。 該公司通過實驗研究，采用公司獨有的同步逆位煅煉爐和濃縮干燥一體機技術(shù)，完成本生產(chǎn)工藝路線，使生產(chǎn)過程縮短，能量得到充分利用，工人勞動強度低，產(chǎn)品質(zhì)量高，環(huán)境污染小。該項工藝過程是： 1．酸分解 將一定量的白云石粉加入到理論耗量 105%鹽酸中，控制攪拌速度。此時鈣鎂浸出率會達到 95%以上。 2．鈣分離 在 每噸 白云石分解液中直接加入理 論耗量 724 公斤的濃硫酸，此時鈣可迅速徹底沉淀，得到沉淀物，雖然含雜質(zhì)較多，但較容易分離。精制后的硫酸溶液體進入 “ 濃縮干燥一體機 ” 一步法生產(chǎn)高純無水硫酸裝置。 該工藝使物料在霧化狀態(tài)下連續(xù)濃縮，解決了目前常規(guī)生產(chǎn)工藝在鐵制容器中濃縮形成的對物料嚴重污染的問題，同時也解決了對設(shè)備的嚴重腐蝕問題，從本質(zhì)上提高了產(chǎn)品質(zhì)量，可使產(chǎn)品質(zhì)量達到國際或行業(yè)標準。本工藝燃料消耗和電耗均低于常規(guī)酸法二水硫酸鈣生產(chǎn)工藝。 CaSO4 含量可達 98%以上高于國家標準。 無水硫酸鈣產(chǎn)品質(zhì)量比較（ W/%）