【正文】 每年二萬噸特材冶煉灰渣綜合利用工程 16 后對(duì)晶體進(jìn)行洗滌； （ 4）硫酸鋁鉀的干燥：洗滌后晶體用流化床干燥后作為產(chǎn)品出售； （ 5）硫酸鋁鉀結(jié)晶后液用石灰中和調(diào)整 pH值，除去富余酸和部分雜質(zhì)。結(jié)晶后液用石灰調(diào)節(jié) PH值然后用氫氧化鈉實(shí)現(xiàn)鎵的沉淀，余液返回系統(tǒng)循環(huán)使用。 項(xiàng)目實(shí)現(xiàn)灰渣中鉀與鋁的綜合回收利用。是綜合利用固體廢棄物的同時(shí)不產(chǎn)生二次污染的典型工程項(xiàng)目。沉鎵后液可全部循環(huán)回用，中和產(chǎn)生的硫酸鈣與浸出后的渣可用于做建材的原料。 因此本項(xiàng)目采用酸浸同時(shí)浸出煙灰中的鎵、鉀與氧化鋁，分離鉀與鋁鹽后富集鎵的總體技術(shù)路線，可實(shí)現(xiàn)煙灰中金屬資源的深度綜合利用。因此設(shè)計(jì)采用的技術(shù)在相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用較成熟，生產(chǎn)操作易于控制，裝置自動(dòng)控制水平高，非標(biāo)設(shè)備設(shè)計(jì)合理，用材要求準(zhǔn)確可靠，生 產(chǎn)消耗低，資源利用率高。公路方面有連霍高速公路、 310 國道、 209國道通過陜縣，三門峽市與周邊地區(qū)均有公路相通，交通十分方便。是豫、晉、陜?nèi)墙?jīng)濟(jì)區(qū)的中 心城市。因此項(xiàng)目實(shí)施后，不會(huì)對(duì)產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)的現(xiàn)有供水狀況產(chǎn)生任何影響。從這個(gè)水庫進(jìn)入三門峽市產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)的總水管。地下水水資源豐富，擁有可開發(fā)水資源總量為 ，其中新縣城區(qū)占 億立方米，目前已開發(fā)利用水資源 9000 萬立方米。陜縣地下水屬 HCO3 型低礦化水， PH 值在 之間，礦化度 ，硬度多在 德國度，適于飲用。 供水 陜縣區(qū)域內(nèi)地表水體主要有黃河和南曲河。 基礎(chǔ)設(shè)施條件 供電和 供熱 本項(xiàng)目所需的電和蒸汽均由開曼能源開發(fā)有限公司建造的熱電廠供給。從地質(zhì)構(gòu)造上看，廠址場(chǎng)地內(nèi)及附近無全新活動(dòng)性斷裂通過，按照有關(guān)規(guī)定，場(chǎng)地處于相對(duì)穩(wěn)定地段，適宜建廠。黃河大堤堤頂高程325－ 326m。三門峽水庫是黃河干流的一座大型水利樞紐，于 1960 年建成，以后又進(jìn)行了改建。 水文地質(zhì) 廠址位于陜縣境內(nèi)，陜縣位于河南省西部，黃河三門峽水庫南岸，隴海鐵路、連霍高速橫貫，崤山山地自西南向東北貫穿全境，西北部為黃土臺(tái)地，東部為丘陵地，海拔 300－ 600m 之間。形成了具有暖溫帶、溫帶和寒溫帶的多元?dú)夂?，其特點(diǎn)為一年四季分明，光、溫、水同步增減，氣候 多元復(fù)雜，氣象災(zāi)害頻繁。歷年平均氣溫 ℃，年平均日照 小時(shí)，歷年無霜期 184— 2l8 天，平均年降雨量 550— 800 毫米。所需汽、水與電均由三門峽市產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)集中提供，其中蒸汽來源為位于該集聚區(qū)的大唐發(fā)電廠。 項(xiàng)目場(chǎng)址與建設(shè)條件 本項(xiàng)目建設(shè)場(chǎng)址位于三門峽市產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)的三門峽神源鎵業(yè)有限公司生產(chǎn)區(qū)內(nèi)，該公司占地 ，建設(shè)用地 ，可以滿足本項(xiàng)目的建設(shè)需要。其中金屬鎵產(chǎn)品大部分出口國外，其余內(nèi)銷；硫酸鋁鉀與白炭黑均內(nèi)銷。 三門峽神源鎵業(yè) 有限公司 每年二萬噸特材冶煉灰渣綜合利用工程 12 第 4 章 項(xiàng)目選擇與建設(shè)條件 建設(shè)規(guī)模與產(chǎn)品方案 根據(jù)三門峽及周邊地區(qū)的煙灰產(chǎn)生量，本項(xiàng)目擬建設(shè)年處理 20200噸棕剛玉煙灰的全年連續(xù)運(yùn)行生產(chǎn)線。生產(chǎn)廢水經(jīng)中和除雜后全部循環(huán)利用。硅酸鈉溶液用硫酸中和沉淀得到超細(xì)二氧化硅白炭黑。鎵精礦經(jīng)堿溶造液得到電解液，含鎵電解液通過電解得到金屬鎵。 本項(xiàng)目的濕法清潔浸出技術(shù)簡述 本項(xiàng)目采用濕法浸出綜合回收棕剛玉煙塵中的鋁、鉀、鎵等有價(jià)元素的清潔生產(chǎn)新技術(shù)，并且副產(chǎn)得到沉淀二氧化硅白炭黑。此種工藝適合于溶液成分比較單一的結(jié)晶。目前的結(jié)晶工藝分為自然冷卻結(jié)晶和結(jié)晶釜控制結(jié)晶兩種。低溫時(shí)溶解度很低，而在溫度較高時(shí)溶解度大幅度提高。 其產(chǎn)量占 15%左右 。同時(shí)由于金屬鎵的市場(chǎng)需求旺盛，不斷有氧化鋁廠正在計(jì)劃擴(kuò)大金屬鎵的產(chǎn)量。目前我國金屬鎵的生產(chǎn)均以氧化鋁生產(chǎn)過程中的鋁酸鈉母液為原料生產(chǎn)，所采用的技術(shù)僅有貴州鋁廠選用石灰沉淀法，但已停產(chǎn)，其余全部采用離子交換法，其中只有早期的鄭州鋁廠與山西孝義鋁廠采用固定床技術(shù)，其余部分均采用移動(dòng)床技術(shù)。鎵提取冶金方法為先富集鎵然后凈化后電解。因此至今沒有實(shí)現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。但報(bào)道的研發(fā)技術(shù)主要包括兩類，一類是用堿液浸出、然后采用離子交換法提鎵，但產(chǎn)生渣量大，難以利用，形成二次污染。 第 3 章 項(xiàng)目技術(shù)情況 灰渣的處理技術(shù)概況 目前我國冶煉廢渣的處置方法主要是堆存、無害化處理或掩埋，其中部分粉煤灰類廢渣可用制建材的原料。 其中，生產(chǎn)規(guī)模在 /年（含）以上的廠家共有 10家，生產(chǎn)能力合計(jì)為 萬噸，約占中國沉淀法白炭黑總產(chǎn)能的 %，其中，株洲興隆化工實(shí)業(yè)公司是目前中國最大的沉淀法白炭黑生產(chǎn)企業(yè)。能溶于苛性堿和氫氟酸，不溶于水、溶劑和酸（氫氟酸除外）。白炭黑是多孔性物質(zhì)，其組成可用 SiO2然而市場(chǎng)需求時(shí)漲時(shí)落，但總的大趨勢(shì)是需求量不斷增加，市場(chǎng)前景看好。 我國硫酸鋁鉀的主要產(chǎn)地集中在浙江蒼南地區(qū)，是以明礬石礦開采后焙燒溶出，經(jīng)結(jié)晶后得到。 硫酸鋁鉀還可用于制備 鋁鹽 、 發(fā)酵粉 、 油漆 、 鞣料 、澄清劑、 媒染劑 、 防水劑 等硫酸鋁鉀還是傳統(tǒng)的食品改良劑和膨松劑，常用作油條、粉絲、米粉等食品生的添加劑。 硫酸鋁鉀性味酸澀，寒，有毒。所以，硫酸鋁鉀是一種較好的 凈水劑 。 中國硫酸鋁鉀的生產(chǎn)現(xiàn)狀與市場(chǎng)分析 硫酸鋁鉀主要用于漿凈水、造紙、食品加工、制藥印染等行業(yè)。由于鋁土礦中鎵含量很低，即使在氧化鋁生產(chǎn)工藝中，富集鎵后的鋁酸鈉母液中鎵的含量也只有 200 mg/L，致使鎵的生產(chǎn)成本較高。根據(jù)鎵的應(yīng)用加速發(fā)展的趨勢(shì)，現(xiàn)有鎵的生產(chǎn)能力還滿足不了市場(chǎng)的需求。 三門峽神源鎵業(yè) 有限公司 每年二萬噸特材冶煉灰渣綜合利用工程 8 近年來，國內(nèi)用金屬鎵制砷化鎵鏡片的公司迅猛增加。此后，由于世界經(jīng)濟(jì)下滑和國際軍事政治形勢(shì)的變化，金屬鎵的需求減少， 2020至2020年 4N鎵的價(jià)格跌至低谷。在分析化學(xué)中用作測(cè)定鐵、錳、銻、鋁時(shí)的化學(xué)試劑，以及細(xì)菌染色用硬化劑等。印染工業(yè)中用作媒染劑、緩染劑和防染劑。醫(yī)藥工業(yè)用作防腐劑、收斂劑和止血?jiǎng)Ｖ聘锕I(yè)用作鋁鞣劑。也是中藥材半夏、南星的腌制劑等。加制成枯礬，可作為外用收斂止血藥；配成一定濃度水溶液，可用于防止水稻皮炎；制成氫氧化鋁，可配制成胃病藥。 造紙工業(yè) 用作上漿劑與松香乳液 配合用于紙張施膠，提高紙的抗水強(qiáng)度。 60～65℃ 硫酸干燥時(shí)失去 9分子水，在 200℃ 時(shí)十二個(gè)結(jié)晶水完全失去，更高溫度分解出三氧化硫 。不溶于醇和 丙酮 。在干燥空氣中風(fēng)化失去 結(jié)晶水 ，在潮濕空氣中溶化淌水。 硫酸鋁鉀的性質(zhì)及用途 硫酸 鋁鉀，無色結(jié)晶或粉末。其中鎵主要用于生產(chǎn)砷化鎵半導(dǎo)體材料。金屬鎵與石英制作測(cè)量高溫的溫度計(jì)，日本物質(zhì)材料研究所還用液態(tài)金屬鎵制成了世界最小的“納米溫度計(jì)”。 除用于生產(chǎn)半導(dǎo)體材料之外，金屬鎵還用于生產(chǎn)超導(dǎo)材料、快中子反應(yīng)堆結(jié)構(gòu)材料，以及生產(chǎn)永磁材料的添加劑，用于太陽能發(fā)電系統(tǒng)，或太陽能電池芯片。 以金屬鎵為原料的砷化鎵等半導(dǎo)體材料具有優(yōu)越的性能，已 用于制備二極管、激光與場(chǎng)效應(yīng)三極管、磁包存貯器、微波器件、晶體管與集成電路等， 在電子、通訊與工業(yè)控制領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，并成為航空航天、國防等涉及國家安全的尖端技術(shù)領(lǐng)域的重要材料。鎵與稀酸作用緩慢，但易溶于濃的硝酸、氫氟酸、高氯酸與王水。常溫下，鎵與氧和水均不發(fā)生反應(yīng)，但在高溫下，可被氧或硫分別氧化為 +3價(jià)化合物。鎵元素主要有 +1與 +3價(jià)氧化態(tài)，第一電離能為 。純液態(tài)鎵冷凍時(shí)會(huì)出現(xiàn)明顯的過冷現(xiàn)象，因此可以在過冷條件下幾天不結(jié)晶。 金屬鎵的性質(zhì)及用途 鎵為銀白色金屬，質(zhì)軟，性脆，在空氣中穩(wěn)定，熔點(diǎn) ℃，沸點(diǎn) 2403℃，密度 。生產(chǎn)過程無廢渣、廢水排放。近年來根據(jù)各地環(huán)保政策的要求，各棕剛玉生產(chǎn)企業(yè)收集的總計(jì)超過 2萬噸以上的煙灰堆存造成嚴(yán)重的污染。 總投資及資金來源 項(xiàng)目總投資 12260萬元，所需資 金全部由項(xiàng)目承辦單位自籌解決。 主要建設(shè)內(nèi)容 本項(xiàng)目采用濕法浸出綜合回收棕剛玉煙塵中的鋁、鉀、鎵等有價(jià)元素的清潔生產(chǎn)新技術(shù)，建設(shè)一條年處理 2萬噸剛玉煙塵的生產(chǎn)線，具體包括：原液配置、溶出、硫酸鋁鉀結(jié)晶與分離、結(jié)晶后液中和及堿液沉鎵、富鎵沉淀堿溶、鎵液凈化、鎵電解、余渣中二氧化硅堿溶后硫酸中和制取白炭黑、硫酸鈣回收等工段，以及循環(huán)水等公用工程。河南成為名符其實(shí)的棕剛玉生產(chǎn)大省。 我國棕剛玉主要生產(chǎn)企業(yè)近 200家，主要位于高品位鋁土礦資源較豐富的河南省、山西省與貴州省。隨著 除塵系統(tǒng)投人運(yùn)行，大量煙塵的收集及堆放將給工廠造成新的危害。因此，國外棕剛玉冶煉爐均設(shè)除塵系統(tǒng)。如在一臺(tái) 7500kvA的電弧爐的生產(chǎn)過程中，如果沒有收塵處理，則排放的煙塵濃度在 1500mg／ m3以上．是國家規(guī)定排放標(biāo)準(zhǔn) 100mg／ m3的 l5倍。 棕剛玉是以高鋁釩土為原料，以優(yōu)質(zhì)無煙煤和鐵屑為配料，在電弧爐內(nèi)經(jīng)2020℃ 高溫冶煉而成的。由于棕剛玉具有熔點(diǎn)高以及化學(xué)穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和高溫穩(wěn)定性高等多種優(yōu)良特性，因而也被廣泛用于冶金、化工、建材、輕工、交通及耐火材料等非磨削領(lǐng)域。 項(xiàng)目基本情況 項(xiàng)目建設(shè)的必要性 棕剛玉是一種重要的工業(yè)原材料。該公司團(tuán)隊(duì)由具有豐富工業(yè)企業(yè)管理與清潔冶金技術(shù)生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)的團(tuán)隊(duì)組成。 項(xiàng)目承辦單位 三門峽神源鎵業(yè)有限公司是一家為處理三門峽區(qū)域眾多的棕剛玉生產(chǎn)企業(yè)排放的大量煙塵于 2020年 11月成立的民營股份制新公司。 近年來國家對(duì)工業(yè)粉塵污染防治技術(shù)的研究高度重視，該項(xiàng)目實(shí)施成功，可以冶金煙塵廢棄物的資源化利用提供新的事例。 三門峽神源鎵業(yè) 有限公司 每年二萬噸特材冶煉灰渣綜合利用工程 3 項(xiàng)目實(shí)施的意義 為我國棕剛玉煙塵的資源化利用開辟了新的方法。本項(xiàng)目處理此煙塵具有顯著的經(jīng)濟(jì)效 益和社會(huì)效益，在國家重點(diǎn)進(jìn)行產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整的背景下，本項(xiàng)目工業(yè)化符合國家資源綜合利用、節(jié)能減排等清潔生產(chǎn)技術(shù)研發(fā)的指導(dǎo)方向。 根據(jù)棕剛玉生產(chǎn)原料的不同，其煙塵中含有 %的鎵、 1015%的鉀、 50%左右的二氧化硅以及 2030%的氧化鋁。 項(xiàng)目提出的背景 十余年來，國內(nèi)棕剛玉產(chǎn)量大幅度增長，大量未處理煙灰無組織排放，造成較嚴(yán)重粉塵環(huán)境污染。三門峽神源鎵業(yè) 有限公司 每年二萬噸特材冶煉灰渣綜合利用工程 1 年產(chǎn) 2 萬噸特材冶煉灰渣綜合利用工程 可行性研究報(bào)告 三門峽神源鎵業(yè) 有限公司 每年二萬噸特材冶煉灰渣綜合利用工程 2 目 錄 第 1章 總論 ..........................................................1 項(xiàng)目名稱及承辦單位 ............................................1 可行性研究報(bào) 告編制單位 ........................................1 編制依據(jù)和范圍 ................................................1 項(xiàng)目提出的背景 ................................................2 項(xiàng)目實(shí)施的意義 ................................................3 項(xiàng)目承辦單位 ..................................................3 項(xiàng)目基本情況 ..................................................3 第 2章 項(xiàng)目背景與市場(chǎng)分析 ............................................6 項(xiàng)目背景 ......................................................6 項(xiàng)目產(chǎn)品的生產(chǎn)現(xiàn)狀與市場(chǎng)分析 ..................................7 第 3章 項(xiàng)目技術(shù)情況 ..................................................9 灰渣的處理技 術(shù)概況 ............................................9 金屬鎵的生產(chǎn)技術(shù)概況 .........................................10 硫酸鋁鉀的生產(chǎn)技術(shù)概況 .......................................10 本項(xiàng)目的濕法清潔浸出技術(shù)簡述 .................................11 第 4章 項(xiàng)目選擇與建設(shè)條件 ...........................................12 建設(shè)規(guī)模與產(chǎn)品方案 ................