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年產(chǎn)1萬(wàn)噸硫酸錳項(xiàng)目可行性研究報(bào)告-在線瀏覽

2025-06-17 13:53本頁(yè)面
  

【正文】 司擁有的錳礦組成,最大限度地利用了礦產(chǎn)資源,建設(shè)規(guī)模適度,勞動(dòng)安全和環(huán)保措施有效,建設(shè)條件好,企業(yè)經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益好,抗風(fēng)險(xiǎn)能力較強(qiáng)。第二節(jié) 項(xiàng)目建設(shè)的依托條件一、概述2005年是中國(guó)錳行業(yè)發(fā)展歷程中值得厚重記載的一年。受國(guó)家宏觀調(diào)控及產(chǎn)能過(guò)剩影響,錳市場(chǎng)走入低谷,許多因陋就簡(jiǎn)生產(chǎn)硫酸錳的小企業(yè)因經(jīng)濟(jì)效益下滑,被迫讓出市場(chǎng)空間。高品位的錳礦日益減少,錳礦的出廠價(jià)格在不斷攀升,給錳冶金及錳化工行業(yè)的生產(chǎn)成本控制提出嚴(yán)峻挑戰(zhàn)。本項(xiàng)目在某靈成工業(yè)園區(qū)規(guī)劃建設(shè),依托某工業(yè)園區(qū),實(shí)現(xiàn)了路通、電通、水通,公用工程系統(tǒng)基本完善,天然降水排積通暢。項(xiàng)目建設(shè)位于某工業(yè)園區(qū),產(chǎn)品運(yùn)輸依托黃石市交通,水上、陸地,鐵路運(yùn)輸直達(dá)武漢,九省通衢,輻射世界。二、原料來(lái)源。表1. 5:產(chǎn)品用途一覽表序號(hào)產(chǎn)品去向及依托條件運(yùn)輸方式1飼料級(jí)硫酸錳全國(guó)各地的飼料加工廠貨車零擔(dān)2工業(yè)級(jí)硫酸錳電解法制造金屬錳企業(yè),碳酸錳生產(chǎn)企業(yè)火車或汽車或水運(yùn)3酸性白土用于石油產(chǎn)品的脫色精制,動(dòng)植物油的精制火車或汽車或水運(yùn)4鐵系顏料涂料生產(chǎn)企業(yè)火車或汽車或水運(yùn)四、系統(tǒng)工程。以下階段可合理交叉進(jìn)行,以保證項(xiàng)目順利進(jìn)行。表1. 7:公司的組織機(jī)構(gòu)董事會(huì)總經(jīng)理市場(chǎng)部原料市場(chǎng)產(chǎn)品市場(chǎng)生產(chǎn)部各生產(chǎn)車間技術(shù)發(fā)展部產(chǎn)品發(fā)展人力資源部人才引進(jìn)財(cái)務(wù)部資金調(diào)度公司辦公室全面協(xié)調(diào)二、人力資源配置本項(xiàng)目董事長(zhǎng)和各部經(jīng)理共8人,生產(chǎn)廠部技術(shù)人員18人,操作工人24人。中國(guó)富錳礦較少,%。某市竹林柯錳礦區(qū)位于某市城區(qū)西南約25~30千米,礦區(qū)西起蔡家?guī)r,東至羅家山。經(jīng)初步地質(zhì)勘查情況表明,區(qū)內(nèi)錳礦層有3~4層,層位穩(wěn)定,斷續(xù)出露,呈層狀近東西向展布。錳礦層品位變化較大,沿走向分布不均勻,局部富集形成工業(yè)礦體。礦區(qū)資源特別是錳礦十分豐富,錳礦石主要由偏錳酸礦、軟錳礦、高嶺石、石英和方解石等組成,為褐色松散的膠狀物,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),微粒隱晶質(zhì)溶蝕分解結(jié)構(gòu),層狀、塊狀構(gòu)造,~%。第二節(jié) 產(chǎn)品供應(yīng)預(yù)測(cè)硫酸錳是一種重要的化工中間體,80%其他錳鹽都是以硫酸錳為基礎(chǔ)制得。目前全球硫酸錳消費(fèi)量約為60萬(wàn)t/a,其中60%以上由中國(guó)生產(chǎn)。硫酸錳主要用于冶金、化工和農(nóng)業(yè)等部門(mén),具體用途如下:(1)冶金 硫酸錳溶液通過(guò)電解,可以得到高純度的電解二氧化錳或金屬錳,高純二氧化錳用于生產(chǎn)各種電池,而電解金屬錳制造四氧化三錳的主體材料,另外由于純度高、雜質(zhì)少,是生產(chǎn)不銹鋼、高強(qiáng)度低合金鋼、鋁錳合金、銅錳合金等的重要合金元素,也是電焊條、鐵氧體、永磁合金元素,及許多醫(yī)藥化工用錳鹽生產(chǎn)中不可缺少的原料;新開(kāi)發(fā)的減振合金也需用電解金屬錳。據(jù)統(tǒng)計(jì)。近五年來(lái),世界鋁工業(yè)成為電解金屬錳的主要用戶,以日本為例,電解錳用于鋁合金生產(chǎn)占58%,而用于特殊鋼生產(chǎn)38%,其它行業(yè)僅占4%。鋁錳合金為現(xiàn)代輕美型建筑材料,裝飾工程材料和地下工程的防腐支護(hù)材料。(2)化工 工業(yè)上廣泛用于制電解猛、油漆催干劑、油墨催化劑、合成脂肪酸催化劑、陶瓷著色劑、織物印染劑、礦石浮選劑和生產(chǎn)錳鹽的原料等。(3)農(nóng)業(yè) 在農(nóng)業(yè)上錳是重要的微量元素肥料之一,錳參與植物光合作用的釋氧過(guò)程,它能使小麥、大豆、煙草、葡萄等防止蟲(chóng)害和枝葉枯衰,并促進(jìn)生長(zhǎng)增加產(chǎn)量,在獸牧和飼養(yǎng)業(yè)中,加適量硫酸錳于飼料中,能使獸牧發(fā)育良好。 成人體內(nèi)錳的含量為10~30毫克,分布在肝、骨、腦下垂體、大腦、腎、胰、乳腺等處,肝和血液是錳的貯存庫(kù),腦下垂體是一切高級(jí)生命活動(dòng)的控制中心,因此,錳被譽(yù)為生命交響樂(lè)團(tuán)中的“指揮”。它能促進(jìn)和增強(qiáng)許多重要的代謝反應(yīng),促進(jìn)生長(zhǎng)、骨骼形成和造血過(guò)程都需要錳。錳對(duì)孕婦更有特殊意義,可使胎兒軟骨組織、神經(jīng)組織發(fā)育良好。隨著電解錳和金屬錳作為冶煉不銹鋼以及特種鋼的重要元素日益受到青睞,中國(guó)電解錳市場(chǎng)價(jià)格水漲船高;隨著中國(guó)錳肥的廣泛使用,隨著油漆、催化劑、陶瓷、造紙、印染等行業(yè)對(duì)硫酸錳需求的增加,硫酸錳工業(yè)也迎來(lái)了一個(gè)快速發(fā)展的新時(shí)代。中國(guó)雖然很早就建成了硫酸錳廠,但由于過(guò)去中國(guó)市場(chǎng)對(duì)硫酸錳的需求很少,導(dǎo)致硫酸錳生產(chǎn)廠家無(wú)法實(shí)現(xiàn)大批量生產(chǎn),一直處于小作坊生產(chǎn)模式。中國(guó)是典型的硫酸錳生產(chǎn)大國(guó),但不是硫酸錳生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。因此,如何改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)設(shè)備使其高效低成本地進(jìn)行生產(chǎn),或改進(jìn)現(xiàn)有硫酸錳生產(chǎn)工藝提高產(chǎn)品質(zhì)量,同時(shí)重視生產(chǎn)過(guò)程中的環(huán)保問(wèn)題將成為硫酸錳工業(yè)的突破口,成為硫酸錳產(chǎn)業(yè)發(fā)展迫在眉睫的問(wèn)題。目前,國(guó)內(nèi)主要錳礦產(chǎn)地的錳鹽企業(yè)分布如下:① 湖南錳鹽企業(yè)耒陽(yáng)新金生物 雨溪民政化工藍(lán)天化工廠 三江金屬化工廠湖南振興化工 津市市萬(wàn)力生物 宜州威特化工廣西大新錳礦 天鴻鑫錳業(yè)斯達(dá)特公司 廣西雙德錳業(yè)欽州藍(lán)天化工貴州金匯化工貴陽(yáng)英華化工 遵義雙源化工貴州天利礦業(yè) 紅星化工集團(tuán)華洋礦產(chǎn)品 貴陽(yáng)融祥貿(mào)易松桃玉南錳粉④ 重慶錳鹽企業(yè) 宇立金屬化工化學(xué)試劑二廠 重慶新申鍶鹽重慶永川化工 萬(wàn)縣金江化工廠華渝化工廠 ⑤ 其他元港化工公司東日合成化工 華洋化工公司天府凌云化工廠 隨機(jī)對(duì)12個(gè)硫酸錳廠產(chǎn)品性質(zhì)、規(guī)格、。對(duì)于含量大于98%的硫酸錳,粒度在60~200之間,市場(chǎng)價(jià)格為2400~3500元/噸不等。由以上統(tǒng)計(jì)表明,硫酸錳在工業(yè)上的用途最大(用于油漆、油墨、紡織、印刷工業(yè);生產(chǎn)其他錳鹽,用于冶金和合成各種材料),其次是飼料添加劑,肥料添加劑和食品添加劑由于用量少,需求量相對(duì)較少。第二節(jié) 蒸汽供應(yīng)本項(xiàng)目使用鍋爐生產(chǎn)300kPa蒸汽。 第三節(jié) 輔助材料本項(xiàng)目的輔助材料重質(zhì)碳酸鈣價(jià)格低廉,市場(chǎng)供應(yīng)充足。第二節(jié) 工藝路線的選擇軟錳礦的主要成分是二氧化錳,錳為四價(jià)態(tài),它不溶于酸和堿,必須通過(guò)還原的方法將Mn(Ⅳ)還原為Mn(Ⅱ)后才能轉(zhuǎn)化成硫酸錳。一、高溫焙燒法高溫焙燒法又稱還原焙燒酸解法,是采用煤作還原劑,在還原氣氛條件下進(jìn)行焙燒,即將軟錳礦與煤粉碾磨過(guò)篩,按一定比例混合,經(jīng)過(guò)還原焙燒得到一氧化錳,一氧化錳與硫酸反應(yīng)(二氧化錳與硫酸基本不起作用),將濾液凈化濃縮,可得硫酸錳結(jié)晶。中國(guó)目前大多數(shù)廠家采用這種方法生產(chǎn)硫酸錳,反應(yīng)過(guò)程為:2MnO2 + C= 2MnO +CO2 ↑MnO +H2 SO4 =MnSO4 +H2O這種方法雖然成熟,但存在流程長(zhǎng)、勞動(dòng)強(qiáng)度大、環(huán)境污染嚴(yán)重、能耗高、錳利用率低、資源浪費(fèi)等缺點(diǎn)。該方法實(shí)驗(yàn)流程大體為:軟錳礦粉加水,混合均勻成漿狀后通入二氧化硫直接反應(yīng)制取硫酸錳。工藝流程如下圖1。因?yàn)檐涘i礦漿與SO2氣體的反應(yīng)相當(dāng)復(fù)雜,在一般條件下,難于控制各反應(yīng)的進(jìn)行程度,特別是無(wú)法避免在最終產(chǎn)品中存在MnS2O6。因此該方法仍然停留在深入探索中。在軟錳礦浸出過(guò)程中的有關(guān)反應(yīng)如下:(C6H10O5)n+5nH2SO4=6nC+5nH2SO4?H2O2H2SO4+C=2SO2↑+CO2↑+2H2OMnO2+SO2=MnSO42MnO2+2H2SO4=2MnSO4+O2↑+2H2O2MnO2+C+2H2SO4=2MnSO4+ CO2↑+2H2O﹡式中:C代表炭素和有機(jī)質(zhì)。圖2 纖維素法制備硫酸錳工藝流程圖纖維素還原法原料來(lái)源廣泛,生產(chǎn)成本較低,同時(shí)可以減少環(huán)境污染,消除公害,為社會(huì)創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益,有一定的實(shí)用和推廣價(jià)值,但產(chǎn)生的渣量大難處理,產(chǎn)品浸出率不高。浸出反應(yīng)隨介質(zhì)酸度的不同有下列三種不同的產(chǎn)物:在中性溶液條件時(shí):MnO2+2FeSO4+2H2O=MnSO4+Fe (OH) SO4+Fe (OH) 3在低硫酸溶液條件時(shí):MnO2+2FeSO4+ H2 SO4=MnSO4+2Fe (OH) SO4過(guò)酸溶液條件時(shí):MnO2+2FeSO4+2 H2 SO4= MnSO4+Fe2 (SO4)3+2H2O無(wú)論在酸性或中性溶液中,硫酸亞鐵都能使MnO2轉(zhuǎn)化為MnSO4,為了防止反應(yīng)時(shí)生成氫氧化鐵或堿式硫酸鐵沉淀覆蓋在軟錳礦表面,阻礙反應(yīng),浸取反應(yīng)應(yīng)該控制在酸性介質(zhì)中進(jìn)行。五、兩礦焙燒法(干法)兩礦焙燒法就是將軟錳礦、硫鐵礦按一定比例混合,在高溫焙燒的條件下生成硫酸錳的過(guò)程。該工藝過(guò)程為,軟錳礦和硫鐵礦先經(jīng)過(guò)干燥,然后按比例混合碎成礦粉,送入反射爐中焙燒。工藝流程如下圖3。六、兩礦加酸法(濕法)將軟錳礦、黃鐵礦、硫酸按一定配比混合,在一定溫度下反應(yīng)生成硫酸錳。圖4 兩礦加酸法制備硫酸錳工藝流程圖 該工藝已經(jīng)先后在我國(guó)廣西、云南等地進(jìn)行了工業(yè)試驗(yàn)并已經(jīng)建廠生產(chǎn)。缺點(diǎn)是反應(yīng)溫度需要控制在95℃以上,由于產(chǎn)生大量蒸汽,會(huì)給生產(chǎn)操作帶來(lái)不便。七、工藝路線選擇結(jié)論對(duì)氧化錳礦進(jìn)行合理的綜合利用,必須考慮能否經(jīng)濟(jì)地選礦、富集,以及是否具有較高的錳回收率。火法處理氧化錳礦的方法為:選礦富集,高溫還原并揮發(fā),冷凝分離,最終達(dá)到提取錳的目的。濕法冶金的化工流程為:直接用硫酸分解原礦,使錳進(jìn)入溶液,從而達(dá)到提取錳的目的。 因此采用兩礦加酸法(濕法)來(lái)生產(chǎn)硫酸錳。表3. 1:原料來(lái)源序號(hào)項(xiàng)目kg/h1軟錳礦39002硫鐵礦3濃硫酸21404碳酸鈣5自來(lái)水合計(jì)二、產(chǎn)品分布本項(xiàng)目的主要產(chǎn)品是硫酸錳和酸性白土。表3. 3:原料及產(chǎn)品性質(zhì)項(xiàng)目分子量密度(20℃)g/ml熔點(diǎn)℃沸點(diǎn)℃溶解度軟錳礦粉———不溶水溶于酸精硫礦粉———不溶水溶于酸礦粉成分MnO21650—不溶水、酸Fe2O3~1560—不溶水溶于酸Al2O3~20502980不溶水溶于酸CaO25802850難溶水易溶于酸SiO2~16702230不溶水、酸FeS1193不溶水溶于酸濃硫酸(98%)338與水互溶碳酸鈣~難溶水易溶于酸硫酸錳700溶于水四、物料平衡。第二章 工藝技術(shù)、設(shè)備及自動(dòng)化第一節(jié) 工藝技術(shù)方案一、裝置規(guī)模某市某生物工程有限責(zé)任公司設(shè)計(jì)生產(chǎn)硫酸錳1萬(wàn)噸/年,年工作250天,共6000小時(shí)。表3. 5:工業(yè)硫酸錳產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)硫酸錳(MnSO4?H2O)/% ≥硫酸錳(以Mn計(jì))/% ≥鐵(Fe)/% ≤氯化物(Cl)/% ≤水不溶物/% ≤pH~表3. 6:飼料級(jí)硫酸錳產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)項(xiàng)目指標(biāo)硫酸錳(MnSO4?H2O)/% ≥硫酸錳(以Mn計(jì))/% ≥砷(As)含量 ≤鉛(Pb)含量 ≤水不溶物含量 ≤細(xì)度(通過(guò)250μm篩) ≥95二、流程簡(jiǎn)介軟錳礦中的MnO2不溶于水和稀硫酸,但MnO2具有強(qiáng)氧化性,在有還原劑存在時(shí)會(huì)被還原為Mn2+離子而溶解進(jìn)入溶液,精硫礦中FeS2是一種具有較強(qiáng)還原性的礦物,將兩種礦粉磨后按一定配比混合,在硫酸介質(zhì)和加熱的條件下發(fā)生氧化還原反應(yīng)而被溶解浸出。根據(jù)上述反應(yīng)原理設(shè)計(jì)的主要工藝流程為:濃硫酸配水后投加軟錳礦粉和精硫礦加熱攪拌→粗濾→氧化→精濾→加鈣中和→精濾→濃縮→結(jié)晶→干燥→粉碎→包裝。 圖5 工業(yè)硫酸錳濕法生產(chǎn)工藝流程圖①浸取將軟錳礦、硫鐵礦粉按比例先置入配礦槽,用水噴灑調(diào)和均勻,用砂漿泵打入反應(yīng)器,:1通入足量水,在不斷攪拌下逐步加入98%濃硫酸,濃硫酸加入量為軟錳礦的55%(質(zhì)量比),由于反應(yīng)熱和硫酸稀釋熱的作用,反應(yīng)過(guò)程十分激烈,溫度可迅速達(dá)到95℃。②除雜 浸取反應(yīng)后的混合物置入沉降槽靜置使徹底分層,依次將上、下層溶液抽出過(guò)濾,可以分別得到活性二氧化硅和礦渣。浸出液中主要含有Fe2 + 、Fe3 + 和Al3 +等雜質(zhì),由于上述氧化過(guò)程,F(xiàn)e2 +已經(jīng)被除去,而Fe3 + 和Al3 +含量較高,因此除Fe3 + 和Al3 +是本項(xiàng)目?jī)艋ば虻囊粋€(gè)重要環(huán)節(jié)。第一次加碳酸鈣,使其中和過(guò)量的硫酸,待pH≈1時(shí)過(guò)濾得到CaSO4;第二次加鈣待pH≈(OH)3和Fe(OH)3 的混合物,均可作為副產(chǎn)物加以利用。硫酸鈣盡管在水中溶度積較小,但由于硫酸鈣在硫酸錳溶液中容易形成過(guò)飽和狀態(tài),若采用低濃度的溶液蒸發(fā)結(jié)晶,那么混人產(chǎn)品中的硫酸鈣將嚴(yán)重影響產(chǎn)品的質(zhì)量,因此采用較高濃度的溶液蒸發(fā)結(jié)晶,并盡可能地析出其中的過(guò)飽和硫酸鈣,可以提高產(chǎn)品的純度和質(zhì)量。Be即可排出分離。為防止母液將硫酸錳晶體溶解,應(yīng)該趁熱脫水。物料進(jìn)入圓筒內(nèi)部時(shí),與通過(guò)筒內(nèi)的熱風(fēng)成順流接觸或逆流或與加熱壁面進(jìn)行有效接觸而被干燥,干燥后產(chǎn)品從另一端下部出料。筒體內(nèi)壁上裝有順向抄板,它不斷把物料抄起又灑下,使物料的熱接觸面大大增強(qiáng),提高了干燥速率并促使物料向前移動(dòng)。由于物料在干燥筒不斷翻動(dòng),又是逆流操作,故容易達(dá)到完全干燥的目的。2.《鋼制壓力容器》(GB1501998)。4.《管殼式換熱器》(GB1511999)。6.《鋼制焊接常壓容器》(JB/T473597)。表3. 7:反應(yīng)工序設(shè)備表序號(hào)設(shè)備單位數(shù)量規(guī)格型號(hào)材質(zhì)1硫酸貯罐座260m3碳鋼2熱水貯罐座460m3不銹鋼3反應(yīng)釜臺(tái)450m3鋼襯高強(qiáng)度塑(PE)4槽形混合機(jī)臺(tái)2CH150A型不銹鋼5礦漿貯槽座160m3鋼筋混凝土6機(jī)泵臺(tái)20注:備用泵3臺(tái)
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