【正文】 制品。這一消耗比例與國(guó)際消費(fèi)基本相當(dāng)。由于我國(guó)納米碳酸鈣產(chǎn)業(yè)化速度尚未跟上，所以限制了其應(yīng)用范圍，同時(shí)又表現(xiàn)為進(jìn)口呈上升趨勢(shì)。近幾年我國(guó)進(jìn)口納米碳酸鈣以超過(guò) 20％的速度增長(zhǎng)，預(yù)計(jì)到 2022 年納米碳酸鈣國(guó)內(nèi)需求量將超過(guò) 30 6000t/a 超重法納米碳酸鈣生產(chǎn)線建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 20萬(wàn) t，其中納米級(jí)碳酸鈣還需要進(jìn)口約 8～10 萬(wàn) t。隨著我國(guó)對(duì)橡膠、塑料、造紙、涂料、油墨等行業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量的要求不斷提高，普通碳酸鈣的市場(chǎng)將逐步萎縮，納米碳酸鈣消費(fèi)市場(chǎng)將會(huì)快速增長(zhǎng)。 市場(chǎng)分析結(jié)論綜上所述，納米碳酸鈣不僅現(xiàn)在屬于短缺產(chǎn)品，而且隨著其產(chǎn)品質(zhì)量的提高，生產(chǎn)成本的不斷下降，新的應(yīng)用領(lǐng)域的開拓，未來(lái)將具有更為廣闊的市場(chǎng)空間。因此，本項(xiàng)目的產(chǎn)品有著較為廣闊的市場(chǎng)前景，結(jié)合某鄉(xiāng)豐富的資源優(yōu)勢(shì)、便利的交通運(yùn)輸條件、良好的投資環(huán)境，該項(xiàng)目的建設(shè)是非常必要的。 6000t/a 超重法納米碳酸鈣生產(chǎn)線建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 21 3. 石灰石資源 概況石灰石采自于兩處礦山，即回頭山水泥灰?guī)r礦和交口水泥灰?guī)r礦?；仡^山水泥灰?guī)r礦區(qū)由省地礦局地質(zhì)二隊(duì)于 1984 年 6 月完成礦區(qū)詳細(xì)勘探地質(zhì)工作，省礦產(chǎn)儲(chǔ)量委員會(huì)于 1986 年 5 月以“豫儲(chǔ)字1986（06）號(hào)”文審查批準(zhǔn)（見(jiàn)附件） 。交口水泥灰?guī)r礦區(qū)由省地礦局地質(zhì)二隊(duì)于 1987 年 2 月完成了礦區(qū)詳細(xì)勘探地質(zhì)工作，省礦產(chǎn)儲(chǔ)量委員會(huì)于 1987 年 5 月以“豫儲(chǔ)決字（1987）07 號(hào)”文審查批準(zhǔn)（見(jiàn)附件） 。 礦山交通位置回頭山水泥灰?guī)r礦位于某市修武縣方莊鄉(xiāng)與岸上鄉(xiāng)交界處。西南至**市中心 25km，距項(xiàng)目所在地約 8km，交通方便。交口水泥灰?guī)r礦區(qū)位于**市北約 6km 的交口村北，市區(qū)有公路直達(dá)礦區(qū)，交通方便。礦區(qū)處在太行山南麓的低山丘陵區(qū)，東南至**市約 3km，距項(xiàng)目所地在約 10km。 礦山儲(chǔ)量情況回頭山礦區(qū)：報(bào)告提交表內(nèi)水泥灰?guī)r儲(chǔ)量：B 級(jí) 萬(wàn) t。C 級(jí) 萬(wàn) t。D級(jí) 萬(wàn) t，B+C+D 級(jí) 14154 萬(wàn) t。 6000t/a 超重法納米碳酸鈣生產(chǎn)線建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 22交口礦區(qū)：報(bào)告提交表內(nèi)水泥灰?guī)r儲(chǔ)量：B 級(jí) 1480 萬(wàn) t，C 級(jí) 萬(wàn) t，D 級(jí) 萬(wàn) t。B+C+D 級(jí)為 萬(wàn) t。初步考慮采用回頭山石灰石礦，由于年用礦石量不足一萬(wàn) t，可精選采礦點(diǎn)，確保礦石 CaCO3 含量≥97％，以滿足生產(chǎn)納米碳酸鈣對(duì)礦石品位的要求。采用民采民運(yùn)汽車進(jìn)廠。 6000t/a 超重法納米碳酸鈣生產(chǎn)線建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 23 4. 生產(chǎn)工藝 工藝設(shè)計(jì)原則 基本設(shè)計(jì)原則是：生產(chǎn)可靠、技術(shù)先進(jìn)、經(jīng)濟(jì)合理。（1） 生產(chǎn)可靠：工程設(shè)計(jì)在吸取國(guó)內(nèi)外設(shè)計(jì)及生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的基礎(chǔ)上，從工藝布置、設(shè)備選型到原燃料的處理上認(rèn)真推敲，以保證生產(chǎn)線較高的運(yùn)轉(zhuǎn)率，實(shí)現(xiàn)按期投產(chǎn)，短期內(nèi)達(dá)標(biāo)達(dá)產(chǎn)。（2） 技術(shù)先進(jìn)：主要工藝技術(shù)及裝備采用中國(guó)國(guó)內(nèi)成熟先進(jìn)的技術(shù)和裝備。（3） 經(jīng)濟(jì)合理：在工藝選型、總圖布置、結(jié)構(gòu)形式的選擇上精心優(yōu)化，降低土建投資份額。 工藝設(shè)計(jì)條件（1） 本工程擬建一條 6000t/a 超重法納米碳酸鈣生產(chǎn)線，年產(chǎn) 15～30nm納米碳酸鈣 6000t。（2） 原、燃料及成品運(yùn)輸方式： 石灰石 ：塊狀，汽車運(yùn)輸進(jìn)廠 焦碳：塊狀，汽車運(yùn)輸進(jìn)廠納米碳酸鈣：粉狀，袋裝汽車運(yùn)輸出廠（3）燃料焦碳熱值：。（4）碳化系統(tǒng)年運(yùn)轉(zhuǎn)天數(shù)：333 天，8000 小時(shí)。 物料平衡表根據(jù)同類生產(chǎn)線生產(chǎn)實(shí)際情況物料消耗定額見(jiàn)表 4－1 6000t/a 超重法納米碳酸鈣生產(chǎn)線建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 24表 4－1 物料消耗定額表序號(hào) 項(xiàng)目 消耗指標(biāo) 年消耗量1 石灰石 2 焦碳 3 表面活化劑 4 納米碳酸鈣 1t/t 6000t5 蒸汽（） 4t/t 24000t6 電 600Kwh/t 360 萬(wàn) kwh7 水 物料平衡表見(jiàn)表 4－2表 4－2 物料平衡表消耗量(干基)t序號(hào)項(xiàng)目 消耗指標(biāo)t/t 小時(shí) 日 月 年1 石灰石 756 8400t2 焦碳 540t3 表面活化劑 480t4 納米碳酸鈣 1 18 540 6000t 各種物料存儲(chǔ)方式、儲(chǔ)存量及儲(chǔ)期各 種 物 料 的 儲(chǔ) 存 方 式 、 儲(chǔ) 存 量 及 儲(chǔ) 存 期 見(jiàn) 表 4－ 3表 43 各 種 物 料 的 儲(chǔ) 存 方 式 、 儲(chǔ) 存 量 及 儲(chǔ) 存 期序號(hào) 物料名稱 儲(chǔ)存方式 規(guī)格(m) 數(shù)量 儲(chǔ)量(t) 儲(chǔ)期(d) 備注堆棚 1224 1 350 石灰石配料倉(cāng) 1 63 堆棚 1212 1 100 焦碳配料倉(cāng) 1 6000t/a 超重法納米碳酸鈣生產(chǎn)線建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 25 儲(chǔ)倉(cāng) φ5 1 90 53 納米碳酸鈣站臺(tái) 1 126 7 主要生產(chǎn)車間設(shè)備能力及工作制度 主要生產(chǎn)車間設(shè)備生產(chǎn)能力及工作制度見(jiàn)表4－4表4－4 主要生產(chǎn)車間設(shè)備生產(chǎn)能力及工作制度序號(hào) 車間名稱 設(shè)備名稱 型號(hào) 規(guī)格 性能數(shù)量工作制度(d/w)(h/d)運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)間(h/d)年利用率(%)1 煅燒凈化 立式石灰窯有效容積 50m3，平均投石量：35 t/d。1 724 24 702 消化 消化反應(yīng)器 12m3 石灰乳/h 1 724 24 703 碳化改性 超重力碳化反應(yīng)器 BHG9903W 型3000t/a 2 724 24 91壓榨式過(guò)濾機(jī) 150m2 1 724 24 76二級(jí)干燥器 24 24 764 干燥包裝包裝機(jī) 2t/h 1 512 12 主要設(shè)備選型 石灰窯采用機(jī)械化石灰窯，有效容積：50m 3，平均投石量：35 t/d。 消化反應(yīng)器消化反應(yīng)器或稱消化機(jī)，普遍應(yīng)用于濕法消化石灰。消化機(jī)具有機(jī)械化程度高，產(chǎn)量大，環(huán)境污染小等特點(diǎn)，適合于本工藝要求。本設(shè)計(jì)采用后端出料的消化機(jī)一臺(tái)，生產(chǎn)能力：12m 3 石灰乳/h 。 6000t/a 超重法納米碳酸鈣生產(chǎn)線建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 26 碳化反應(yīng)器本設(shè)計(jì)采用的碳化反應(yīng)器為北京化工大學(xué)的專利產(chǎn)品—超重力反應(yīng)器，該反應(yīng)器由外腔和轉(zhuǎn)子組成，轉(zhuǎn)子內(nèi)為填料床，在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下轉(zhuǎn)子高速旋轉(zhuǎn)，氣體和液體在超重力反應(yīng)器中混合反應(yīng)。本設(shè)計(jì)采用碳化反應(yīng)器兩臺(tái)，型號(hào)：BHG9903W,液體流量：250m 3/h，氣體流量：1500m 3/h,電機(jī)功率：P=75kw。 壓榨式壓濾機(jī)由于反應(yīng)漿液中固體碳酸鈣不僅顆粒粒度細(xì)，而且濃度低，不易沉降。根據(jù)目前碳酸鈣生產(chǎn)廠的實(shí)際操作經(jīng)驗(yàn)，壓榨式壓濾機(jī)是用于輕質(zhì)碳酸鈣生產(chǎn)的理想分離設(shè)備。本裝置擬采用箱式明流自動(dòng)卸料的壓榨式隔膜壓濾機(jī)，具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、輔助設(shè)備少、動(dòng)力消耗低等優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，過(guò)濾推動(dòng)力大，特別是具有壓榨功能，所得到的濾餅因含水量低，減少了干燥過(guò)程的能耗。本設(shè)計(jì)采用一臺(tái)壓榨式過(guò)濾機(jī)，過(guò)濾面積 F＝150m 2。 干燥器 一級(jí)干燥器采用雙軸槳式干燥機(jī)，型號(hào)：SK 型 ,處理能力：Q=(干基) 主軸功率：N=55kw 。 二級(jí)干燥器 采用一臺(tái)微粉干燥機(jī)，該機(jī)是集干燥、破碎、分級(jí)為一體的多功能干燥機(jī)。處理能力：Q=( 干基) 。攪拌機(jī)功率：N=37kw。分級(jí)機(jī)功率：N=。 6000t/a 超重法納米碳酸鈣生產(chǎn)線建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 27 包裝機(jī)輕質(zhì)粉料易搭拱、易吸濕結(jié)塊。輕質(zhì)粉包裝機(jī)采用強(qiáng)迫給料方式，使物料在衡器中不滯留；裝袋過(guò)程采用緩釋技術(shù)抑制粉塵的發(fā)生，且備有吸塵口，及時(shí)吸除粉塵，即保證稱量的準(zhǔn)確度，又保護(hù)了操作環(huán)境。 工藝流程簡(jiǎn)介納米碳酸鈣的生產(chǎn)是將精選的石灰石礦石煅燒，得到氧化鈣和窯氣。使氧化鈣消化，并將得到的懸乳狀氫氧化鈣在高剪力作用下粉碎，經(jīng)多級(jí)懸液分離除去顆粒及雜質(zhì)，得到一定濃度的氫氧化鈣懸乳液。通入凈化后的窯氣（CO 2） ，加入適當(dāng)?shù)谋砻娓男詣?，碳化至終點(diǎn)，得到要求晶型的碳酸鈣漿液，再進(jìn)行脫水、干燥、表面處理，得到所要求的納米碳酸鈣產(chǎn)品。主要生產(chǎn)過(guò)程分四個(gè)工序：煅燒凈化、消化、碳化改性、干燥包裝。 煅燒凈化煅燒凈化是將石灰石和焦碳按一定比例加入石灰石窯進(jìn)行煅燒，石灰石在窯中分解為氧化鈣和二氧化碳?xì)怏w，化學(xué)反應(yīng)方程式為：CaCO3→CaO+CO 2C+O2→CO 2由輪式裝載機(jī)將粒度為60mm 左右的石灰石及粒度為20～50mm 左右的焦碳分別從堆場(chǎng)鏟至受料斗送入各自的配料倉(cāng)，配料倉(cāng)下設(shè)有申克定量給料機(jī)可實(shí)現(xiàn)定量給料，按一定比例配合的石灰石和焦碳經(jīng)過(guò)定量給料機(jī)送入皮帶機(jī)，送至石灰窯頂部，由石灰窯布料裝置將物料均勻地布入石灰窯體內(nèi)，利用鼓風(fēng)機(jī)把空氣按需要量從石灰窯底部鼓入窯內(nèi)。由于焦碳、石灰石與空氣逆流接觸，故石灰窯內(nèi)從頂部到底部形成預(yù)熱區(qū)、煅燒區(qū)和冷卻區(qū)三個(gè)區(qū)段，在煅燒區(qū)段內(nèi)，石灰石分解為氧化鈣和二氧化碳。冷卻區(qū)冷卻的生石灰從窯底出料裝置下至振動(dòng)輸送機(jī)通過(guò)篩分裝置篩分后，篩下的灰渣、細(xì)粉由手推車推至灰渣堆場(chǎng)堆放，篩上的生石灰由帶 6000t/a 超重法納米碳酸鈣生產(chǎn)線建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 28式輸送機(jī)運(yùn)至破碎機(jī)進(jìn)行破碎，破碎后的石灰經(jīng)斗式提機(jī)提升至生石灰儲(chǔ)倉(cāng)中儲(chǔ)存，從生石灰儲(chǔ)倉(cāng)下來(lái)的生石灰經(jīng)電子皮帶稱計(jì)量由膠帶輸送機(jī)送至石灰消化工段。石灰窯的窯氣經(jīng)窯氣冷卻器后，先由旋風(fēng)除塵器除去大顆粒，再由洗滌塔除去細(xì)小粉塵并降低溫度，然后在活性炭吸附塔除去部分SO 2和焦油后，由窯氣鼓風(fēng)機(jī)輸送至窯氣緩沖罐中，供碳化反應(yīng)用。 消化消化是將煅燒、粉碎合格后的生石灰與熱水發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，化學(xué)反應(yīng)方程式為：CaO+H2O→Ca（OH） 2得到粗的 Ca（OH） 2 溶液，經(jīng)旋液分離過(guò)濾等處理后得到精制合格的Ca（OH ） 2 溶液，備碳化改性用。儲(chǔ)存在倉(cāng)中的生石灰經(jīng)加料器按一定的速度加入消化反應(yīng)器中，在消化器中與按一定灰水比例加入的熱水反應(yīng)。消化反應(yīng)后的乳液經(jīng)除渣機(jī)分離出大粒徑的灰渣后進(jìn)入粗石灰乳槽；不溶渣石在消化反應(yīng)器尾端經(jīng)洗滌、瀝水后送至堆場(chǎng)。粗石灰乳槽中的灰乳加水粗調(diào)至 13～15％后，由粗石灰乳泵送至旋液分離器中進(jìn)行分離，從分離器溢流口出來(lái)的灰乳進(jìn)入石灰乳槽中進(jìn)一步熟化和細(xì)化后，由石灰乳泵送至振動(dòng)篩進(jìn)一步凈化后流至精漿槽，由精漿泵送至下一工序碳化改性工段。從渣液分離器底口流出來(lái)的粘稠的灰渣漿，收集于渣液槽中；加水稀釋后，由渣液旋液分離器回收部分漿料，產(chǎn)生的廢渣連同除渣篩、振動(dòng)篩以及消化反應(yīng)器所產(chǎn)生的廢渣一起運(yùn)至渣場(chǎng)。 碳化改性碳化的目的是將精制合格的 Ca（OH ） 2 溶液與石灰石在窯中煅燒分解出的二氧化碳?xì)怏w發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，得到所需要的碳酸鈣溶液?；瘜W(xué)反應(yīng)方 6000t/a 超重法納米碳酸鈣生產(chǎn)線建設(shè)工程可行性研究報(bào)告 29 程式是：Ca（OH） 2＋CO 2→CaCO 3＋H 2O改性的目的是為了滿足不同產(chǎn)品的生產(chǎn)需要，加入適量的改性劑，使產(chǎn)品的用途更加廣泛。 碳化經(jīng)過(guò)精制的石灰乳在精漿調(diào)制罐中加入水稀釋到所需濃度。然后加入到循環(huán)罐中；由循環(huán)泵以一定的流量將物料送入碳化反應(yīng)器中，并與窯氣反應(yīng)生成碳酸鈣。當(dāng)反應(yīng)液的 pH 值和電導(dǎo)率達(dá)到規(guī)定要求時(shí)，反應(yīng)結(jié)束。然后，將循環(huán)管路中的漿料先卸入熟漿接受罐中。碳化反應(yīng)器經(jīng)簡(jiǎn)單的水洗后，開始下一反應(yīng)循環(huán)。數(shù)次反應(yīng)后，利用稀酸對(duì)反應(yīng)器及相關(guān)管路進(jìn)行酸洗。 改性由碳化反應(yīng)得到的熟漿經(jīng)熱物料換熱器和熟料加熱器后，加入到改性罐中，通過(guò)乳化機(jī)將改性劑乳化、分散后加入到漿料中。改性結(jié)束后，物料被冷