200kta磷石膏制水泥缓凝剂项目可行性研究报告Word下载.docx
《200kta磷石膏制水泥缓凝剂项目可行性研究报告Word下载.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《200kta磷石膏制水泥缓凝剂项目可行性研究报告Word下载.docx（24页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
培育发展研发制造、工程总承包和运营管理维护一体化的企业。
大力提升中小节能环保装备企业专业化水平和配套服务能力。
抓好一批战略性、支撑性、带动性强的节能环保装备重大项目实施。
强化政策激励，建立重点节能环保技术装备目录。
规范发展节能环保服务业，推荐发布清洁生产审核、节能评估等第三方服务机构。
做好节能环保产业运行情况的监测分析。
大力发展循环经济。
深化循环经济产业园区建设，以能源资源高效、清洁、低碳、循环利用项目为载体，强化产业循环链接、补链延链，提升循环经济规模。
以攀西国家资源创新开发区、硫磷化工集中区为重点，推进大宗工业固废资源综合利用示范工程建设。
依托再生资源回收基地，推动废旧机电产品、塑料、废弃油脂等再生资源利用的规模化、产业化发展，提高产业聚集度。
推进水泥窑协同处置城市垃圾示范项目建设，开展餐厨废弃物回收处理和绿色资源化利用试点。
“十三五”期间，国家将转变经济发展方式、注重环境保护和节能减排的要求提到了更高的层次，以科学发展观为统领，坚持走可持续发展之路是各地方、各企业的必然选择。
1.3.2.2投资必要性和经济意义
近年来，我国十分重视环境保护和生态农业的发展，随着进入WTO和京都环境协议书的生效，我国大量化学石膏的产生，给石膏建材的发展带来了机遇。
我国化学石膏产出量最大的是磷石膏，其作为工业副产品与天然石膏主要成分相同，都是二水硫酸钙晶体，其物理化学性质具有共同点，可用于硅酸盐水泥的缓凝剂，调节凝结时间，增强水泥强度；
可用于生产石膏墙体材料，替代传统墙体材料；
通过煅烧可生产各类建筑石膏粉；
替代水泥基的砂浆、粉刷墙体、砌筑、黏结等用途；
可用于油漆、颜料、塑料建材的生产，作为填充料。
⑴
⑵积极建设磷石膏综合利用项目，可以促进企业节能减排，实现该公司提出的“资源环保型、技术进步型、出口外向型、安全效益型”的经营方针，实现公司的可持续发展。
⑶
本项目拟建于综上所述，本项目工程原料磷石膏富余，水、电落实。
依靠该公司现有的公用工程设施，充分发挥公司的技术优势和丰富的资源优势，发挥大集团优势，向节能环保型、规模化经济过渡，项目具备较好的建设条件。
1.4可行性研究报告的工作范围及主要工作过程
1.4.1可行性研究报告的工作范围
本项目设计范围包括以现堆场磷石膏为原料生产水泥缓凝剂的生产装置及其相应的辅助设施，具体为：
1.主装置区：
原料输送系统、二水石膏和水泥缓凝剂生产装置及成品储运；
2.辅助设施：
厂区供电系统、维修间等设施。
1.5研究结论
1.5.1研究的简明结论
1.本项目工艺技术为公司自主研发的生产技术，技术可靠；
2.水泥缓凝剂广泛应用于水泥生产中，价格低于天然石膏，便于贮运和计量，受到了水泥生产企业的普遍欢迎，产品市场前景广阔；
3.由于本项目是环境保护综合利用项目，投产后能够全部消化有限公司现有装置副产的磷石膏，每年可减少渣场维修费用30万元，同时对改善环境大有裨益，可受到国家政策的扶持；
4.本项目建设可安置部分富裕人员，缓解企业就业压力，并可摊消公司部分费用；
5.本项目财务评价表明，全部投资内部收益率（所得税后）14.6%，具有较好的经济效益。
本项目的实施不仅会产生明显的社会效益，同时也为企业赢得一定的经济效益。
以上分析表明本工程项目可行。
1.5.2存在的问题和建议
⑴存在的问题
1.磷石膏制水泥缓凝剂，由于具有诸多优势，目前想上该项目的单位较多，可能给产品的未来市场带来一定的压力;
2.本项目投产后，产品运输量大，尤其是水路运输所占的比重较大，应加强与运输部门、地方管理部门联系，统一协调，以保证产品运输畅通。
⑵建议
1.尽快建成投产，以占领这部分市场，争取主动；
2.本项目为废渣综合利用项目，应积极争取有关优惠政策，以最大限度的降低生产成本，提高产品的市场竞争力。
1.6综合技术经济指标
综合技术经济指标见表1-1。
表1-1主要技术经济指标表
序号
名称
单位
指标
备注
一
生产规模（公称）
1
水泥缓凝剂
Kt/a
200
二
产品主要规格
水泥缓凝剂SO3
%
≥40
三
年操作日
d
300
四
主要原材料、燃料用量
磷石膏
2
添加剂
10
五
动力消耗
年耗电量
k.kwh
2000
六
三废排放
废气
Nm3/h
废水
M3/d
3
废渣（煤渣）
t/d
七
运输量（厂外）
运入量
运出量
八
新增定员
人
其中：
生产工人
九
总占地面积
㎡
～22000
十
全厂建筑面积
～4000
十一
项目总投资
万元
1500
固定资产投资
（1）
建设投资
（2）
建设期利息
十二
项目总资金
十三
年总成本费用
370
生产期内平均
十四
年利润总额
-50
第二章市场预测
2.1产品概况
磷石膏是在湿法磷酸生产过程中，用硫酸分解磷矿石〔主要成份为
Ca5F（PO4）3〕时从过滤机排出的废渣。
其主要反应式为：
Ca5F（PO4）3+H2SO4+nH2O→H3PO4+CaSO4·
nH2O+HF↑
在工业生产中，每生产一吨磷酸（100%P2O5），约副产4～5吨磷石膏。
其主要成份为二水硫酸钙，SO3含量达一级石膏标准要求。
天然石膏是水泥生产的重要添加剂，加到熟料中可以调节水泥的凝结过程。
这种作用主要是由于石膏能与水泥中水化的铝酸三钙和铁铝酸四钙发生反应，生产钙钒石。
钙钒石在水化的铝酸三钙和铁铝酸四钙的表面沉淀下来，形成有效的屏障，阻止铝酸三钙和铁铝酸四钙的继续快速水化，因此就控制了水化反应速度，避免了急凝，延长水泥的凝结性能，使水泥具有可操作性。
由于磷石膏主要成份和天然石膏一致，铜陵化工集团在多年研究基础上，于1999年建成了100kt/a、2003年建成了100kt/a水泥缓凝剂装置，产品经水泥行业用户使用后，质量完全符合要求，深受用户欢迎。
充分证明了磷石膏经过改质处理后完全可以替代天然石膏制水泥缓凝剂，并且有着天然石膏不可比拟的优势。
与此同时，重庆发电厂、江西贵溪化肥有限责任公司、贵州宏福实业开发有限总公司、陕西江友建材有限责任公司、中化重庆涪陵化工有限公司等单位也先后利用我院技术建设了100kt/a～200kt/a工业石膏制水泥缓凝剂生产线，并投入生产。
2.2产品竞争力分析
中国是水泥生产大国，2010年产量达18.8亿吨，占全球水泥总产量的半壁江山。
根据建材行业“十二五”发展规划，到2015年，国内水泥需求和生产总量仍将保持在18—20亿吨/年左右，并根据“控制总量，优化结构”的指导思想，逐步加大优质、高强水泥的比重，以满足高性能混凝土的配制需要。
水泥生产中石膏缓凝剂的添加量平均以3%—5%计，年需石膏原料近
8000万吨，我国天然石膏资源年开采量已不能满足水泥行业的需求。
我国天然石膏资源总量虽然丰富，但开采条件不一，分布极不均匀。
据调查，有限公司周边地区天然石膏的开采量逐年减少，加之价格高，已无竞争力。
为此，如何利用本地区丰富、廉价的工业废渣磷石膏替代天然石膏一直引人关注。
上海、杭州等地水泥企业在二十世纪八十年代即进行过有益的尝试，但由于早期利用时对磷石膏的改质、成型等问题未能得到有效解决，影响了磷石膏在水泥行业的大规模推广应用。
安徽铜陵化工集团化工研究设计院有限责任公司经过多年的研究，成功地解决了磷石膏的净化、改质及造粒成型等技术难题，并于1999年5月在铜化集团磷石膏综合开发有限责任公司建成投产了国内第一套10万吨/年水泥缓凝剂生产线。
产品经国家建材研究院检测和安徽海螺、湖北华新等国内骨干水泥企业的使用，证明对水泥性能无害且使用方便，完全可以替代天然石膏，并具有如下突出的优势：
⑴价格低廉，提高了水泥企业的经济效益;
⑵SO3含量高，缓凝效果好，并具有SO3和P2O5双重缓凝效果，对道路
水泥尤为适合；
⑶水泥缓凝剂产品颗粒均匀，强度适中，方便运输、计量且无需破碎，
可节省水泥企业的生产人员及电耗、维修费用等。
正由于磷石膏水泥缓凝剂产品在性能上完全能替代天然石膏，并拥有上述诸多优势，产品投放市场以来，日益为广大厂家所接受。
2003年9月铜化集团又新建300kt/a水泥缓凝剂生产线，使磷石膏处理利用能力达到400kt/a，目前水泥缓凝剂装置产销两旺，显示出强大的市场竞争力。
2.3市场需求预测
磷石膏水泥缓凝剂运输半径在100km内最经济，以公司为中心点满足该运输半径的大型水泥生产厂就有多个，分别列表于下：
表2.1周边大型水泥生产企业一览表
公司名称
水泥生产量（kt/a）
缓凝剂使用量（kt/a）
60
500
150
4
90
合计
1200
360
上表所列各水泥公司均在距公司80km范围内，通过市场情况分析，可以肯定，在有限公司周边水泥企业的现有生产能力达120万吨/年，年需缓凝剂量36万吨。
只要磷石膏质量能够达到水泥缓凝剂的质量要求，价格上与天然石膏相比有优势，就能够取代天然石膏。
公司现在建设年产20万吨磷石膏制水泥缓凝剂装置是完全符合产业政策和市场要求的。
随着国家水泥新标准的实施和优化产业结构政策的进一步落实，大型水泥企业正紧紧抓住有利时机，加快发展步伐，这也为该项目上马提供了良好的市场拓展机遇。
2.4产品价格分析
2.4.1产品价格确定的原则
⑴产品价格以产品价值为基础；
⑵产品价格与市场的供需状况密切相关，在企业走向市场的今天，企业可以根据市场的供求情况决定具有竞争力的产品价格。
2.4.2产品价格分析
通过市场分析和水泥行业近期发展规划，并考虑该公司周边地区有一定天然石膏矿分布的因素，磷石膏水泥缓凝剂的销售价格应根据水泥市场天然石膏价格而定。
目前水泥厂使用的缓凝剂主要来源于天然石膏生产和火力发电厂脱硫石膏生产。
天然石膏到厂价160元/t，脱硫石膏80元/t（含水15%），价格均高于以磷石膏为原料的水泥缓凝剂。
天然石膏出于环境压力，开采量逐年减少，加之价格高，已无竞争力；
脱硫石膏因昆明周边火电厂少，无法满足水泥生产企业需求，脱硫石膏在使用过程中工艺复杂，多数水泥企业不乐于接受。
因此磷石膏水泥缓凝剂将具备价格优势，是未来水泥生产企业的下一个目标。
据此分析，磷石膏水泥缓凝剂销售价格可在20～35元/吨（含税），但为使产品投放市场后能具有更强的竞争能力，本项目财务评价中，水泥缓凝剂的价格仍以16元/吨（含税）计，以保证在100公里销售半径内，到水泥生产厂家的成本不高于45元/吨，与天然石膏和脱硫石膏相比具有一定的价格优势。
第三章产品方案及生产规模
3.1产品方案的选择
磷石膏作为工业废渣，长期以来由于多方面的原因未得到很好的利用。
就目前技术开发的情况看，其利用途径主要以下有三个渠道：
1.磷石膏制硫酸联产水泥
因国内硫资源分布不均匀，随着湿法磷酸的发展，对于缺硫地区将磷石膏制取硫酸并联产水泥无疑是一条既可弥补硫资源不足，又能解决磷石膏出路，使资源得到综合利用的有效途径。
目前我国已在鲁北集团等多家企业建成磷石膏制硫酸联产水泥的“三、四、六”工程（即年产三万吨磷铵、四万吨硫酸、六万吨水泥项目），通过多年的实践，技术已趋成熟。
但由于该技术工艺流程长、能耗高、投资大和受到地区资源的影响而未能大面积推广。
2.磷石膏经水洗净化后制硫酸钾副产氯化铵
磷石膏先经漂洗去除部分杂质后与碳酸氢铵进行第一步反应，生成硫酸铵和碳酸钙的料浆，加水洗涤、分离出固体碳酸钙，滤液（硫酸铵）与氯化钾进行第二步反应，再加水洗涤、分离出硫酸钾，经干燥后得产品硫酸钾；
滤液（氯化铵）经蒸发、分离得到副产品氯化铵。
该技术在青岛东方化工股份有限公司应用。
磷石膏二步法制硫酸钾副产氯化铵技术，由于存在着工艺路线长、固体碳酸钙难以使用，加之大量的洗涤水需处理等问题，也未能得到大面积的推广应用。
3.磷石膏经改质后制水泥缓凝剂，用作水泥生产中的添加剂
我国天然石膏85%的产量均用于水泥缓凝剂，其市场潜力较大，而用磷
石膏代替天然石膏作水泥缓凝剂符合国家关于推动资源综合利用、促进循环经济、实施可持续发展战略的需要，且投资少，磷石膏处理量大。
该水泥缓凝剂具有如下特点：
㈠干基SO3的含量高达40%以上，缓凝效果好；
㈡物理形态为粒球状，强度适中，颗粒直径为10-20mm，方便电子秤均
匀配料，下料容易，不堵料；
㈢无需破碎，减少了人员、破碎系统的电耗及机械维护费用；
㈣SO3的含量高，使用量较一般天然石膏少；
同时价格比天然石膏低，
能降低水泥的生产成本。
从磷石膏综合利用的途径看，水泥工业是磷石膏综合利用产品的吸纳大户，再结合前面的市场分析，本项目确定水泥缓凝剂为最终产品。
3.2生产规模、产品规格及质量指标
为使该装置具有规模效益，结合四川地区的市场、运输、建设场地、关键设备生产能力等因素，确定本项目产品水泥缓凝剂设计生产规模为200kt/a（实物）。
磷石膏水泥缓凝剂作为一种新产品，铜陵市绿阳建材有限责任公司在国内率先制定了企业标准Q/THLJ·
01-2000《水泥缓凝剂》，之后农业部也制定了相应行业标准；
2008年，国家正式发布了国标GB/T21371-2008《用于水泥中的工业副产石膏》。
本产品执行国标GB/T21371-2008《用于水泥中的工业副产石膏》并部
分参照铜陵市绿阳建材有限责任公司现行企业标准，各项指标如下：
⑴矿物组成
硫酸钙含量（质量分数）≥75%
⑵附着水①≤16.0%
⑶对水泥性能的影响应符合下表的规定：
试验项目
性能对比指标（与比对水泥相比）
凝结时间
延长时间小于2h
标准稠度需水量
绝对增加幅度小于1%
沸煮安定性
结论不变
水泥胶砂流动度
相对降低幅度小于5%
水泥胶砂抗压强度
3天降低幅度不大于5%,28天降低幅度不大于5%
钢筋锈蚀
水泥与减水剂相容性
初始流动性降低幅度小于10%，经时损失率绝对增加幅度小于5%
⑷粒度②
料球粒度分布10～20mm料球含量≥90%。
⑸放射性物质限制
应符合GB6566的规定。
注：
国标相应条款要求
①：
由买卖双方协商确定；
②：
产品的粒度不大于300mm,如有特殊要求买卖双方协商确定。
第四章工艺技术方案
4.1工艺技术方案的比较和选择
4.1.1工艺技术方案的比较
磷石膏的主要成份和天然石膏一致，均为二水硫酸钙，其含量一般高达90%以上。
用磷石膏替代天然石膏作水泥缓凝剂不仅理论上可行，实践中也得到了广大水泥生产厂家的普遍认同。
但由于原料磷石膏湿含量高达25%，颗粒细微，粘附性强，且伴随着磷酸生产含有微量的可溶性磷、氟杂质，如不经处理直接使用，将不便于水泥生产厂家的输送、贮存及配料控制，并影响水泥性能。
实践已证明，磷石膏如不经改质和成型处理，难以满足广大水泥厂家的使用要求，这也是长期以来磷石膏在水泥行业中未能得到大规模推广应用的根本原因。
4.1.2工艺路线的确定
公司结合本项目处理量大的特点，确定本项目的工艺路线为：
⑴采用单系列生产线，以简化流程，提高劳动生产率，降低生产成本，
节约建设用地；
⑵添加一定量的改性添加剂，调整磷石膏原料的PH值，消除磷石膏原料中有害杂质的影响；
⑶采用湿式作业及密闭破碎的形式控制粉尘。
4.2工艺流程
4.2.1工艺原理
据研究，磷石膏原料中的磷、氟杂质以水溶性、枸溶性、不溶性三种形式存在，其中影响水泥性能的为水溶性、枸溶性两种，呈酸性，而不溶性的磷、氟则基本无害，可视为一种惰性填料。
基于此，在处理工艺上，选取廉价且对水泥性能无害的碱性添加剂，中和磷石膏中的酸性物，生成难溶性的磷酸钙和氟化钙，从而消除超缓凝作用，用于生产水泥。
4.2.2流程简述
将现渣场堆放的磷石膏、电石渣按一定比例用装载机上入料斗，通过给料机匀速喂入Ⅰ级打散机，进行初步打散，并通过皮带机进入Ⅱ级打散机继续打散均化，出料后通过皮带机输送到成品库，并经过固化反应后出厂。
成品库
二级打散机
一级打散机
磷石膏、电石渣
4.2.3物料平衡
本项目物料平衡见图4-1。
4.2.4主要原材料及动力消耗
水泥缓凝剂主要原材料及动力消耗见表4-1
表4-1水泥缓凝剂主要原材料及动力消耗表
数量
原料
Kg/t
942.5
57.5
动力
电
Kwh/t
4.3主要设备
表4-2主要设备一览表
规格
皮带机
0.6米
条
打散机
1X0.6
台
给料皮带器
1米
装载机
ZL50
租赁
图4-1物料平衡图
添加剂（4.05t/h）
15%游离水的磷石膏（76.05t/h）
预混合（81t/h）
水泥缓凝剂生产
蒸发水（0.405t/h）
水泥缓凝剂（含游离水14.5%）（80.55t/h）
第五章原材料、及动力供应
5.1主要原料品种、规格、年需求量
⑴磷石膏
本项目所用的主要原料为有限公司所附产的磷石膏。
磷石膏常规组份平均如下：
名称
指标（%）
备注
CaO
0.6
SO3
40
结晶水
0.5
P2O5
0.3
磷石膏的需求量约为200kt/a，主原料来自于距装置区约300m的磷石膏二水，采用汽车运输。
⑵添加剂
本项目需改性用添加剂10kt/a，外购，要求有效成分含量在65%以上。
5.2电供应条件
电需求由有限公司供应。
第六章建厂条件和厂址方案
6.1建厂条件
6.1.1厂址的地理位置、地形、地貌概况
6.1.1.1地理位置
第七章公用工程和辅助设施方案
7.1总图运输
7.1.1总平面布置原则
⑴以企业近期和远期发展规划为思路，结合厂区周边的自然条件、地形条件、交通运输条件，进行总体设计，合理利用土地。
⑵装置区建设充分依托公司厂区现有的公用工程和辅助设施，在满足企业生产的前提下，合理使用土地。
⑶满足生产工艺流程条件下，统筹规划，合理地布置各生产单元。
做
到布局合理，分区明确，管线便捷，物流运输顺畅。
⑷总平面设计严格执行现行的相关规范和规定，在满足消防及安全卫
生的同时，注意厂区的绿化美化。
7.1.2总平面布置
在功能分区上将厂区划分为原料区、生产区、成品区、公用及辅助设施区。
对应的主要建构筑物为：
磷石膏二水、主厂房，成品库房，公用及辅助设施为：
办公室、化验室、库房。
在平面布置上，二水在厂区的南侧，主厂房和成品库房在布置在厂区的东侧。
办公室、化验室布置在厂区的北侧。
整个厂区的总平面布置满足了生产工艺、消防安全、通风采光及工业卫生的要求。
7.2工厂运输
7.2.1全厂运输量
本项目全年厂外运输量为20万吨，其中运入量为1万吨，运出量为20万吨，运输量分布见表7-2。
表7-2全厂运输量总表
物料名称
运输起迄点
运输量（万吨/年）
运输方式
起点
迄点
厂外运输
一、运入
厂外
添加剂库
汽车
厂内
二水
19
20
二、运出
升级会员 