轧钢酸洗废液制备微纳米氧化铁材料项目可行性研究报告.doc
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1、-2008年辽宁省科技计划节能减排科技专项资金轧钢酸洗废液制备微纳米氧化铁材料项目可行性研究报告(第一期5000吨/年氧化铁黑项目)辽宁工程有限公司2008年2月11日目录第一章 总论1.1项目名称51.2项目建设总体规划51.2.1概述1.2.2一期上5000吨/年铁黑项目1.2.3二期上万吨级的氧化铁红和铁黄项目1.2.4生产高档高附加值磁粉1.3技术经济指标51.3.1生产成本1.3.2产品售价1.3.3年创利润1.3.4投资估算1.3.5资金回报率1.3.6投资回报期1.4工艺技术关键及其特点61.5厂址概况6第二章 项目的可行性分析2.1项目提出的背景62.2项目现实意义72.3氧化
2、铁行业举步维艰,非常渴望改变现状82.4废液资源充分,有望带来氧化铁行业技术革命82.5氧化铁生产企业没有使用废液原因剖析82.6废液制氧化铁技术的优越性92.7该项技术的成熟程度及实验进展情况9第三章 生产规模及产品方案3.1生产规模选择依据103.1.1本地废液资源3.1.2氧化铁市场需求情况3.1.3目前及长远规划3.2产品方案113.3产品的质量标准及主要质量指标11第四章 工艺技术方案的选择4.1传统酸洗废液处理主要的三种方法114.2废酸液液相催化转化法的理论依据124.3生产流程简述134.4工艺流程示意图144.5主要原辅材料和产品的技术规格144.6原辅材料、动力消耗定额及用
3、量15第五章 生产主要设备及动力5.1设备概述165.2主要设备选择说明165.3年产5000吨铁黑主要设备 175.4车间动力需求表185.5仪表19第六章 原料、辅助材料的供应6.1原料的供应196.1.1主要原料的品种规格需求量来源及运输条件6.1.2 原料资源的来源、规模及可靠性6.2辅助材料的供应20第七章 经济分析7.1财务评价依据说明207.2项目总投资217.3财务分析237.3.1税前利润7.3.2税后利润7.3.3投资回收期7.3.4全员劳动生产率7.3.5投资利润率7.4盈亏平衡分析237.5敏感性分析237.6社会效益评价237.7结论24第八章 分析化验8.1化验室的
4、任务248.2化验室的设备248.3化验室的布置及环境要求248.4化验室定员24第九章 环境保护9.1厂址与环境现状259.2项目生产过程中的废物及污染物说明259.2.1废气9.2.2废渣9.2.3废液9.2.4粉尘9.2.5噪声9.3环境保护25第十章 劳动保护与安全卫生10.1劳动保护与安全卫生2610.1.1建设项目生产过程中职业危害因素分析10.1.2职业安全卫生防护的措施10.2职业安全卫生防护的措施2610.2.1防尘10.2.2防泄漏10.2.3防暑降温10.2.4卫生设施10.3消防2610.4防雷及接地安全问题26第十一章 工作制度及劳动定员11.1工作制度2711.2车
5、间组织形式2711.3车间劳动定员27第十二章 工程实施计划12.1建设周期的规划2812.2项目实施进度规划28第十三章 其它需要说明的问题13.1项目设计说明2813.2市场信息2813.3能源综合利用2813.4后记29第一章 总论1.1项目名称: 轧钢酸洗废液制备微纳米氧化铁材料项目 1.2项目建设总体规模1.2.1概述:利用酸洗废液生产氧化铁技术不仅能解决当地环境污染,降低企业治污费用,而且因其生产不再使用铁皮,可大大降低氧化铁的生产成本。废液资源非常丰富,具有广泛的发展空间,该技术的工业化生产必将带来氧化铁行业的大革命,给传统氧化铁生产技术带来巨大冲击。该技术是一项利国、利民、利己
6、的朝阳项目,是符合国家“节能减排”发展循环经济政策的,谁先抓住机遇,谁就可能领导氧化铁发展方向。1.2.2一期先上5000吨/年铁黑项目。大约在二年内,扩产到10000吨/年,可以消化本地废液的25%。1.2.3二期上万吨级氧化铁红和氧化铁黄项目,将本地酸洗废液完全消化掉。使氧化铁总生产规模达到4万吨以上,成为全国较大氧化铁生产单位。1.2.4生产高档高附加值磁粉。对铁黑生产装置,增加一套纯净水生产装置和后处理憎水罐,就可以生产激光复印机、打印机所用的高档的磁粉,其进口价格每吨2万多元,小试样品各项磁参数已达到或超过法国拜耳进口8706指标。1.3主要技术经济指标1.3.1生产成本:2923元
7、/吨(见成本核算表)1.3.2产品售价:4000元/吨1.3.3年创利润:年创利润538.5万元(税前)。1.3.4投资估算:955万元。1.3.5资金回报率:56.39%。1.3.6投资回报期:1.77年1.4工艺技术关键及其特点该项目使用“液相催化转化法生产氧化铁”技术。该技术是辽宁工程有限公司魏雨教授多年在氧化铁研究领域所取得的科研成果。技术关键是直接用含铁废酸液液相催化合成氧化铁,不论制备铁黑、铁红还是铁黄,都不用做晶种,通过调整生产参数能生产出不同的产品。这也是为什么氧化铁生产厂家一直不能利用废液的关键所在。其特点是:工艺简单,流程短,易操作,无污染。经中试后,技术成熟,具备了工业化
8、生产技术条件。1.5厂址概况1.5.1选址:因为废液本身的特点,不宜远途运输,所以适宜在废液集中的地方上装置。同时考虑到长远发展,厂地要留有发展空间。1.5.2整体规划1.5.2.1辅助设施统一考虑:公共部分如水、电、汽等辅助设施统一考虑。在上5000吨铁黑生产装置时,应考虑到二期规划。1.5.2.2生产装置的相同部分可以规划在一起,以便统一管理。如:原料存储区,原料精制区,最后产品库房等应规划在一起。1.5.2.3工厂运输:在规划时要考虑到原料及产品的运输能力,主要是汽运,所以厂址交通要方便。第二章 项目的可行性分析2.1项目提出背景:随着社会的高速发展,人类对社会资源的过度开采,已造成了严
9、重的环境污染。“循环经济”的可持续发展战略已成为全人类共同追求的目标。而我国一方面是社会对钢铁需求大幅增长,在加工过程中产生大量的含铁废酸液,因其严重的腐蚀性和危害性,已被列入国家危险废物名录。该类废液的直接排放不仅严重污染环境,而且造成极大的资源浪费。另一方面是以铁皮为原料的氧化铁制造行业,每天都在大量的消耗铁资源,年耗量在70多万吨,价值14亿多。若能通过技术革新,利用废酸液中的铁取代铁皮直接生产出市场所需的氧化铁,既解决了环境污染,为社会节约了大量的资源,又使企业降低了生产成本,不仅给企业带来巨大的经济效益,也有广泛的社会效益。目前还没有科学的治理办法,科学的处理办法应该是资源的重复利用
10、,走循环经济的发展道路,变废为宝,既解决环境污染问题,又为社会节约大量宝贵资源。2006年魏雨教授根据国家对环保力度的加大,凭借多年对氧化铁的研究,发现就酸洗废液生产氧化铁系列产品技术开发具有巨大的经济效益和社会效益。意识到这个项目的庞大市场潜力,在魏雨教授的带领下,经过近一年的努力,目前该技术的实验工作已基本结束。产品质量主要指标已远远高于国内铁黑专业生产厂广西722水平。(见附表13 废液送样对照表)2.2项目的现实意义:(1)酸洗废液已严重影响到本地经济的发展。根据国家“十一五”规划,“节能减排”已成为国家一项重要举措,建设资源节约型、环境友好型是社会发展的必然选择。若不能从根本上治理废
11、液问题必将对本地经济的可持续发展产生阻碍作用。(2)该项目能根治废液,变废为宝。依据当地产废液1000吨/天(一年约35万吨)。酸洗废液中的主要成份是废酸和铁,其中铁含量为2mol/L(做实验所用的鞍山废液),铁含量非常高,一年废液全部回收的话,可产铁黑4.5万吨、或铁红3万吨或铁黄5万吨。可以为国家节约铁皮3.92万吨,折合人民币9000万元。(3)该项目不仅解决了本地废液的环境污染,还节约了大量铁资源。既有重大的社会效益,又有巨大的经济利益。(4)该项目符合国家“循环经济、可持续发展”政策,会得到政府的大力支持。如:税收政策、创新基金等。2.3氧化铁行业举步维艰,非常渴望改变现状氧化铁是重
12、要的无机颜料,主要包括铁红、铁黄、铁黑、铁绿、铁棕等,均以铁为主要原料。我国是世界氧化铁生产大国,主要以出口为主。 2006年国内氧化铁销售量为61.52万吨,出口35.52万吨,占总销量的50% 以上,是全球最大的氧化铁贸易国。但我国的氧化铁产品大多都是普通氧化铁,品质低,成本高,特别是目前原材料废铁、低碳铁皮等资源大幅涨价,而氧化铁价格不能上调,已使氧化铁生产企业处于困境。今年我国取消了氧化铁出口退税政策,这对目前高能耗,品质低、微利生产、竞争激烈的氧化铁生产企业来说真是雪上加霜。氧化铁行业已到了一个非常时期,所以谁先进行技术创新,用废酸液生产出高品位的氧化铁系列产品,降低生产成本,谁就能
13、抓住先机,占领市场。该项技术的工业化必将给企业带来巨大的经济效益和社会效益,对传统的氧化铁行业带来一次大的革命。2.4废液资源充分,有望带来氧化铁行业技术革命仅鞍山本地一年35万吨的废酸液,就能生产氧化铁4-5万吨。再加许多钢管厂,估计我国每年废液的排放量大约有几百万吨,完全能满足普通氧化铁的生产所需。这也是该技术的重要意义所在。2.5氧化铁生产企业没有使用废液原因剖析关键是没有成熟生产技术。由于氧化铁行业是劳动和资源密集型产业,技术含量很低,多年来的发展一直是依靠资源的投入推动,技术进步的贡献很小,在技术革新方面投入不足是造成现状的主要原因。另外若改为废液做原料不仅要投入大量研发资金,而且废
14、液区域性特点造成的不便运输,可能也是影响过去没有大量投入的原因之一。2.6废液制氧化铁技术的优越性国内传统生产的氧化铁产品大部分是中低档的,技术含量低,竞争激烈,利润空间小,而且还有环境污染。而我们所开发的产品原料易得、成本低、节约资源,品质既有普通的氧化铁颜料,也有耐高温中档技术,更有高附加值的磁粉级的和纳米级的高科技含量的氧化铁。可以根据市场需求逐步推出不同级别的氧化铁生产技术。2.7该项技术的成熟程度及实验进展情况魏雨教授自1990年以来一直从事超细氧化铁的技术开发工作,先后承担了国家、省多项科研计划项目,取得了多项具有国际先进水平的成果,成为国内氧化铁行业的知名专家,是国家科技部和省科
15、技厅自然科学基金、各项科研计划、成果奖励等领域的评审专家。在魏教授的带领下,经过近一年多的努力,利用废液实验已取得了如下成果:首先利用废液做了普通氧化铁黑、磁粉氧化铁黑、纳米级铁黑,并做了50L中试和3000L试生产(租赁设备生产)。纳米铁黑产品已出口美国,产品质量达到代表国际先进水平拜耳公司相应标准。普通铁黑各项指标均优于国内722水平,特别是颜料的主要指标吸油量比国内低一倍多,遮盖力高10%以上。磁粉氧化铁黑各项磁参数已达到了国内北矿和国外拜耳的水平。(见附表12、13)其次利用废液开发的铁黄实验室技术已完成,铁红小试已做出了样品,正在优化实验条件,有望年底完成。到目前我们已成功制作了耐高
16、温铁黑、铁红;耐高温氧化铁红比利比亚的耐温性还高100多度。我们现有50L的中试实验装置。本着科学负责的态度,降低工业化生产风险,正在设计一套1000L试生产装置。 第三章生产规模及产品方案3.1生产规模选择依据3.1.1本地废液资源依据鞍山年产废液约35万吨。全部回收的话,可产铁黑4.5万吨、或铁红3万吨或铁黄5万吨。合理利用这些资源,变废为宝,既解决了环保问题,也为为国家节约大量资源,符合国家所提倡的循环经济可持续发展的科学发展观,所以应长远考虑根据本地废液情况,逐步将其全部消化掉,既解决社会污染问题,同时又为本地经济发展找到新的增长点。3.1.2氧化铁市场需求情况2006年氧化铁总销量为
17、61.52万吨,比2005年的56.77增加8.4%,其中铁红销量最大,为26.52万吨,但其竞争激烈,市场趋于饱和,而铁黑增量为17.2%,增长最快,这是我们首选铁黑的原因之一。二是铁黑生产厂家少。据了解全国氧化铁黑生产厂家主要有两家:广西百合和天津。去年广西百合扩产一倍,由5000吨/年增长为1万吨。三是我们的产品质量好,成本低,易占领市场。所以以铁黑为起点,逐步扩产增加品种。3.1.3目前及长远规划根据以上分析,以铁黑为突破口,当铁黑达到一万吨,在氧化铁行业必然引起大的影响,然后在上万吨级的铁红、铁黄。国家5000吨/年以下氧化铁企业属关闭型,所以先上5000吨/年铁黑生产装置,在二年内
18、,扩产到一万吨。第二期,当铁黑生产稳定,投资回收大部分后,设计上万吨级的铁红、铁黄。将本地废液全部消化掉,并形成利用废液生产氧化铁的生产大户。第三步当生产稳定后,技术向外扩张,逐步取代现有氧化铁生产工艺,领导全国氧化铁行业。3.2产品方案3.2.1公称能力:5000吨/年3.2.2设计能力:20吨/天3.2.3年操作日:300天3.2.4产品与国家产业政策的要求。该产品方案的实施,其科技含量高,属于创新技术,不但解决当地废液问题,同进也解决了氧化铁行业资源消耗,是符合国家的产业政策和行业发展规划的。3.3产品的质量标准及主要质量指标3.3.1产品的质量标准: 该产品执行中华人民共和国化工部HG
19、/T 2250-91标准之规定。3.3.1产品的主要技术质量指标:见附表2第四章 工艺技术方案的选择4.1传统酸洗废液处理主要的三种方法4.1.1焙烧法或流化床法制氧化铁红并副产盐酸的生产工艺。鞍山市清源废酸处理厂采用的就是这种工艺,产品是氧化铁红并副产盐酸。基本原理是对废液进行培烧,废液中的水分和氯化氢蒸发,收集制成盐酸,固体残余物经培烧生成氧化铁红。但该工艺生产所得的盐酸浓度太稀,生产的氧化铁红纯度低、着色力差、色相等指标均无法满足市场对铁红颜料的要求,堆的到处都是,造成了新的污染,未能从根本上解决废液的再利用问题。该厂五年间在国内请了很多专业人士,寻求解决上述问题,均未果。4.1.2石灰
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