【正文】 氧化鈉溶解可以實(shí)現(xiàn)資源的高附加值綜合利用。中和渣硫酸鈣可作為建材； （ 6）調(diào)整 pH值后的結(jié)晶后液用氫氧化鈉中和后得到富鎵沉淀，過濾洗滌后用于造液電解金屬鎵；濾液返回系統(tǒng)循環(huán)使用； （ 7）電解液制備 /電解：將富鎵用用堿液溶解除雜制得合格電解液，并進(jìn)行電解，電解廢液循環(huán)用于溶解富鎵 沉淀制取電解液，形成堿性溶液的循環(huán)使用。少量尾渣（約占原始物料的 20%）可用于建材生產(chǎn)。沉淀白炭黑之后的溶液為硫酸鉀，剛好返回硫酸鋁鉀結(jié)晶工序，用于補(bǔ)充硫酸鉀（灰渣中氧化鉀的含量和氧化鋁含量相比偏少，本來就需要補(bǔ)充硫酸鉀，以實(shí)現(xiàn)鉀鋁平衡）。 除上述 8 個主要子項(xiàng)外項(xiàng)目還建設(shè)相應(yīng)配套設(shè)施，主要包括原料倉庫、蒸 汽調(diào)配站、職工生活設(shè)施、辦公樓等。工藝流程如下圖所示。 其 中 氧 化 鋁 、 氧 化 鉀 和 氧 化 硅 占 總 成 分 的8 5 % 以 上① 原 物料硫 酸② 溶 出 反 應(yīng)② 溶 出 反 應(yīng) 式 ：A l 2 O 3 + 3 H 2 S O 4 = A l 2 ( S O 4 ) 3 + 3 H 2 OK 2 O + H 2 S O 4 = K 2 S O 4 + H 2 OG a 2 O 3 + 3 H 2 S O 4 = G a 2 ( S O 4 ) 3 + 3 H 2 OS i O 2 不 溶 于 硫 酸 ， 會 留 在 渣 里 。 主 要 成分 是 S i O 2③ 堿 溶過 濾氫 氧化 鉀廢 渣 硅 酸 鉀 溶 液④ 中 和硫 酸過 濾白 炭 黑硫 酸 鉀③ 堿 溶 ： 二 氧 化 硅 溶 于 強(qiáng) 堿 。n S i O 2 + 2 K O H = K 2 O . n S i O 2 + H 2 O ( n 為 模 數(shù) ）④ 中 和 反 應(yīng) 制 取 白 炭 黑 。 硫酸 鉀 溶 液 返 回 之 前 的 硫 酸 鋁 、 硫 酸 鉀 溶 液 ， 實(shí) 現(xiàn)明 礬 結(jié) 晶K 2 O . n S i O 2 + H 2 S O 4 = K 2 S O 4 + n S i O 2 ↓ + H 2 O⑤ 蒸 發(fā) 結(jié) 晶硫 酸 鋁 鉀 含 鎵 溶 液⑥ 中 和 沉 鎵⑤ 蒸 發(fā) 結(jié) 晶 ： 利 用 硫 酸 鹽 易 形 成 復(fù) 鹽 的 原 理 ， 通過 先 蒸 發(fā) 后 冷 卻 ， 使 得 硫 酸 鋁 和 硫 酸 鉀 形 成 硫 酸鋁 鉀 復(fù) 鹽 結(jié) 晶 ， 實(shí) 現(xiàn) 硫 酸 鋁 、 硫 酸 鉀 和 硫 酸 鎵 的分 離氧 化 鈣過 濾濾 液 返 回 溶出 工 序⑥ 根 據(jù) 氫 氧 化 鎵 沉 淀 的 p H 值 范 圍 ， 用 氧 化 鈣 調(diào) 整溶 液 p H 值 ， 實(shí) 現(xiàn) 氫 氧 化 鎵 沉 淀 ， 獲 得 鎵 精 礦 ， 實(shí)現(xiàn) 鎵 與 其 它 雜 質(zhì) 的 分 離⑦ 中 和 除 雜 過 濾硫 酸 鈣⑦ 原 物 料 中 還有 其 它 少 量 雜質(zhì) ， 繼 續(xù) 用 氧化 鈣 中 和 沉 淀雜 質(zhì) ， 以 避 免雜 質(zhì) 在 循 環(huán) 溶液 中 積 累 。其 它 雜 質(zhì) 留 在渣 中 ， 排 出 體系 。鎵 精 礦 堿 溶鎵 電 解金 屬 鎵⑤返 回 蒸 濃 結(jié)晶 工 序 ， 平衡 鉀 鋁 濃 度 煙灰綜合回收鎵 /鉀 /鋁 /硅的工藝流程圖 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 18 由汽車運(yùn)進(jìn)廠的灰渣進(jìn)入原料倉庫，用螺旋輸送機(jī)送往原料配料。調(diào)配合格后原礦漿送至耐酸礦漿泵。溶出后料漿溫度降至 80℃后進(jìn)入沉降槽。 濾液經(jīng)蒸濃結(jié)晶得到硫酸鋁鉀結(jié)晶，晶體晶體經(jīng)干燥包裝入庫待售。 浸出渣經(jīng)氫氧化鉀溶解得到硅酸鉀濾液，然后用硫酸中和得到超細(xì)二氧化硅沉淀。少量濾渣可作為建材原料。富鎵沉淀用苛堿溶解除雜后電解，得到金屬鎵。 （ 3）氫氧化鉀：含量≥ %，以 100%計(jì)。 浸出渣的綜合利用 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 21 與鋁酸鈉溶液提鎵不同，本項(xiàng)目浸出后存在廢渣。 項(xiàng)目技術(shù)優(yōu)越性 本項(xiàng)目是針對特材冶煉廢渣的資源化利用項(xiàng)目，可以達(dá)到治理廢渣的環(huán)境污染的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)其中光電新技術(shù)發(fā)展的重要材料金屬鎵以及我國緊缺 戰(zhàn)略資源鉀的綜合利用。同時(shí)實(shí)現(xiàn)資源的深度高效利用，整體技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)于現(xiàn)有的金屬鎵的提煉工藝。對拓展鎵與鉀等資源的范圍以及煉鎵技術(shù)發(fā)展也具有重要的意義。 項(xiàng)目組成 （ 1）生產(chǎn)廠房 原料倉庫、溶出廠房、綜合過濾廠房、蒸發(fā)廠房、電解廠房 （ 2）生產(chǎn)設(shè)施 溶出前槽、濾液槽、熱水槽、多效蒸發(fā)、結(jié)晶槽、中和槽、堿溶槽、電解液槽等 （ 3）辦公生活設(shè)施 綜合研發(fā)辦公樓 規(guī)劃原則 用科學(xué)發(fā)展觀統(tǒng)領(lǐng)環(huán)境保護(hù)工作 清潔生產(chǎn)原則 促進(jìn)自然資源可持續(xù)利用 工業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)原則 環(huán)境保護(hù)原則 執(zhí)行國家各項(xiàng)有關(guān)環(huán)境保護(hù)的法律法規(guī) 功能分區(qū) 根據(jù)確定的各項(xiàng)建設(shè)內(nèi)容及其規(guī)模，結(jié)合地塊條件 ，可以將本項(xiàng)目分成相對獨(dú)立的功能分區(qū)，并通過合理的布局，形成相互聯(lián)系又各自獨(dú)立的作業(yè)協(xié)同。 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 23 豎向布置及場地排雨水 建筑物豎向設(shè)計(jì)本著盡量利用自然地形，減少土方工程量和各種工程構(gòu)筑物的工程量，并力求填、挖就近平衡，運(yùn)距最短，節(jié)約基建投資的原則。場地標(biāo)高及排水坡度盡量結(jié)合原地形進(jìn)行平整，場地排雨水坡度為 5‰，雨 水匯入廠內(nèi)道路邊溝，最后排入廠區(qū)雨水管網(wǎng)內(nèi)。根據(jù)企業(yè)性質(zhì)、產(chǎn)品規(guī)模和總平面布置方案，為了消除或減輕生產(chǎn)過程中所產(chǎn)生的粉塵和氣體和噪聲對環(huán)境的污染，創(chuàng)造良好的生產(chǎn)和生活環(huán)境。使整個園區(qū)內(nèi)綠化布局形成疏密有致、高低錯落、遠(yuǎn)近分明的綠化層次和空間結(jié)構(gòu)，以與廠內(nèi)的建筑相呼應(yīng)，建成現(xiàn)代化工廠的典型模式。 各車間的建筑設(shè)計(jì)主要依據(jù)生產(chǎn)使用功能，氣象條件，建筑造型和建筑技術(shù)等因素進(jìn)行平面布置和空間組合。廠區(qū)內(nèi)主要建筑的屋面板采用現(xiàn)澆鋼筋混凝土屋面板，保溫材料采用樹脂珍珠巖，卷材防水。 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 24 公用工程 供熱、供氣、空壓站 供熱 工藝生產(chǎn)所需蒸汽由產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)內(nèi)的大唐電廠產(chǎn)生，壓力為 左右，達(dá)到工藝生產(chǎn)所需參數(shù)。各蒸汽管道均需保溫，保溫材料采用巖棉制品。保溫層外采用鍍鋅鐵皮保護(hù)層。 供電、通訊 電力負(fù)荷 （一） 計(jì)算負(fù)荷 根據(jù)工藝與輔助專業(yè)的提資，采用單耗法 (綜合單耗為 190kWh/t灰 ) （二） 負(fù)荷性質(zhì) 1）示范工廠的一級負(fù)荷主要有 : 電解槽； 溶出器攪拌裝置； 沉降攪拌耙機(jī)； 結(jié)晶槽攪拌裝置 。 2）二級負(fù)荷主要是 : 其余生產(chǎn)所用的負(fù)荷均為二級。例如，沉降過程停止攪拌，將導(dǎo)致迅速沉淀，由于設(shè)備容量大，清理困難，將嚴(yán)重影響生產(chǎn)，甚至產(chǎn)生事故，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。 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 25 供電 電源 生產(chǎn)用電由電廠 10KV 總配電室的兩段 10KV 母線上各出 1 回路，經(jīng)由電纜送至10KV 分配電所直接供電。 10KV 系統(tǒng)為單母線分段，并設(shè)有 BZT 備用電源一次自投裝置。 10KV 側(cè)不在設(shè)電容補(bǔ)償裝置間。電纜主要敷設(shè)在電纜橋架內(nèi)，電線穿鋼管明敷或暗敷。 照明 1）照明與動力共用一變壓器，三相四線制供電。 2）照明線路：照明干線用分干線分別采用 YJV 型四芯及五芯等截面電纜，沿電纜橋架敷設(shè)，照明支線采用 YJV 型電纜或 BV 型絕緣導(dǎo)線沿電纜橋架敷設(shè)或穿鋼管明敷或暗敷。 火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng) 1）系統(tǒng)建設(shè)置 根據(jù) GB501162020《火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)設(shè)計(jì)規(guī)范》，設(shè)置火災(zāi)自動報(bào)警系統(tǒng)。 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 26 3）消防聯(lián)動系統(tǒng) 聯(lián)動控制系統(tǒng)包括室內(nèi)消火栓、自動噴水滅火系統(tǒng)，通過消防聯(lián)動裝置控制消防泵的起、停，顯示各系統(tǒng)的工作、故障狀態(tài)。 5）消防線路 消防線路采用阻燃型電線、電纜，其中總線及通訊線路采用阻燃型號屏蔽電纜，沿消防專用橋架敷設(shè)，橋架外部涂有防火涂料。 2）接地 接地采用 TNCS 系統(tǒng)，接地極采用 DN50 鍍鋅鋼管，接地干線采用 40 4 鍍鋅扁鋼。 通訊 根據(jù)本工程的建設(shè)規(guī)模，為了滿足現(xiàn)代化企業(yè)生產(chǎn)和行政管理的需要，保證企業(yè)的安全生產(chǎn)，全廠通信可分為廠區(qū)行政通訊、生產(chǎn)調(diào)度通訊及其它輔助通訊。 給排水 用水標(biāo)準(zhǔn)及給排水量 （一）用水標(biāo)準(zhǔn) 廠區(qū)工作人員生活用水標(biāo)準(zhǔn) : 35 l/人 .班 廠區(qū)工作人員沐浴用水標(biāo)準(zhǔn) : 40 l/人 .班 廠區(qū)澆灑道路用水標(biāo)準(zhǔn) : l/，每天兩次 廠區(qū)綠化用水標(biāo)準(zhǔn) : l/ 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 27 廠區(qū)生產(chǎn)用水標(biāo)準(zhǔn)按生產(chǎn)工藝要求確定 （二）給排水量 日用新水量 180m3/d 其中：生產(chǎn)給水 160m3/d 生活給水 20m3/d 日排水量 16 m3/d 生活排水 16 m3/d 循環(huán)用水量： 200 m3/d 給水系統(tǒng) （一）供水水源 本項(xiàng)目日消耗水由三門峽產(chǎn)業(yè)集聚區(qū)供給。 （三）二次利用水系統(tǒng) 二次利用水主要指沒有受污染的設(shè)備冷卻水及部分工藝排水，重復(fù)使用，以達(dá)到節(jié)約新水的目的。 循環(huán)水系統(tǒng) 循環(huán)水主要為蒸發(fā)、過濾等工序的 冷卻用水。 排水系統(tǒng) 本項(xiàng)目日排水量為 25m3，根據(jù)清濁分流、便于處理的原則，生產(chǎn)廢水和雨水采用單獨(dú)處理和排放。生活污水就近排入生活污水管網(wǎng)，經(jīng)管網(wǎng)再排至生活污水處理站處理后返回生產(chǎn)流程。 2）按《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 的要求：車間及倉庫設(shè)置室內(nèi)外水消火栓，同時(shí)配備足夠量的滅 火器材；同時(shí)配備足夠量的滅火器材；輔助生產(chǎn)用建、構(gòu)筑物設(shè)置室外消火栓系統(tǒng)并配備足夠量的滅火器材。 4）在各個樓梯間、走廊、安全出口、應(yīng)急門等處設(shè)有持續(xù)供電時(shí)間為 90 分鐘的應(yīng)急疏散指示燈。生產(chǎn)裝置的金屬外殼均與接地裝置可靠相連，所有生產(chǎn)裝置及其管線，按電氣、給排水專業(yè)要求作靜電及防雷接地。 6）消防配電線路：暗敷的及明敷的線路均穿鋼管保護(hù)且表 面刷防火涂料。 采暖、通風(fēng) 設(shè)計(jì)依據(jù) 《采暖通風(fēng)與空氣調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)規(guī)范》 GB500192020 《工業(yè)企業(yè)設(shè)計(jì)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)》 TJ3679 《大氣污染物綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB16297－ 1996 《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》 GB500162020工藝及有關(guān)專業(yè)對本專業(yè)的要求 設(shè)計(jì)原則及方案 根據(jù)有關(guān)規(guī)范和規(guī)定、設(shè)置適當(dāng)?shù)耐L(fēng)用采暖設(shè)施。 2）采暖室內(nèi)設(shè)計(jì)溫度 : 生產(chǎn)車 間 5～ 18℃ 行政福利設(shè)施 10～ 25℃ 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 29 3）采暖熱媒為 95/70℃熱水，由廠熱網(wǎng)供給。 通風(fēng)、空調(diào) （一） 通風(fēng) 1）敞開式車間的余熱、余濕及有害氣體均采用自然通風(fēng)消除。 （二）空氣調(diào)節(jié) 對控制室、配電室等對溫、濕度有一定要求的場所均采用分散式空調(diào)方式進(jìn)行空氣調(diào)節(jié)。 自動控制及管理信息 生產(chǎn)過程工藝參數(shù)檢測和控制設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)在穩(wěn)妥、可靠、實(shí)用、經(jīng)過生產(chǎn)實(shí)踐證明是成熟的控制方案的基礎(chǔ)上進(jìn)行。 控制方式采用現(xiàn)場控制和車間集中控制方式，現(xiàn)場控制方式僅限于設(shè)備維修和運(yùn)轉(zhuǎn)試驗(yàn)，集中控制方式則在主要車間設(shè)置集中控制室，室內(nèi)設(shè)置儀表盤和操作臺，集中顯示、控制工藝過程參數(shù)，并按需要進(jìn)行自動記錄、工藝參數(shù)越限報(bào)警、自動調(diào)節(jié)或打印報(bào)表等功能，確保生產(chǎn)正常運(yùn)行。各生產(chǎn)流程的控制采用 DCS 控制系統(tǒng)，整個示范工廠設(shè)置一個控制室。 化驗(yàn)、質(zhì)檢、環(huán)保監(jiān)測 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 30 本項(xiàng)目在生產(chǎn)的過程中，必須保持生產(chǎn)的連續(xù)穩(wěn)定。單獨(dú)建設(shè)化驗(yàn)室承擔(dān)所有化驗(yàn)和檢測 任務(wù)。 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 31 7 節(jié)能、節(jié)水 注意節(jié)約能源及水資源，使有限的資源生產(chǎn)出更多的產(chǎn)品，是企業(yè)提高經(jīng)濟(jì)效益的可靠手段。 設(shè)計(jì)依據(jù) 本項(xiàng)目設(shè)計(jì)過程中始終貫徹執(zhí)行。 ，本項(xiàng)目平面布置布局緊湊、功能分區(qū)、物流 流向各自互不交匯，布置 合理 ，運(yùn)輸 距離短。 ，選用新設(shè)備、新材料。 ，減少排放增大回收，努力發(fā)展低碳