年产538吨钽铌高档电子材料(钽铌稀有金属及其氧化物)项目投资可行性研究报告.doc

年产538吨钽铌高档电子材料(钽铌稀有金属及其氧化物)项目
目 录

1 总 论 1
1.1 概述 1
1.2 研究结论 5
2 市场预测 8
2.1 产品市场供应预测 8
2.2 产品市场需求预测 8
2.3 价格现状与预测 10
2.4 市场竞争力分析 11
2.5 市场风险 11
3 建设规模及产品方案 12
3.1 生产规模和产品方案 12
3.2 产品规格及质量要求 12
4 工艺技术方案 16
4.1 工艺技术方案的选择 16
4.2 工艺流程及消耗定额 16
4.3 主要设备的选择 22
4.4 主要原材料消耗及来源 25
4.5 自动控制及仪表 25
4.6 装置占地与建、构筑物面积及定员 32
5 原材料、辅助材料及燃料供应 36
5.1主要原辅材料、燃料的规格、年需要量及运输方式 36
5.2 公用工程消耗 36
6 建厂条件和厂址选择 37
6.1 建厂条件 37
6.2 厂址选择 42
7 公用工程和辅助设施方案 43
7.1 总图工程 43
7.2 供热 45
7.3 供电及电讯工程 49
7.4 给水排水 56
7.5 冷冻站 62
7.6 空压站 63
7.7 土建工程 65
7.8 仓储工程 78
7.9 维修工程 80
7.10 中央化验室 80
7.11 生活福利设施 80
8 节能节水 81
8.1 节能 81
8.2 节水 86
9 消 防 88
9.1设计标准 88
9.2消防系统 88
9.3管道 89
10 环境保护 90
10.1 厂址地理位置和自然条件 90
10.2 执行的环境质量标准及排放标准 90
10.3 建设项目的主要污染源及污染物 91
10.4 环境保护措施方案 92
10.5 环境保护投资 94
10.6 环境影响分析 94
11 劳动安全卫生与消防 95
11.1 设计依据及标准规范 95
11.2 环境因素分析 96
11.3 生产过程中职业危险、危害因素的分析 96
11.4 安全卫生措施方案 110
11.5 安全卫生监督与管理 112
11.6 专用投资估算 113
11.7 预期效果及存在的问题与建议 113
12 组织结构与人力资源配制 115
12.1 企业管理体制及组织机构设置 116
12.2 生产班制与人力资源配置 116
12.3 人员的培训与安置 117
13 项目实施计划 118
13.1 项目组织与管理 118
13.2 实施进度计划 118
13.3 工程招投标 118
14 投资及资金筹措 119
14.1 建设投资 119
14.2 建设期借款利息 121
14.3 流动资金 121
14.4 项目报批总投资 121
14.5 项目总投资 121
14.6 资金筹措 122
14.7 资金使用计划 122
15 项目财务分析及评价 127
15.1 财务评价方法依据及基础数据 127
15.2 成本与费用 127
15.3 产品产量、营业收入、营业税金及附加 129
15.4 利润及分配 130
15.5 财务盈利能力分析 131
15.6 偿债能力分析 132
15.7 财务生存能力分析 132
15.8 不确定性分析 132
15.9 财务评价结论 133
16 研究结论与建议 158
16.1 研究结论 158
16.2 建议 158

附件一：项目区域位置图
附件二：总平面布置图

江西省化学工业设计院
1 总 论

1.1 概述
1.1.1项目名称、主办单位名称、企业性质及法人、项目性质；经营机制及管理体制
（1）项目名称：年产538吨钽铌高档电子材料(钽铌稀有金属及其氧化物)项目
（2）主办单位： 有限公司
（3）企业性质：有限责任公司
（4）法人代表：
（5）项目性质：新建项目
（6）项目地址：
（7）经营机制：总经理负责制
（8）管理体制：公司实行总经理负责制。下设开发部、市场部、销售部、生产部、供应部、财务部、行政部、项目部等。
1.1.2法人及主办单位概况
有限公司拟由 出资建设，注册资本为1600万元人民币。公司设立董事会， 出任董事长。
董事长简介：
公司发展至今，已成长为一家高新技术企业，是国内为数不多的钽铌湿法冶炼的专业厂家之一，拥有自营进出口经营权。公司长期致力于钽铌产业技术研究和开发，并取得了一系列的成果。其厂区占地面积38000平方米，现有资产总值6500万元，其中固定资产3500万元，流动资产2000万元，拥有一条年处理低品位钽铌矿2000吨能力生产线，生产能力为K2TaF7 150吨/年，Nb2O5 80吨/年，主要产品有钽铌化合物、钽铌氧化物等电子产品及化学冶金工业用的原材料，产品技术水平居国内同行业先进水平。公司人员构成属年青化和知识化，现有员工65人，平均年龄不足38岁，其中：大中专以上文化程度有26人，占全员的30％，中高级企业管理人员12人，占全员的13％，生产工人45人，占全员68％，销售人员10人，占全员9％，专门从事科研开发的人员10人，占全员的9％。公司通过近几年国内外商贸活动，建立了完备的销售网络，产品已覆盖包括港、台在内的国内市场，并成为东方有色金属集团公司、上海有色金属研究所、株洲硬质合金集团等大型公司的可靠供应商，产品供不应求，部分产品与英、日、韩、俄等国外客户，建立了良好的商贸合作关系，且客户对企业的产品技术指标给予了充分肯定，市场的占有率在不断上升。
1.1.3 项目提出的背景、投资的目的、意义和必要性
有限公司自 年投产以来，通过开展自主创新，不断增强核心竞争力，改进和完善了工艺技术和设备，钽铌湿法冶炼分离生产线得到了较快的发展，成为国内最大的低品位钽铌矿湿法冶炼生产企业，氟钽酸钾、氧化铌产品大批量提供市场，产品质量得到顾客的一致好评。公司极为重视环境保护，下大力气，逐年增加投入，改进和扩大环保设备，“三废”得到较好的综合治理。然而，随着市场经济不断发展，尤其是电子产业的快速推进，电子产品连续20年以10～15％的速度增长，作为电子产业的高档原材料——钽铌产品呈现出供不应求的态势。同时随着市场的发展，用户对产品的质量也不断提出了更高更严的要求，对产品中的杂质含量要求更加严格。因受到原来厂房及设备的局限，产品产量无法得到进一步提高，生产能力仍远远不能满足市场需求。为了进一步发展，×等共同出资建设，注册资本1500万元人民币，选址 建设 有限公司资建设高档电子材料(钽铌稀有金属及其氧化物)项目。
项目的建设选址，不但可以充分利用江西的地方资源：钽铌矿，及硫酸、氢氟酸、工业氯化钠、氯化钾、液氨等化工产品，并提高了江西钽铌矿资源的利用率，降低了运输成本，使这条产业链获得共同发展，解决社会部分就业问题，又可进一步推动江西地区的经济和高新技术材料的发展。
1.1.4 可行性研究报告编制依据和原则
1、建设单位提供的有关编制本可行性研究报告的基础资料。
2、编制本可行性研究报告的工程咨询合同。
3、《化工投资项目可行性研究报告编制办法》。
4、《石油和化工投资项目可行性研究节能减排编制办法》（试行稿）。
1.1.5 编制原则
（1）采用先进工艺技术，避免低水平重复建设，深化产品加工，提高产品质量及档次，加强出口。
（2）设备选型必须可靠，耐腐蚀且性能优良。
（3）发挥企业公用工程及辅助生产设施的优势，以节省投资，提高经济效率。
（4）环境保护及职业安全卫生与主体工程同时建设，同时施工，同时竣工投产。实现“三同时”，严格执行国家“三废”排放标准。
（5）严格执行有关的国家、行业技术规程、规范，设计过程严格按有关质量体系进行。
（6）以市场为导向，以提高竞争力为出发点，以经济效益为中心，加强项目的市场调研，选择生产市场适销对路的产品，产品的品种要适应市场需求的变化，产品无论在性能上，还是在价格上均应具有较强的竞争能力；按照“少投入、多产出、快速发展”的设计原则和工厂设计模式改革的要求，在稳妥可靠的前提下实事求是地优化各项成本要素，尽可能节省项目建设投资，最大限度的降低项目的产品成本，提高项目的竞争力。
1.1.6 研究范围
本报告对以钽铌矿为原料，采用湿法萃取的工艺技术方案、公用工程和辅助设施方案、投资估算、经济效益和市场情况等方面进行研究，从而提出先进合理的工艺技术方案和配套工程的建设方案，做出市场预测和投资估算，并对项目的经济效益做出财务评价。
项目规模为：生产氧化钽77.60吨、高纯氧化钽29.10吨、氟钽酸钾240.88吨、氧化铌104.50吨、高纯氧化铌38.00吨；考虑到矿的品味及成分多样，另建设了年处理200吨高钨钽铌矿装置，可年产48.16吨钨酸钠。
主要工程范围包括：矿库、磨矿车间、酸解车间、矿萃车间、清萃车间、结晶车间、氟硅酸钾车间、氧化坦车间、氧化铌车间、氨回收车间、高纯钽车间、高纯铌车间、萃取剂车间、重选车间、渣矿、废气吸收装置、焙烧车间、提钨车间、钽仓库、铌仓库、副产品仓库、氟钽酸钾仓库、原材料仓库、液化气瓶组间、液氨罐组、硫酸及氢氟酸罐区、1#变配电、2#变配电、纯水车间、锅炉房、燃料堆场、空压冷冻车间、消防系统、污水处理系统、五金仓库、机修车间、包装材料库、办公楼、综合楼、研发中心、门卫等。
具体说明如下：
（1） 工艺装置
本项目主要工艺装置包括磨矿车间、酸解车间、矿萃车间、清萃车间、结晶车间、氟硅酸钾车间、氧化坦车间、氧化铌车间、氨回收车间、高纯钽车间、高纯铌车间、萃取剂车间、重选车间、渣矿、废气吸收装置、焙烧车间、提钨车间、硫酸及氢氟酸罐区、液氨罐组。
本项目产品有六种：氧化钽，氧化铌，高纯氧化钽、高纯氧化铌、氟钽酸钾，副产品主要有：氟硅酸钾、钨酸钠、氟化铵、少量回收锡料。
（2） 配套公用工程及辅助工程
矿库、钽仓库、铌仓库、副产品仓库、氟钽酸钾仓库、原材料仓库、液化气瓶组间、1#变配电、2#变配电、纯水车间、锅炉房、燃料堆场、空压冷冻车间、事故池、五金仓库、机修车间、包装材料库。
（3）生活福利设施有办公楼、综合楼、研发中心、门卫。
1.2 研究结论
1、项目投入总资金及效益情况
项目报批总投资47757.11万元，项目总投资55559.43万元。生产年平均营业收入67566.08万元、生产年平均利润总额13703.36万元、生产年平均税费总额7468.61万元（其中:应交增值税3675.25万元）、生产年平均净利润10277.52万元。平均总投资收益率30.19%，平均资本金净利润率为28.74%。项目投资税后财务内部收益率22.42%、项目投资税后投资回收期5.46年、项目资本金财务内部收益率27%。建设投资借款偿还期3.18年。项目平均盈亏平衡点33.48%。
项目产品畅销，经济效益好，抗风险能力强，社会效益显著，符合国家的产业政策
2、主要技术经济指标
序号
项 目 名 称
单 位
数 量
备 注
1
产品方案： 高品位钽铌化合物

2
生产规模：年处理矿石量
t/a
1000

2.1
氧化钽
t/a
77.60

2.2
氧化铌
t/a
104.5

2.3
高纯氧化钽
t/a
29.1

2.4
高纯氧化铌
t/a
38.0

2.5
氟钽酸钾
t/a
240.88

2.6
钨酸钠
t/a
48.16

2.7
氟硅酸钾
t/a
495

2.8
锡料
t/a
4.5

2.9
氟化铵
t/a
707.95

3
主要原材料、动力用量

3.1
分析纯硫酸98%
t/a
58.67

3.2
硫酸98%
t/a
793.33

3.3
氯化钾
t/a
426.76

3.4
分析纯氢氟酸40%
t/a
90.82

3.5
氢氟酸55%
t/a
1500

3.6
钽铌矿
t/a
1000

3.7
碳酸钠
t/a
48

3.8
液氨
t/a
325.82

3.9
包装袋（25kg）
万个
1

3.10
盐酸30%
t/a
42.85

3.11
液碱30%
t/a
55.72

3.12
仲辛醇
t/a
13.5

3.13
包装桶
个
200

3.14
煤
t/a
60

3.15
液化气
t/a
95

3.16
稻壳
t/a
3240

4
三废排放量:废水
m3/d
85.9
经污水处理后
达标排放

废气
m3/h
305.13
处理后
达标排放

废固
t/d
3.97

5
定员
人
210

6
运输量
t/a
6249.97

其中：运入量
t/a
4510.47

运出量
t/a
1739.5

7
工程建筑面积
m2
82376

8
综合能耗总量
标煤t/a
2936.77

9
单位产品综合能耗
标煤t/t
1.682

10
报批项目总投资
万元
47757.11

10.1
建设投资
万元
43209.06

10.2
建设期利息
万元
401.40

10.3
铺底流动资金
万元
3343.85

11
项目总投资
万元
55559.43

11.1
建设投资
万元
43209.06

11.2
建设期利息
万元
401.40

11.3
流动资金
万元
11146.16

12
年平均销售收入
万元/年
67566.08

13
年平均总成本费用
万元/年
54017.39

14
年平均销售税金及附加
万元/年
367.52

15
年平均利润总额
万元/年
13703.36

16
年平均所得税
万元/年
3425.84

17
年平均净利润（税后利润）
万元/年
10277.52

18
财务评价指标

18.1
总投资收益率
%
30.19

18.2
资本金净利润率
%
28.74

18.3
项目投资回收期（税后）
年
5.46

18.4
项目投资财务内部收益率（税后）
%
22.42

18.5
项目投资财务净现值（税后）(Ic=12%)
万元
24561.46

2 市场预测
2.1 产品市场供应预测
我国钽铌工业企业与国外巨头比规模，明显底气还不够足，竞争处于劣势，尤其是中小企业受到技术、资金和管理水平的局限。目前我国钽铌冶炼无论在生产技术方面，还是在产品质量方面，与国际先进水平相比仍存在一定的差距，国内的钽铌供应较少。阻碍钽铌冶炼发展的主要因素是：产品开发成本偏高，原材料及辅料消耗大，污染大，产品质量档次偏低，产品附加值低，效益偏低，且国内拥有稀有金属钽铌湿法冶炼技术的企业在国内为数不多。
2.2 产品市场需求预测
2.2.1 国内市场
随着电子产业的发展，近几年来，国内钽电解电容器也保持了高速发展，根据中国电子元件行业协会信息中心的数据：系统内企业产量从1997年的27155.6万只增加到2003年的124789.7万只，年均增长速度为28.94％；销量从1997年的22063.3万只增加到2003年的126876.7万只，年均增长33.85％。
电子行业保持快速增长，钽产品就必然随之增长。
2006年中国钽铌工业在世界钽铌产品总需求持续增长的带动下，也呈现出良好的增长势头，总产值达到17．82亿元，销售收入达到18．15亿元，与2005年相比分别增长了23．58％和20％。中国电容器用钽粉和钽丝的质量已接近国际先进水平，产量已分别占世界产量的21％和56％以上，出口总量达到总产量的90％以上。
国内钽电容器生产厂家从1998年主要生产厂5家，产量1.17亿支，用钽粉量约12-15吨，到2002年发展到主要生产厂9家，产量8.31亿支，用钽粉量约40-50吨。2003年，全球钽电解电容器因手机需求增长占整体电容器市场规模的14%，一些大的电容器生产厂家均增加钽电容器的生产，至2008年钽电容器生产厂家扩展到14家，主要生产厂家有天津松下公司、天津三星公司、宁夏星日电子公司、无锡格玛公司、中国振华集团等较大型引进生产线。从国内钽电容器消费市场分析，2002年进口钽电容器230.47万只，出口12.89万只，进口远大于出口，有很大的潜在市场。国外厂商主要看重中国广阔的市场和较丰富的钽资源，将钽电容器生产投资中国建厂，到2005年国内钽电容器生产能力达到15亿支以上，用钽粉量达到80吨左右，比2002年翻了一番。
我国铌的应用领域：铌铁主要用于电焊条、高温合金；氧化铌主要用于氧化铌陶瓷电容器、光学材料；金属铌用于阳极管；铌铸铁用于汽缸套及活塞中，以提高使用寿命。在超导材料中也有使用。
近年来铌铁的需求量稳步增长，1990年消费量仅122吨(含进口铌铁量约80吨)，1995年230吨左右，2000年470吨，两个五年连着翻番。2005年400MPaⅢ级钢筋产量为800万吨，其中铌微合金化钢筋为50％，消费铌铁1600吨；以2010年这一等级钢筋产量为3000万吨计，铌微合金化钢筋仍以50％安排，将消费铌铁6000吨，加上板带材用铌铁的量，2005年和2010年将合计消费铌铁5000吨和9000吨，届时我国钢铁业铌的消费强度也只有18～20克/吨和25～30克/吨，仍低于目前的世界平均水平。
2.2.2 国际市场
2005年，世界钽铌工业总需求保持稳步增长。在世界消费类电子产品持续增长的带动下，中国钽铌工业也出现了明显的增长势头，世界铌粉、丝、制品市场需求呈现大幅增长，
电子工业LN（铌酸锂）、LT（钽酸锂）使用量逐年增加，每年以8.9%的速度递增，预计今后一段时间年增长速度可达10～15%。
由于钽电解电容器容量范围较广，且片式化技术和产品结构成熟度较高，其生产总量和片式化率正在逐年提高。
国外钽电容制造业主要集中在美国、日本、西欧、东南亚和新近迅速发展的韩国。这些国家和地区钽电容器年产量近400亿支，其中美国、日本、西欧产量占80％以上。由于中国经济近30年的快速发展，人民的生活水平快速提高，中国的市场容量越来越大，吸引着国外钽电容器生产厂家逐渐将钽电容器生产线转移到中国进行生产，该现象近几年有进一步加快的趋势。这对我公司产品的销售更加有利。
公司在生产技术、资源、销售渠道、产品成本及产品质量方面有较强的竞争能力，本项目的实施可以使公司改进产品质量、扩大市场占有率、形成规模经济、增强企业竞争力及为公司今后的发展提升到一个新的台阶做好准备。
2.3 价格现状与预测
而低品位钽铌矿占整个钽铌资源的40%左右，况且低品位钽铌矿的单位金属价格通常只是高品位钽铌矿价格的1/3至1/2，这对本公司技改扩建和产品销售是个难得的机遇。
目前，市场上各种钽铌产品的价格见下表
序号
名 称
价格
备注
1
氧化坦
250.00万元/吨

2
氧化铌
37.00万元/吨g

3
高纯氧化坦
260.00万元/吨

4
高纯氧化铌
38.50万元/吨

5
氟钽酸钾
160.00万元/吨

6
钽铌矿
44.5万元/吨
氧化钽含量25%
由于钽铌产品的需求面广，钽铌矿产量不会有大幅度的增加，钽铌产品的市场需求增加，势必造成价格上涨。为方便计算，本文以上述价格进行经济效益分析。
2.4 市场竞争力分析
由于我国的钽铌冶炼工业起步较晚，对处理低品位钽铌矿受工艺技术水平的局限，回收率较低，造成冶炼成本过高，低品位钽铌矿杂质含量相对较高，分离难度大，产品质量不易控制，以东方钽业股份有限公司为首的国内几家钽铌骨干企业主要以分离高品位钽铌矿和深加工为主，缺少低品位钽铌矿的分离手段，低品位钽铌主要以代加工形式委托本公司及国内其它几家新兴企业进行加工，而低品位钽铌矿占整个钽铌资源的40%左右，况且低品位钽铌矿的单位金属价格通常只是高品位钽铌矿价格的1/3至1/2，这对本公司技改扩建和产品销售是个难得的机遇。
本公司氟钽酸钾和氧化铌主要提供宁夏东方钽业股份有限公司、上海有色金属研究所、株洲硬质合金集团、广东多罗山兰宝石稀有金属有限公司等大型公司或科研机构使用，或为这些单位承担来料加工任务。作为宁夏东方钽业股份有限公司的合格原料供应商，只要我们加强管理，抓住机遇，趁势而上，扩大规模，提高产品的质量和档次，也必能随着东方钽业股份有限公司的快速发展而得到发展壮大。
2.5 市场风险
本工程采用先进生产工艺处理低品位钽铌矿，并具有多项自主知识产权，其工艺技术受国家保护，其产品抗风险能力较强。
3 建设规模及产品方案

3.1 生产规模和产品方案
根据市场预测和经济规模，以及本公司现有经济技术实力和拟建厂地的有利条件，拟定本工程的产品方案及规模为：：生产氧化钽77.60吨、高纯氧化钽29.10吨、氟钽酸钾240.88吨、氧化铌104.50吨、高纯氧化铌38.00吨；考虑到矿的品味及成分多样，另建设了年处理200吨高钨钽铌矿装置，可年产48.16吨钨酸钠
年操作时间：300天（7200小时）
3.2 产品规格及质量要求
本项目产品按照国际标准组织生产，产品技术质量符合行业标准和客户的要求。项目产品主要技术指标如下：
1、氟钽酸钾（K2TaF7)质量指标(单位:%)
级别
K2TaF7-1
K2TaF7-2
化
学
成
份
住含量（以Ta2O5）
55.8～56.8
55.8～56.8
杂
质
含
量
不
大
于
C
0.002
0.0025
Ca
0.001
—
Cu
0.001
0.001
Cr
0.001
0.001
Fe
0.001
0.001
Mg
0.001
0.001
Mo
0.001
0.001
Nb
0.002
0.002
N
0.003
0.004
Ni
0.001
0.001
Pb
0.001
0.001
Si
0.002
0.003
Ti
0.001
0.001
W
0.001
0.001
H2O
0.03
0.05
包装：50Kg/桶。
包装材料：外铁桶，内两层塑料袋。
2、氧化铌(Nb2O5)质量指标(单位:%)
级别
Nb 2O5-1
Nb 2O5-2
Nb 2O5-3
杂
质
含
量
不
大
于
Ta
0.03
0.08
0.3
Al
0.002
0.002
0.01
Cr
0.002
0.003
—
Cu
0.002
0.005
0.005
F
0.08
0.1
0.15
Fe
0.005
0.02
0.03
Mn
0.002
0.005
—
Mo
0.002
0.003
—
Ni
0.002
0.01
0.02
Si
0.005
0.01
0.02
Ti
0.001
0.002
0.005
W
0.003
0.0053
0.01
As
—
—
0.005
Sb
—
—
0.005
Pb
—
—
0.005
P
—
—
0.01
S
—
—
0.01
灼减
0.2
0.2
0.4
包装：50公斤/袋。
包装材料：外编织袋（或塑料桶)，内两层塑料袋。
3、氧化钽(Ta2O5)质量指标(单位:%)
级别
Ta2O5-1
Ta2O5-2
化
学
成
份
Ta2O5
99.5-99.8%
99.9%
杂
质
含
量
不
大
于
Al
0.002
0.002
Cr
0.003
0.001
Cu
0.005
0.002
F
0.1
0.05
Fe
0.005
0.003
Mn
0.002
0.001
Mo
0.002
0.001
Nb
0.02
0.003
Ni
0.005
0.002
Si
0.005
0.003
Ti
0.002
0.001
W
0.003
0.001
L.O.I
0.3
0.2
FSSS Size
<2um
<1um
包装：50公斤/袋。
包装材料：外编织袋（或塑料桶)，内两层塑料袋。
4、高纯氧化铌(Nb2O5)质量指标(单位: ppm)
Nb2O5 含量大于99.99%
杂
质
含
量
不
大
于
Al
3
Mo
2
As
1
Na
5
B
1
Ni
3
Bi
2
Pb
3
Ca
5
Sb
5
Cl
10
Sn
1
Cr
3
Ta
10
Cu
3
Ti
1
F
50
V
1
Fe
3
W
3
K
2
Zr
1
Mg
1
L.O.I.
0.1
Co
1
Si
10
Mn
2
SIZE
-60mesh
包装：10公斤/袋，2袋/桶。
包装材料：外塑料桶，内两层塑料袋。
5、高纯氧化铌(Nb2O5)质量指标(单位:ppm)
Nb2O5 含量大于99.99%
杂
质
含
量
不
大
于
Al
3
Mo
2
As
1
Na
5
B
1
Nb
15
Bi
2
Ni
3
Ca
5
Pb
3
Cl
10
Sb
5
Co
1
Si
10
Cu
3
Ti
1
F
50
V
1
Fe
5
W
3
K
5
Zr
1
Mg
2
L.O.I.
0.1
Cr
3
Sn
1
Mn
2
SIZE
-60mesh
包装：10公斤/袋，2袋/桶。
包装材料：外塑料桶，内两层塑料袋。

4 工艺技术方案

4.1 工艺技术方案的选择
由于钽铌矿石的多样性，实际的选矿技术和处理方法按照处理的具体矿石来选择。本工程考虑到所处理矿石的特性和后续的加工工艺，采用高速干磨细化控制，控制钽铌磨料的粒度，同时使钽铌矿石在干磨中达到氧化的目的工艺技术是先进的、可靠的，而且切实可行的。
4.2 工艺流程及消耗定额
4.2.1工艺流程简图

4.2.2主要化学反应式
1、矿石分解工序
Ta2O5 + 14HF = 2H2TaF7 + 5H2O
Nb2O5 + 14HF =2H2NbF7 + 5H2O
2、氢氧化铌中和工序
H2NbF7 + 7NH3 + 5H2O = Nb(OH)5↓ + 7NH4F
H2SO4 + 2NH3 = (NH4)2SO4
3、氢氧化钽中和工序
H2TaF7 + 7NH3 + 5H2O = Ta(OH)5 ↓+ 7NH4F
4、氧化铌煅烧工序
主反应：2Nb(OH)5 = Nb2O5 + 5H2O↑
副反应：Nb(OH)5 + HF = NbO2F + 3H2O↑
副反应：2NbO2F + H2O = Nb2O5 + 2HF↑
5、氧化钽煅烧工序
主反应：2Ta(OH)5 = Ta2O5 + 5H2O↑
副反应：Ta(OH)5 + HF = TaO2F + 3H2O↑
副反应：2TaO2F + H2O = Ta2O5 + 2HF↑
6、氟钽酸钾制取(转化结晶)工序
H2TaF7 + 2KCl = K2TaF7↓ + 2HCl
7、提钨工序
Ca2WO4 + Na2CO3 = Na2WO4+ CaCO3
4.2.3工艺流程说明
1、磨矿工序
将矿石经雷蒙磨磨细至250目的矿粉，有的矿石要求磨细至325目以上，以提高分解率。
2、分解工序
将55%的工业氢氟酸按一定矿酸重量比预先加入分解槽，开启废气处理系统，然后逐步加入磨好的矿粉，加入速度以不冒槽、反应温度不超过85℃为标准。在矿石投入完毕并充分反应2小时后，按一定矿酸重量比逐步加入98%的工业硫酸，加入速度也是以不冒槽、反应温度不超过85℃为标准。完毕后继续搅拌4小时分解完毕，料液转入矿萃车间。在此过程中，列管式冷凝器的冷却循环水应一直运行，以控制分解槽内的反应温度在85℃以下，使反应过程中的氢氟酸尽量少的挥发。废气吸收系统是利用氟化氢气体在水中的溶解度很大的原理，用水作为吸收剂吸收反应过程中挥发出来的氟化氢和四氟化硅气体，最后在吸收液中主要为氟硅酸溶液，在达到一定的吸收浓度时更换吸收液，吸收下来的氟硅酸溶液泵送至氟硅酸钾车间，生产氟硅酸钾产品。
3、矿萃工序
料液中的氧化钽和氧化铌的合量与矿石的钽铌含量有关，一般控制在60-180 g/L,酸度则要求氢氟酸4.5mol/L,硫酸3.5mol/L,将调好酸度的料液和空载有机相（仲辛醇）从矿萃槽的首尾两端入口按一定流量比加入，逆向对流，使空载有机相把浆料液中的钽铌萃取出来，空载有机在此过程中成为了负荷有机相，有部分钨、铁等金属作为杂质也会进入负荷有机。控制两者的流量比，使负荷有机的钽铌含量在120g-180g/L,保证萃取残液的钽铌合量小于1g/L,则可将合格的萃取残液带渣泵送至氟硅酸钾车间。
4、清萃工序
a.酸洗：负荷有机中含有一定的杂质元素，需要用3.5mol/L的硫酸溶液在酸洗槽中逆向对流洗涤，将杂质从负荷有机中洗涤下来成为清萃残液，清萃残液含钽铌合量小于1g/L,泵送至废水处理系统。负荷有机则成为了干净的含钽铌的酸洗有机。
b.反铌提钽：利用仲辛醇在不同的氢氟酸酸度下对钽铌的萃取能力不同将钽铌分离出来。首先用3mol/L的分析纯硫酸将酸洗有机的氢氟酸酸度降下来，铌（氟铌酸）从酸洗有机中反下来（反铌）进入水相，这时会有少部分的钽也会反下来，再用经过了精制的循环有机在提钽槽中将这部分钽再萃起来（提钽），有机中的铌进入了铌液,铌液含铌一般为120g-160g/L。铌液泵送至氧化铌车间或高纯氧化铌车间。酸洗有机则成为了含钽有机。
c.反钽：用树脂交换水洗涤含钽有机，则钽进入水相，成为钽液，钽液含钽一般为120g-150g/L,含钽有机成为空白有机相，里面含有微量的钽和铌，经树脂交换水洗涤后成为精制有机相，洗涤水送污水处理系统。钽液送氟钽酸钾结晶车间或氧化钽车间或高纯氧化钽车间。
5、氟钽酸钾：钽液加入转化槽，加入纯水使其含钽为50g/L,用蒸汽加热至95℃，再按一定比例加入氯化钾，再加3mol/L氢氟酸，反应30分钟，放入结晶槽中冷却48小时至室温，则生成氟钽酸钾晶体，氟钽酸钾经纯水洗涤、烘干后则为氟钽酸钾产品。氟钽酸钾结晶母液含过量的氯化钾和氢氟酸，泵送至氟硅酸钾车间以回收利用其中的氟离子、钾离子。
6.氧化钽：钽液用经净化器净化了的液氨中和至PH为9左右，氟钽酸则沉淀为氢氧化钽，经板框压滤机过滤、纯水洗涤、烘干、煅烧则成为氧化钽产品，氨沉母液经加热、浓缩、结晶，成为氟化氢铵晶体。
7.氧化铌：与氧化钽类似。
8.高纯氧化钽：与氧化钽类似，但钽液中的杂质含量要求较高，对洗涤的要求也较高。
9.高纯氧化铌：与高纯氧化钽类似。
10.氟硅酸钾：钽铌矿石中一般含有一定量的二氧化硅，特别是低度钽铌矿二氧化硅含量可达20%左右。经与氢氟酸反应，生成大量的氟硅酸溶解于料液中。废气吸收系统吸收下来的也主要是含大量的氟硅酸的溶液。可通过加入氯化钾或硫酸钾生成溶解度很小的氟硅酸钾晶体，再经洗涤、烘干，则成99%的氟硅酸钾产品。这样，既产生了经济效益，又降低了生产过程对环境的污染，减少了污水处理的压力，是典型的清洁生产、循环经济的好工艺。
萃取残液经板框式压滤机过滤，滤饼送至固渣处理车间，滤液加入废气处理系统的吸收液后再加入结晶车间的结晶母液，补充氯化钾，则生成氟硅酸钾晶体。经固液分离后，氟硅酸钾晶体再经洗涤、烘干，则成为氟硅酸钾产品。结晶母液泵送污水处理。
11.提钨：考虑到一些钽铌矿和钽铌二次原料含有一些其它金属，主要为锡钨，需要进行焙烧回收。将矿粉按一定比例加入碳酸钠，搅拌均匀后，进入推板窑焙烧，温度在850℃左右，以煤为燃料，焙烧约2小时，出料冷却后进行湿式球磨。浆料用渣浆泵打入碱煮锅，直接持续通入蒸汽加热约2小时，冷却后进入压滤机进行固液分离，液体经浓缩结晶后，用离心机分离得到钨酸钠晶体，母液打入碱煮锅循环使用；固体即为除去钨后的钽铌矿，送至分解车间待用。
12.固渣处理（重选车间）：钽铌矿的分解渣中有一些没能分解出的钽铌，通过摇床重选，再经浮选机将钽铌与锡分离，钽铌回收料去分解车间待用，锡料外卖，尾渣进入渣库暂存，定期交由有资质废固处理单位处理。

21
江西省化学工业设计院
4.2.4 物料平衡图（吨/年）

4.3 主要设备的选择
生产装置中各设备根据操作工况和接触的介质情况选择。选择原则按照《钢制化工容器材料选择规定》HG20581-98，以压力、温度、介质来确定设备材料。动力设备按较高标准进行选型。即可保证生产的连续运行，同时也保证生产的安全和减少对环境的污染。按其生产过程中介质的特点，对于盛放有氢氟酸的设备，设计中必须选用衬氟设备，对稀硫酸及含硫酸废水设备，选用衬塑设备，对其他有腐蚀介质的设备，设计中选用塑料或衬塑设备。对于盛放其他无腐蚀的介质的设备，设计中选用碳钢设备。
主要设备一览表
序号
设备名称
型 号 及 规 格
数量(台)
材质
备注
1
万能破碎机
30B N=22Kw
6
碳钢

2
摆式磨矿机
4R N=61Kw
9
碳钢+锰钢

3
电子地磅
100t
1
碳钢

4
电子地磅
2t
4
碳钢

5
电子地磅
500Kg
4
不锈钢

6
电子称
120Kg
8
不锈钢

7
车间内行车
3-5吨 N=11Kw
5
碳钢

8
超高分子防腐离心泵
100FUH-38-K N=5.5Kw
36
超高分子

9
矿石分解反应釜
Φ3000X3300mm N=7.5Kw
27
钢结构，内衬pe塑料

10
工程塑料卧式泵
各种规格 N=2.2Kw
98
工程塑料

11
真空泵
100FVH-35-K N=18.5Kw
16
超高分子

12
离心式管道泵
DG-30 N=5.5Kw
46
碳钢

13
氟塑料液下泵
50FUB-32 N=5.5Kw
30

14
矿粉混合加湿机
SJS250-2.2 N= 15Kw
6
碳钢

15
叉车
3T-5T
3

16
石墨列管式冷凝器
∮800mm,石墨改性PP
48
管壳为PP

17
填料淋洗塔
∮800mm，内充填鲍尔环
16
钢衬塑

18
塑料离心通风机
5号风机 N=7.5Kw
20
pvc

19
电磁振动给料机
电磁铁功率 N=2.2KW
36
碳钢+电磁铁

20
箱式混合澄清萃取槽
400×400mm×12 N=5.5Kw
64
钢衬塑

21
箱式混合澄清萃取槽
500×500mm×12 N=15Kw
12
钢衬塑

22
高低位桶
Φ2000×2000mm
60
钢衬塑

23