【正文】 173m3/h氨水高位槽421m3 氨水輸送泵154m3/h稀釋水輸送泵118m3/h壓濾機(jī)4129m2 壓濾泵425m3/h硫酸銨溶液儲(chǔ)槽2282m3 硫酸銨溶液輸送泵447m3/h煅燒電熱真空干燥機(jī)45微波煅燒機(jī)12硫酸銨制備三效外循環(huán)真空濃縮器220t/h水環(huán)式真空泵12S12A臥式螺旋離心機(jī)101600熱風(fēng)爐1105KJ/h氣流干燥機(jī)1300kg/h熱工鍋爐110t/hXY1萬(wàn)噸/年高純四氧化三錳可行性研究 第六章 主要原材料、燃料、動(dòng)力供應(yīng) 第六章 主要原材料、燃料、動(dòng)力供應(yīng) 主要原材料消耗及來(lái)源（1）原料消耗及來(lái)源還原浸出系統(tǒng)年消耗氧化錳礦： t/a氨水消耗： （20%）原料的來(lái)源主要有：氧化錳礦可從GX區(qū)內(nèi)，YL、欽州、崇左都有錳礦可供采購(gòu)。Mn(OH)2制備技術(shù)參數(shù)：pH: 10—12反應(yīng)溫度： 50℃反應(yīng)時(shí)間： 1h Mn3O4的合成—微波焙燒微波加熱且有快速、有選擇性和依靠物料自身的介電性質(zhì)轉(zhuǎn)換微波能量而產(chǎn)生熱量等優(yōu)點(diǎn)，從而消除傳統(tǒng)加熱帶來(lái)的傳熱不均勻現(xiàn)象，不管前驅(qū)體是Mn(OH)2及Mn2O3等多種錳的氧化物，微波可以有效地加熱這些物質(zhì)，使高價(jià)錳氧化物分解，低價(jià)錳氧化物氧化，而Mn3O4不吸收微波，這樣可以控制最終產(chǎn)物為單一晶型的Mn3O4，利用微波選擇性加熱使Mn3O4生產(chǎn)一步到位，并能減少產(chǎn)品包裹陰離子(如SO42)的數(shù)量，提高產(chǎn)品純度。這種沉淀得二氧化錳水合物的量應(yīng)控制在1%5%范圍內(nèi)比較理想，這由錳的化合物中雜質(zhì)的含量，沉淀物的過(guò)濾物所決定，另外過(guò)程中，溶液的溫度不宜太高，否則錳的損失會(huì)增加，一般在30℃以下，最好是在20℃以下，過(guò)濾渣送碳酸錳工序，凈化液在靜置48小時(shí)并壓濾后再深度凈化除Ca、Mg、Si等。C，%，壓濾后得的鈷鎳渣外售。C浸出液含Mn: 浸液終酸： 15g/L浸出渣率： %Mn浸出率： 88%Fe浸出率： 80%Al浸出率： 90%PH值： 5 硫酸錳溶液的精制（凈化）要制備高純度的Mn3O4，必須除去原料和生產(chǎn)中帶入的雜質(zhì)，一般要達(dá)到深度凈化有以下四個(gè)過(guò)程：（1）中和為了將溶液中的Fe2+氧化為Fe3+以利于水解沉淀，把浸出壓濾后的浸出液泵送到中和槽中攪拌同時(shí)加入MnO2作為氧化劑，在溫度90℃反應(yīng)一小時(shí)后加入石灰中和，使溶液pH值大于6，為促使水解反應(yīng)進(jìn)行，將反應(yīng)溫度控制在大于90℃，中和渣過(guò)濾并洗滌兩次洗水及前面浸渣的洗液一并返回浸出，反應(yīng)式為：中和技術(shù)參數(shù)：氧化劑： MnO2反應(yīng)溫度： 90176。主要反應(yīng)為： 軟錳礦的還原浸出利用原水泥廠的干燥及腐礦設(shè)備對(duì)氧化錳礦進(jìn)行預(yù)處理后通過(guò)上料料斗經(jīng)2t葫蘆吊把礦料吊入裝有稀硫酸及循環(huán)母液的浸出槽中，攪拌；同時(shí)加入糖蜜，雙氧水，氨水等氧化中和過(guò)濾得到硫酸錳浸出溶液，浸出渣經(jīng)洗滌壓濾后送渣場(chǎng)制磚或外賣水泥廠做原料。 工藝流程圖53 本項(xiàng)目采用的工藝流程簡(jiǎn)圖本項(xiàng)目采用的工藝流程圖（圖53）。此工藝方法已在工業(yè)上應(yīng)用并取得了良好的工藝效果，但此方法一是要有FeS2或MnS資源；二是渣量比較大，環(huán)保上處理浸出渣投入較大，作為備選方案來(lái)研究（3）糖蜜還原法實(shí)際是通過(guò)添加一些有機(jī)物來(lái)達(dá)到MnO2還原浸出的目的，反應(yīng)方程：GX冶金研究院多年來(lái)一直重視在這個(gè)領(lǐng)域的研究并取得了關(guān)鍵技術(shù)上的突破，在糖蜜還原浸出與除雜上有獨(dú)到的技術(shù)研究成果。豎爐工作原理分為四個(gè)帶：裝料帶、加熱帶、還原帶和冷卻帶，它根據(jù)不同礦石的煤氣用量及豎爐各部位的溫度變化不同而有所差異，豎爐只適宜處理粒度為20—75mm的礦石，粒度小于20的礦石不得大于10%，對(duì)焙燒混合礦或分礦是不適宜的，而且環(huán)保壓力比較大，能耗較高，高爐改造費(fèi)用大，項(xiàng)目不擬采用此方案，GX冶金研究院擬用微波設(shè)備對(duì)軟錳礦進(jìn)行焙燒浸出，此方案要等試驗(yàn)（中試）后才能確定。工藝簡(jiǎn)圖如下（圖52）：圖52 工藝流程簡(jiǎn)圖軟錳礦粉(MnO2)的浸出：MnO2是一種氧化劑，必須有還原劑的條件下，或者讓經(jīng)過(guò)還原焙燒后得MnO才能溶解于稀硫酸。氧化焙燒224。凈化224。人造MnO2的來(lái)源主要有三種：電解MnO2（EMD）、化學(xué)MnO2（CMD）和活MnO2（AMD），這些產(chǎn)品中MnO2的含量在90%左右，還含有較多的雜質(zhì)；如鐵、二氧化硅、氧化鈣、氧化鎂、鈉、鉀以及重金屬雜質(zhì)，因此用人造MnO2直接焙燒而成的Mn3O4純度達(dá)不到錳鋅鐵氧體材料的要求，必須進(jìn)行酸洗，高溫焙燒還原法雖然產(chǎn)品的純度可以達(dá)到電子級(jí)四氧化三錳的要求，但比表面積、松裝密度和活性等方面往往達(dá)不到要求，由于錳氧化物之間的轉(zhuǎn)化溫度與PO2有關(guān)，因此該工藝放大效果不好，工業(yè)生產(chǎn)時(shí)容易出現(xiàn)轉(zhuǎn)化不完全的現(xiàn)象，燒結(jié)過(guò)程中容易出現(xiàn)邊緣硬化現(xiàn)象，燒結(jié)后的產(chǎn)品破碎困難，最終產(chǎn)品的飽度也有可能達(dá)不到要求，在產(chǎn)品冷卻過(guò)程中會(huì)有回氧現(xiàn)象，產(chǎn)品總會(huì)含有少量的雜質(zhì)，目前該工藝過(guò)程還有待進(jìn)一步的研究。金屬M(fèi)n法由于具有工藝簡(jiǎn)單，操作方便，單位產(chǎn)能大，生產(chǎn)制造成本低，錳回收率高，污染小等優(yōu)點(diǎn)，被大多數(shù)生產(chǎn)廠家采用，尤其在國(guó)內(nèi)，基本上都是采用這種方法進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)，但產(chǎn)品質(zhì)量均為中低檔次，由于電解錳片價(jià)格高，本工藝無(wú)利潤(rùn)或利潤(rùn)太低而市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)較大，在電解錳生產(chǎn)廠作為下游產(chǎn)品生產(chǎn)可以考慮使用該工藝。 工藝選擇 金屬M(fèi)n法金屬M(fèi)n法又稱為電解金屬錳粉懸浮液氧化法或電解金屬錳銹蝕法，它是以電解錳片為原料，先將金屬錳片粉碎制成懸浮液，利用空氣或者氧氣作為氧化劑，在一定溫度和添加劑濃度下制備四氧化三錳的一種方法。四氧化三錳是電子工業(yè)生產(chǎn)錳鋅鐵氧體軟磁材料的重要原料，它與三氧化二鐵、氧化鋅一起按一定的配比混合后，制模燒結(jié)成型，制成高性能的導(dǎo)磁材料—軟磁鐵氧體。目前我國(guó)生產(chǎn)廠家為14家左右，總產(chǎn)能達(dá)到11萬(wàn)元；而實(shí)際生產(chǎn)的廠家僅為6家，其余廠家因?yàn)楦鞣N原因無(wú)法正常生產(chǎn)，產(chǎn)量在5萬(wàn)噸左右徘徊，產(chǎn)品質(zhì)量全部為中低檔產(chǎn)品。這兩年，由于電解金屬錳原料價(jià)格大幅上漲，而且劇烈波動(dòng)，加上電力、油價(jià)、勞動(dòng)力成本也大幅上漲，使得四氧化三錳行業(yè)經(jīng)營(yíng)十分困難，單一產(chǎn)品的企業(yè)根本無(wú)法生產(chǎn)，全行業(yè)處于虧損狀態(tài)，見表51。SiO2 ≤CaO ≤MgO ≤Na2O ≤K2O ≤Fe2O3 ≤0. 30S ≤Se ≤從上以上兩表對(duì)比可以看出本項(xiàng)目所產(chǎn)高純四氧化三錳品質(zhì)遠(yuǎn)優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。 產(chǎn)品方案主產(chǎn)品高純四氧化三錳品質(zhì)遠(yuǎn)高于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。（3）銷售渠道項(xiàng)目業(yè)主多年經(jīng)營(yíng)冶金礦產(chǎn)品，已有一批客戶。主要依據(jù)如下：（1）資源供給能力GX區(qū)內(nèi)崇左市境內(nèi)有眾多錳礦可為項(xiàng)目提供廉價(jià)高質(zhì)的錳礦，且該公司還有自己的錳礦。高性能無(wú)汞堿錳型電解二氧化錳、高純四氧化三錳、氮化錳鐵等材料；錳鋁合金、錳系不銹鋼、高硅錳硅合金、低碳錳鐵、低鈦錳硅合金等合金材料。2008年3月21日自治區(qū)發(fā)展改革委，自治區(qū)經(jīng)委，自治區(qū)科技廳，自治區(qū)商務(wù)廳，自治區(qū)知識(shí)產(chǎn)權(quán)局，聯(lián)合發(fā)布 《GX優(yōu)先發(fā)展的高技術(shù)產(chǎn)業(yè)化重點(diǎn)領(lǐng)域與重點(diǎn)方向指南》第二項(xiàng)新材料；第一條特種功能材料。勞動(dòng)力可從KY鎮(zhèn)及XY縣及周邊村鎮(zhèn)招募。7. 施工條件項(xiàng)目距縣城12公里。規(guī)劃要求規(guī)劃區(qū)內(nèi)所有建筑物應(yīng)按6度抗震設(shè)防，特殊重要建筑按7度設(shè)防。消防供水由工業(yè)區(qū)自建供水系統(tǒng)承擔(dān)，水源覆蓋率近期大于80%，遠(yuǎn)期達(dá)到100%。6. 綜合防災(zāi)條件防洪方面：廠區(qū)內(nèi)雨水管及排水溝渠保證能接納規(guī)劃區(qū)內(nèi)范圍的暴雨流量，規(guī)劃區(qū)的東西兩側(cè)雨水均通過(guò)雨水管收集后匯入沿全沙公路設(shè)置的雨水主干管及排水溝渠，排至附近自然水系。5. 環(huán)衛(wèi)工程條件項(xiàng)目完全實(shí)行清潔生產(chǎn)。4. 通訊條件項(xiàng)目所在地距縣城不遠(yuǎn)，區(qū)域內(nèi)通信發(fā)達(dá)。3. 交通條件項(xiàng)目位于YL市XY縣XNKY鎮(zhèn)KZ村，距離縣城12公里，用地緊靠XY至靈山欽州二級(jí)公路，距南寧至廣州高速公路15公里。 基礎(chǔ)設(shè)施條件1. 供電條件舊DQ水泥廠區(qū)原有完整電網(wǎng)，整流、變電設(shè)備，稍加改造便可用于生產(chǎn)。詳見區(qū)域位置圖，附圖1 廠址建設(shè)條件 自然條件1. 水文、氣象條件XY縣位于北回歸線以南，屬典型的亞熱帶季風(fēng)氣候，自然條件優(yōu)越，光熱充足，無(wú)霜期長(zhǎng)，雨量充沛，℃，降雨量1592毫米。（4）能吸引外資，引進(jìn)先進(jìn)技術(shù)，加快區(qū)域資源開發(fā)的步伐。（2）有利于帶動(dòng)鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)和第三產(chǎn)業(yè)的突起和發(fā)展，增強(qiáng)地區(qū)經(jīng)濟(jì)實(shí)力，增加地區(qū)財(cái)政收入。個(gè)別礦區(qū)含有Co，Ni等元素可綜全利用。%；，%。典型礦床有思榮、鳳凰、平樂(lè)。各個(gè)時(shí)代的含錳巖系或原生錳礦層經(jīng)次生風(fēng)化作用，形成氧化礦石，再經(jīng)侵蝕、破碎、短距離搬運(yùn)，堆積于山前洼地構(gòu)成工業(yè)礦體。典型礦床有木圭的蓬連沖。含錳巖系的錳質(zhì)經(jīng)地下溶解遷移到構(gòu)造有利部位沉淀，形成形態(tài)多樣的礦體。淋濾型風(fēng)化礦床。礦石為氧化錳、氧化鐵錳礦石，具次生結(jié)構(gòu)，屬酸性礦石。礦體保持原含錳巖系的形態(tài)、產(chǎn)狀，走向延續(xù)較長(zhǎng)，傾向受氧化帶民育深度控制。按地質(zhì)特征，可分為錳帽，淋濾、堆積等三個(gè)亞類。 風(fēng)化錳礦床，%。礦層淺部經(jīng)風(fēng)化形成軟錳礦硬錳礦水錳礦礦石，是優(yōu)質(zhì)富錳礦。龍頭式錳礦，產(chǎn)在石炭系下統(tǒng)大塘階組碳酸鹽巖系中。礦層淺部經(jīng)風(fēng)化作用，形成錳帽氧化礦石，是放電錳的好原料。下雷式錳礦，產(chǎn)在泥盆系上五指山組硅質(zhì)巖系中。海相沉積錳礦床主要賦存于前寒武紀(jì)和新生代地層中，其沉積層位于泥盆系上統(tǒng)五組山（下雷式）、石炭系下統(tǒng)大塘組價(jià)組（龍頭式）。這些礦石經(jīng)選礦富集錳含量達(dá)2240%表31 GX錳礦石工業(yè)品級(jí)保有儲(chǔ)量、礦石質(zhì)量自然類型工業(yè)品級(jí)含錳品位%保有儲(chǔ)量萬(wàn)噸百分比碳酸錳礦石富錳礦石貧錳礦石含錳灰?guī)r未分品級(jí)氧化錳礦石富錳礦石放電錳礦石貧錳礦石鐵錳礦石（Mn+Fe） 資源賦存條件GX錳礦床成因類型有海相沉積錳礦床、風(fēng)化錳礦床兩大類。根據(jù)礦石工業(yè)品級(jí)，%。企業(yè)生產(chǎn)的低成本，高品質(zhì)四氧化三錳將在磁材市場(chǎng)中脫穎而出，成為我區(qū)、我國(guó)乃至世界錳行業(yè)的生力軍。再者，伴隨在電池行業(yè)的應(yīng)用，作為主要原料的四氧化三錳將擁有良好的市場(chǎng)前景與發(fā)展空間。2. 企業(yè)與科研單位深度合作，依托科研單位的技術(shù)累積，充分發(fā)揮科學(xué)技術(shù)在工業(yè)生產(chǎn)中的指導(dǎo)地位，在獲得利潤(rùn)的同時(shí)，企業(yè)將加大對(duì)技術(shù)的資金投入以保證科研單位的后續(xù)研究工作，使研究與生產(chǎn)形成良性循環(huán)，讓企業(yè)在市場(chǎng)上立于不敗之地。 規(guī)避措施1. GX洋太礦業(yè)有限公司利用地域優(yōu)勢(shì)與GX冶金研究院進(jìn)行，做到資金與技術(shù)雙管齊下以保證產(chǎn)品的高品質(zhì)和高質(zhì)量。國(guó)外的企業(yè)投入科技開發(fā)的資金約為利潤(rùn)總額的5%；3. 缺少與下游產(chǎn)品共同開發(fā)，由于中國(guó)的整機(jī)開發(fā)跟在國(guó)外市場(chǎng)后面，很少與磁材企業(yè)溝通，所以磁材行業(yè)在整機(jī)方面 處于被動(dòng)地位；4. 中國(guó)磁性材料企業(yè)眾多需求量大，生產(chǎn)低端四氧化三錳的企業(yè)產(chǎn)能過(guò)剩。 市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)及規(guī)避措施 市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)1. 資本和知本脫節(jié)，現(xiàn)在有資金的企業(yè)不少，據(jù)統(tǒng)計(jì)，上市公司加入磁性材料行業(yè)有近30家。最近人們?cè)诳茖W(xué)研究中發(fā)現(xiàn)四氧化三錳是制備鋰離子電池正極材料的優(yōu)質(zhì)原料，其效果優(yōu)于二氧化錳。全世界每年需要軟磁材料80萬(wàn)噸，需要四氧化三錳20萬(wàn)噸。這兩年，由于電解金屬錳原料價(jià)格大幅上漲而且劇烈波動(dòng)，加上電力、油價(jià)、勞動(dòng)力成本也大幅上漲，使得四氧化三錳行業(yè)出現(xiàn)兩極分化，技術(shù)落后的企業(yè)處于虧損狀態(tài)；技術(shù)先進(jìn)資金雄厚的企業(yè)繼續(xù)擴(kuò)大產(chǎn)能占領(lǐng)更大的市場(chǎng)。而實(shí)際生產(chǎn)的廠家僅為6家，其余廠家因技術(shù)落后、資金短缺等各種原因無(wú)法正常生產(chǎn)，產(chǎn)量在5萬(wàn)噸左右徘徊，詳見表22。2005年四氧化三錳全世界1年的總需求7萬(wàn)噸左右，其中70%為中國(guó)需求。我國(guó)產(chǎn)品仍然以中低檔為主，而且磁芯形狀簡(jiǎn)單，外形尺寸一般，導(dǎo)致價(jià)格相對(duì)比較低廉，附加值不高，在國(guó)際市場(chǎng)上仍然缺乏競(jìng)爭(zhēng)力。我國(guó)錳鋅鐵氧體的生產(chǎn)企業(yè)超過(guò)100家，總產(chǎn)能接近25萬(wàn)噸，60%分布在浙江、江蘇和上海等地，已經(jīng)成為世界最大的錳鋅鐵氧體生產(chǎn)國(guó)。雖然我國(guó)擁有豐富的礦產(chǎn)資源和較低的人力成本，但技術(shù)優(yōu)勢(shì)才是產(chǎn)品發(fā)展的關(guān)鍵所在，因此提高技術(shù)水平以增加產(chǎn)品附加值應(yīng)是磁材行業(yè)下一階段的主要課題之一。目前，我國(guó)生產(chǎn)的磁材產(chǎn)品多數(shù)仍以中低端為主，雖然產(chǎn)量居世界首位，但產(chǎn)值與日、美等發(fā)達(dá)國(guó)家相比仍較小。 國(guó)內(nèi)四氧化三錳市場(chǎng)四氧化三錳在我國(guó)是1979年開始生產(chǎn)的，發(fā)展迅速，目前已形成年產(chǎn)4萬(wàn)噸的規(guī)模，但因質(zhì)量較差，產(chǎn)品主要供應(yīng)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)，只有少部分出口。因此四氧化三錳的需求量還將進(jìn)一步增加。2000年世界軟磁鐵氧體產(chǎn)量達(dá)到30萬(wàn)噸。表21 某些產(chǎn)地的錳礦石化學(xué)成分產(chǎn)地化學(xué)成分/%MnFeSiO2PCaOMgOAl2O3要求3058湖南湘潭 瑪瑙山 長(zhǎng)沙 GX武鳴 龍頭 八一 宜山