【文章內容簡介】 僅解決了國內資金短缺問題 ,也引進了先進的工藝技術 ,使我國 CO2行業(yè)的整體技術水平上了一個臺階。例如 ， BOC 公司的全低壓工藝與我國傳統的高壓工藝相比 ,流程簡單 ,自動化水平較高 ,成本大幅度降低 ,產品質量可達到國際標準。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。該工藝根據天然 CO2雜質的性質 ,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 余種雜質的天然 CO2， 在常溫下就可以達到食品級 CO2的標準要求。在設計上 ,合理利用了壓縮機和制冷機的低溫熱能 ,做到了最大限度的節(jié)能 ,使噸 CO2 產品的能耗僅為 12～15kWh,約為其它 CO2精制裝置的 10%。 與國外現有精制 CO2技術比較 ,該工藝投資省、能耗低、對雜質的適應能力強、應用范圍廣 ,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 內外首創(chuàng)。這標志著我國 CO2生產技術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構 ， 各省市的差別較大。沿海開放城市、經濟發(fā)達省份需求量較大 ， 一般在 4 萬～ 6萬 t／ a， 其消費結構因各省市工業(yè)布局的著重點不同而異。廣東省是國內 CO2 市場比較活躍的地區(qū)之一 ， 全省 CO2生產能力 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%，油田驅油器、氣體肥料各占 6%， 醫(yī)藥、消防等其它領域占 3%。東北地區(qū)消費領域工業(yè)上主要用于焊接、油田驅油 ， 農業(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產品需要在保溫、保壓條件下運輸 ， 目前還沒有形成全國統一的市場格局 ， 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生產能力的 逐年擴大，一些大的生產廠家和用戶正在努力改善貯運裝置，適于長距離運輸的大型槽車越來越多，全國統一的大市場在 2～ 3 年內即可形成，屆時市場競爭不可避免，一些小型生產廠將會逐漸被淘汰，具有一定實力、又善于經營的合成氨廠、酒精廠、石化廠、氣田廠將分庭相爭，合成氨廠因資源豐富、質優(yōu)、成本低，在市場競爭中將處于優(yōu)勢地位。 國內 CO2市場潛力較大，常規(guī)用量將會進一步增加，一些新的應用領域將不斷涌現。飲料行業(yè)是國內 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，并可提高煙絲的質量。年產 10 萬箱香煙所需的煙絲，膨化時需消耗3000tCO2。我國每年香煙產量在 2021 萬箱左右，如均經膨化處理，則約需 CO260萬 t／ a。目前上海、寧波等地已開始使用這種技術，巨大的利潤將促使越來越多的煙廠應用這一技術，預計 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，為適應國際食品市場競爭和國內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 ” 農業(yè)的迅速發(fā)展，在農業(yè)上，為使大棚蔬菜高產、優(yōu)質，山東、河北、黑龍江省等正在推廣應用 CO2氣體肥料， CO2在這一領域的 應用前景十分廣闊。 第四章 資源條件評價 礦區(qū)地質概況 12 礦區(qū)位于 XXX 市 XX 縣禾亭鎮(zhèn)境內，距縣城北東東方向，直線 距離約 10km。地 理 坐 標 東 經 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)地質特征 地層 礦區(qū)出露地層為泥盆系上統佘田橋組及第四系，現就各類巖性及分布特征分述如下： 泥盆系上統佘田橋組（ D3s） 大面積分布于普查區(qū)內，依據本次填圖結果，可分為三個巖性段，上部為深灰－暗灰色中厚層狀泥質灰?guī)r，夾厚層狀白云質灰?guī)r；中部為灰－深灰色厚層狀隱晶質灰?guī)r夾白云質灰?guī)r及白云巖，局部見有薄層泥質灰?guī)r；下部為泥質灰?guī)r夾厚層狀結晶灰?guī)r。較普遍地見有硅質條帶及方解石脈穿插，局部見鐵錳質沿裂隙充填。巖石表面常風化成刀砍狀，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。 構造 區(qū)內構造簡單，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。 ，其性質表現為壓扭性。斷層破碎帶寬度 — ，主要由破碎的結晶灰?guī)r、 13 泥質灰?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，膠結物為鈣泥質，局部地方可見明顯地橫向擦痕，該斷層為區(qū)內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)內地層為單斜構造，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。 礦體地質特征 鉛 鋅礦化主要產于北東向大斷裂所派生的張性斷裂及羽 狀裂隙中，現礦化帶控制長 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，少量鐵質和泥質。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)延長數厘米至數十厘米不等 ,分枝復合 ,尖滅再現發(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。經探槽取樣分析：平均品位 Pb： % 、 Zn： %。 礦化帶兩側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 礦床開采技術條件 內部條件 通過二年多的地質普查工作，初步查明該鉛鋅礦化體主要產于北東東向深大斷裂所派生的張性斷裂及羽狀裂隙中，現礦化帶控制長度 600 余米，寬度 － 左右，鉛鋅礦呈細脈狀或星點浸染狀產于破碎帶及附近裂隙中，經探槽取樣分析結果 Pb： % 、 Zn： %。 經過進一步地質工作及深部驗證，預計該礦可以達到小型礦床水平。 外部條件 ⑴ 水文地質條件 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，泥盆系上統佘田橋組（ D3s）隱晶質灰?guī)r、 泥質灰?guī)r及白云質灰?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，該礦水文地質條件屬中等類型。 ③ 、工程地質條件 本鉛鋅礦在成因上，屬中低溫熱液充填交代型礦床。礦體較嚴格受斷裂構造控制，圍巖主要為隱晶質灰?guī)r及白云質灰?guī)r，此類巖石較完整、堅硬，加之區(qū)內斷裂構造不發(fā)育，由此該礦工程地質條件簡單。 ④ 、環(huán)境地質條件 15 礦區(qū)內為中低山巖溶地貌，植被發(fā) 育，除低洼處有少量旱地外，沒有農田分布。地表施工及礦產開采對環(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造控制的脈狀礦床，未來開采方式應采用平巷開拓。 綜合上述各項條件，該礦開采的外部條件較好。 對地質勘探工作的評價 勘探工作概況 省地質局區(qū)測隊于七十年代初期在該地區(qū)開展了區(qū)域地質調查，并先后提交了 1： 20 萬桂陽幅地質報告，礦產報告及綜合水文地質報告。 又于八十年代初期開展過 1： 5 萬地質填圖。在此工作的基礎上 ,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)內斷裂構造不發(fā)育，巖性主要為隱晶質灰?guī)r、泥質灰?guī)r及白云質灰?guī)r，屬硬質巖石，總之地質環(huán)境條件簡單。 第五章 建設方案 生產工藝流程 目前國內利用白云石生產輕質氧化鎂的生產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碳酸鈣，除 去 碳酸鈣后母液（重鎂水），再經熱解，得到堿式碳酸鎂，再經 850℃ 900℃ 燃燒，可制得輕質氧化鎂。 該工藝流程長、設備龐大、脫水時間長，能耗高，生產能力小，工藝操作控 16 制難度大，工人勞動大，副產品為碳酸鈣。 副產品無水硫酸鈣：目前國內采用的先進的生產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粉碎、烘干、包裝，得到無水粉狀硫酸鈣產品。 副產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。 該工藝設備冗長，勞動強度大，設備腐蝕嚴重，設備占地面積大，能耗高，產品質量差（最高氯化鈣含量達到 96%），設備投資大，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，完成本生產工藝路線，使生產過程縮短，能量得到充分利用，工人勞動強度低，產品質量高，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，同時也解決了對設備的嚴重腐蝕問題，從本質上提高了產品質量，可使產品質量達到國際或行業(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工藝。 CaSO4 含量可達 98%以上高于國家標準。 無水硫酸鈣產品質量比較（ W/%）