综合利用天然水镁石粉矿废物生产天然MgoH2无机阻燃剂项目可行性研究报告Word文档下载推荐.docx
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1.6.3产品有关技术资料
1.7可行性研究报告的概况、结论和建议
1.7.1概况
1.7.1.1建设规模
根据市场需求，建设规模确定为年产天然氢氧化镁无机阻燃剂2.0万吨；
年处理天然水镁石粉矿废物2.2万吨。
1.7.1.2厂址
《天然氢氧化镁无机阻燃剂生产项目》建设在海城精华矿产有限公司厂内，部分厂房和设备利用海城精华矿产有限公司现有厂房和设备，并充分利用公司现有的供水、供电、供汽（气）等条件。
1.7.1.3原料来源及产品销售
原料：
本项目用原料为天然水镁石，由海城精华矿产有限公司有限公司按一定规格供应。
年需用量：
天然水镁石：
2.2万吨/a，粒度≦10mm
偶联剂：
450万吨/a
产品—《天然氢氧化镁无机阻燃剂》，由海城精华矿产有限公司销售部统一销售。
1.7.1.4工艺方案
根据《天然氢氧化镁无机阻燃剂》特性，确定其生产工艺流程为：
超细粉体制备（包括风动输送、原料干冷、粉碎、分级及超细粉
体收集）及粉体表面改性（包括复合偶联及超声波雾化、高速打散、涡轮
超细分级）。
1.7.1.5投资估算
本项目总投资6785.85万元，其中：
固定资产投资6600万元，建设期利息86.40万元，铺底流动资金99.45万元。
1.7.1.6资金来源
a.固定资产投资资金来源
本项目固定资产投资中企业自有资金为3600万元，约占54.55%，其余45.45%从银行借款，借款年利率为5.76%。
b.流动资金来源
本工程所需流动资金为331.52万元，其中99.45万元为企业自有资金，占30%，其余从银行借款，借款年利率为5.58%。
1.7.1.7技术经济指标
见下表1-1
技术经济指标表表1-1
序号
指标名称
单位
指标
备注
A
产品产量
1
t/a
20000
B
原材料消耗量
天然水镁石粉矿
22000
2
偶联剂
450
C
动力消耗
生活用水
m3/h
6
m3/d
11.55
电
装机总容量
kW
2700
有功功率
2035
年耗电量
103kWh/a
16119
3
采暖用蒸汽
t/h
6816
142天/a
4
压缩空气
103m3/a
23760
D
投资
固定资产投资
万元
6600.00
建设期利息
86.40
流动资金
331.52
E
财务预测指标
销售收入
万元/a
7440.03
达产年
原材料费用
1989.00
动力费用
1598.14
销售税金及附加
615.80
5
总成本费用
4516.88
平均年值
利润总额
2216.35
7
所得税
731.40
8
税后利润
1484.96
9
全投资内部收益率（税前）
％
36.39
10
全投资内部收益率（税后）
26.68
11
全投资回收期（税前）
年
3.83
12
全投资回收期（税后）
4.72
13
净现值（ic=11％，税前）
10844
14
净现值（ic=11％，税后）
6300
15
投资利润率
31.58
16
投资利税率
40.24
F
其他指标
职工定员
人
94
其中:
生产人员
86
管理及服务人员
工程用地面积
m2
30000
1.7.2结论
（1）《天然氢氧化镁无机阻燃剂》是一种环保新产品，用其生产的材料燃烧时毒气产生量极少，保护了环境，大大减少材料燃烧导致人中毒事件的发生。
（2）采用超细粉体制备（包括风动输送、原料干冷、粉碎、分级及超细粉体收集）及粉体表面改性（包括复合偶联及超声波雾化、高速打散、涡轮超细分级）生产《天然氢氧化镁无机阻燃剂》工艺技术成熟可靠。
（3）利用天然水镁石粉矿废物生产《环境友好型天然氢氧化镁无机
阻燃剂》产品，是矿山资源化再利用项目，符合国家循环经济发展战略；
同时减少了天然水镁石粉矿废物（0-5mm）随处堆放刮风时引起的粉尘二
次污染，亦是一个环境保护项目。
（4）天然水镁石通常用来做耐火材料，如轻烧粉等，耐火材料价格
低廉，经济效益差；
《天然氢氧化镁无机阻燃剂》是高科技产品，价格高，是轻烧粉价格4倍多，附加值高，经济效益好。
（5）利用天然水镁石粉矿固体废物生产《环境友好型天然氢氧化镁
无机阻燃剂》，实际上是“变害为利”“变废为宝”，即生产出经济效
益好的《天然氢氧化镁无机阻燃剂》，亦可以节省矿山资源。
（6）建设规模为年生产《天然氢氧化镁无机阻燃剂》2万吨，经济效益好，经济上可行。
综上所述，本工程项目不仅进是一个环境保护项目，亦是一个废物资源化再利用工程，同时还生产出高新产品，具有较好的经济效益，是一项
循环经济工程，应尽快实施。
1.7.3存在问题和建议
应对天然水镁石粉矿废物产量和成分进一步调查落实，为初步设计和
施工设计提供可靠的设计数据。
项目建设的背景及必要性
2.1项目建设的背景及必要性
2.1.1项目产品符合当今世界阻燃剂发展方向
阻燃剂是能使聚合物不易着火和着火后使其燃烧变慢的一种助剂。
卤素阻燃剂以其阻燃效果好、不影响材料物化性能而得到广泛应用。
加入卤素阻燃剂的聚合物在燃烧时发烟量大、易放出腐蚀性气体（如ＨＣｌ、ＨＢｒ等）和有害性气体,易造成二次危害。
当今环保要求越来越高，含卤有机阻燃剂已经正被限制使用，欧共体国家的环保组织已经发表禁止含卤阻燃剂进入欧洲市场的法令。
国内安全防火法令也逐步建立。
含卤有机阻燃剂也将受到限制，给无机阻燃剂的发展创造了很大的空间。
生产优良的天然无机阻燃剂是绿色环保的迫切要求。
本项目生产的《氢氧化镁阻燃剂》是一种高科技的环保无机阻燃剂产品，不含卤素。
它在应用时是依靠化学分解吸热以及释放出水而起到阻燃作用的，具有无毒性、不腐蚀加工机械、分解后生成的氧化镁化学性质稳定的特点，不产生二次危害，是发展最快的、环保型的阻燃剂。
《氢氧化镁阻燃剂》促进聚合物碳化作用，是有机阻燃剂的换代产品，与氢氧化铝相比，氢氧化镁的分解温度高一些（氢氧化铝为220℃左右,而氢氧化镁则在350～400℃），更适合某些聚合物的加工要求，还有促进聚合物碳化的作用，近年来氢氧化镁阻燃剂应用领域在不断扩大。
《氢氧化镁阻燃剂》由天然矿物水镁石经超细粉碎到所需粒度后、再经表面改性制得，在合成材料中除具有阻燃效果外，还要有抑制发烟和氯化氢生成的作用，并且赋予材料无毒性，无腐蚀性。
由于热分
解温度高，可以使添加氢氧化镁的合成材料能承受很高的加工温度，利于加快挤塑速度，缩短模塑时间，有助于提高阻燃效率。
氢氧化镁粒径细，对设备磨损小，利于延长加工设备使用寿命，同时原料易得，生产成本低，可广泛用于聚丙烯，聚乙烯，聚氯乙烯，高抗冲聚苯乙烯和ABS等领域。
它是有机阻燃剂的换代产品，是国内外阻燃剂技术的发展方向之一。
2.1.2利用天然水镁石粉矿固体废物作为生产《氢氧化镁阻燃剂》,不仅
是矿山废物的资源化综合利用项目，而且是一个循环经济工程。
2.1.2.1粉矿产生来源
粉矿指矿物的开采、选矿、生产过程中产生的各种粒度小于5mm的废石和尾矿粉渣。
由于开采出的非金属矿石通常有品位非常纯的优矿和由有需求的主矿种与伴生围岩共同构成的次矿，因而为获得品位高的纯的矿石而直接采集优质纯矿，及大块有伴生围岩共同构成的次矿，并且对主矿种与伴生围岩共同构成的次矿，需将伴生围岩剥落后从而获得优质原料主矿。
这样对有伴生围岩共同构成的次矿粒度较小多弃之不采。
此外，为获得较为纯净，高品位的矿石，必须进行选矿，也由此产生了粉矿。
由于我国其他地区多数水镁石的矿石品位不是很高，多数呈多组分共伴生，矿物嵌布粒度细，再加上选矿、制备技术不高，设备自动化水平低以及管理水平落后等因素，流程普遍存在有用矿物回收利用水平低的现象。
目前，我国矿产资源总回收率只有30%左右，以采选回收率计，非金属矿只有20～60%，造成大量资源损失于废粉矿中。
2.1.2.2粉矿未被有效利用原因及其造成后果
①从历史背景角度分析，我国是水镁石资源大国，主要集中在青海、四川、陕西、吉林、河南及辽宁，其中以辽宁风城和宽甸地区储量大品位高。
长期以来，水镁石原料主要用于制做镁质耐火材料产品，如轻烧镁粉、重烧镁砂等，由于综合利用技术水平低，企业只针对水镁石矿石中的纯高品位矿种进行单一开采的情况比较普遍，浪费了大量的宝贵资源。
企业在将主要水镁石原料开采、手选之后，在废弃的废矿粉渣中，还含有丰富的高含量水镁石。
同时在生产过程中排放出来的废渣、生产过程产生的粉矿中仍有大量可再利用的生产价值，但是由于我省水镁石资源在世界占有绝对优势“镁都”，一些企业自恃拥有绝对资源优势，资源重视观念不够等原因，极度开采大块高纯度矿石，忽略这类资源，弃置情况比较普遍。
众多非规范的小企业把这些水镁石粉矿当做工业废弃物就地弃置，大量的粉矿堆积在山涧之中。
②从技术角度分析，从水镁石化粉矿废料理学性能上看，其MgO≥65.0%，粒度≦5mm，由于其粒度较小，平均粒径并不均匀，同时粒径太小则因其表面积增大，吸油量大，分散困难反而使加工性不好。
需要对其进行生产过程粒径控制技术的开发，以及产品的质量检测技术的严格管控。
另一方面正常产品需要水镁石矿原料Mg（OH）2含量》95%，以弥补技术处理的不足，但由于粉矿大部分纯度Mg（OH）2含量<
92%，利用起来技术处理难度较大，无法满足高品质产品的要求，应用价值不高。
这样既不符合大多数矿山及生产企业应用便利的需求，又没有满意的质量保证，因此不予以花费更多精力解决这些技术难题，而直接选用利用方便、品位好的矿石作为加工原料。
正是由于综合利用技术落后，资源综合利用观念的淡薄，在长期的水镁石矿开采、生产过程中产生了大量废弃0-5mm的粉矿，造成大量0-5mm的水镁石粉矿无法得到利用，使宝贵的水镁石矿山资源白白的浪费掉，据统计，目前被废弃掉的水镁石粉矿量近10余万吨，使国家矿山资源受到极大的损失；
另一方面，这些粉矿在刮风时尘雾四起，对生产环境、周围居民生活环境、农业生态环境造成严重污染，并产生危害后果，如：
农田板结、农作物减产、大气质量低下，工厂生产和周农业生产的矛盾日趋加剧，使当地居民的生存条件受到严重威胁。
2.1.2.3精华矿产粉矿技术开发及综合利用
综合勘探、综合评价、综合开发、综合利用，历来是我国矿产资源探、采、选各环节人们共知的政策措施，但由于思想认识、经济政策等原因，始终没有收到令人满意的成效。
导致了非金属矿资源利用率低下，浪费严重，矿区生态环境日益恶化，从而严重消弱了非金属矿工业可持续发展的基础和后劲。
综合利用要求“低开采、高利用和低排放”，综合利用对矿业开发的核心要求是降低原矿物的开采量，提高矿物的利用率，减少废弃矿物的处置及堆存量。
海城精华矿产有限公司一直以优化资源利用方式为核心，以提高资源利用率为目标，挖掘资源潜力，拓宽资源利用范围，实现可持续发展。
海城精华矿产有限公司与沈阳化工学院、欧洲知名研究机构意大利万谱公司合作，针对无机粉体粒径控制技术、化学改性复配勾兑还原技术解决了粉矿粒径加工性不稳定、应用含量不足的技术难题，使得量废弃0-5mm的粉矿经过精华生产处理，其化学成分和粒度均符合生产天然氢氧化镁无机阻燃剂的原料条件，是一种很好的原料资源，能够充分利用。
而且《天然氢氧化镁无机阻燃剂》是一种高科技的、高附加值的产品，其售价在3760元左右，是普通轻烧镁粉耐火材料的4倍，经济效益好。
综上分析，利用天然水镁石矿粉矿废料生产《天然氢氧化镁无机阻燃剂》，不仅可生产出环保型的阻燃剂、产品附加值高，而且还达到了矿山废物资源化再利用和解决环保污染的目的。
因此本项目是一个矿山可持续发展项目，不仅具有环保意义、经济意义、亦具有废物资源化综合利用意义，具有十分重要的循环经济战略意义，建设该项目十分必要。
2.2项目建设的有利条件
1）利用天然水镁石矿粉矿废料生产《天然氢氧化镁无机阻燃剂》项目属环保和废物再利用工程项目，符合国家可持续发展政策，可得到政府部门及省“镁办”的支持，并可享受国家有关的减免税政策。
2）本项目建在海城精华矿产有限公司厂内，可利用现有的场地、部分设备、部分厂房、附属设施，如粉磨机、锅炉房、空压机、变电所等，可大大减少固定资金投入，加快项目建设速度。
设计规模和产品方案
3.1设计规模
产品品种：
《天然氢氧化镁无机阻燃剂》
年工作天数：
330天/年
年生产量：
20000t/a
日生产量：
60.6t/d
3.2产品方案
利用天然水镁石矿粉矿废料生产《天然氢氧化镁无机阻燃剂》；
年生产量为20000t/a
其中
400目规格6000吨
1250目规格10000吨
2500目规格4000吨
3.3产品质量
《天然氢氧化镁无机阻燃剂》质量主要技术指标如下表3-1及3-2：
表3-1《天然氢氧化镁无机阻燃剂》理化指标
MgO（%）
CaO（%）
Fe
（%）
结晶水（%）
酸不溶物（％）
H2O-（％）
白度（％）
≥65
≤1.80
≤0.30
≥28
≤3.0
≤0.5
≥92
表3-2《天然氢氧化镁无机阻燃剂》物理指标
活化指数（％）
吸油率（％）
吸水率（9天后）
比表面积
≥99
≤26±
≤2.00
>
15.0
市场预测
4.1市场分析及需求量
氢氧化镁作为阻燃填充材料，在日本、美国已经有10余年的历史，由于这些国家环保方面法规的压力，含卤有机阻燃剂的用量在逐年下降，美国和日本含卤有机阻燃剂的用量分别占8％、5.4％，无
机阻燃剂占60％，而我国含卤有机阻燃剂的用量达69％。
随着我国
国民经济实力的提高、技术的进步以及人们环保意识的加强，我国的橡塑制品相关行业的安全阻燃法规的逐渐出台，无机阻燃产品的市场前景将十分广阔。
本项目产品主要用于电线电缆材料（如PVC、XLPE、EVA、EPDM）、各类不饱合聚合材料（PE、PP）及三元乙丙橡胶及各建筑、装饰材料等行业。
无机阻燃剂的市场中，氢氧化铝开发早于氢氧化镁，二者都是当前公认的具有阻燃、抑烟、填充三大功能于一身的阻燃剂，在同一填充量下，氢氧化镁阻燃剂好于氢氧化铝。
氢氧化铝材料需要合成制取，成本高；
我国有丰富的天然水镁石资源优势，天然水镁石直接加工的产品与合成产品使用性能上相同，但价格低廉，这使得应用厂家容易接受，因此说，天然氢氧化镁作为无机阻燃剂有较大发展空间。
欧美及日本市场Mg（OH）2阻燃剂需用量和发展速度见下表4-1
表4-1欧美及日本市场Mg（OH）2阻燃剂需用量和发展速度
地区
无机阻燃剂占阻燃剂的百分比（％）
Mg（OH）2年用量
（万吨）
预计增长速度
（％）
美国
60
西欧
50
日本
64
欧美及日本市场Mg（OH）2阻燃剂年需用总量为24万吨，如以平均年9%速度增长，到2010年需求量将达到594万吨，国际市场空间非常大。
目前，中国无机阻燃剂仅占阻燃剂用量的17％，与发达国家相比还
存在相当大的差距。
随着我国高分子材料工业快速发展、阻燃法律的不断健全和完善和环保政策的出台，无毒抑烟型的环保无机阻燃剂阻燃材料需求量将会随之大幅度增加。
因此，国内市场容量也非常大。
4.2产品销售方向及售价
《天然氢氧化镁无机阻燃剂》主要销往美国、欧盟及日本等
发达国家，根据目前市场销售实际情况，销售价确定为3720元/吨。
原材料及燃料
5.1原料及燃料的来源
1）原料为天然水镁石开采过程中产生的0-5mm的粉矿废物，粉矿废物全部来源于周边辽阳、宽甸及凤城等水镁石矿山，由海城精华矿产有限公司采购。
目前，辽阳、宽甸及风城等水镁石矿山现存的天然水镁石0-5mm的粉矿固体废物有10万吨以上，因此，本项目的原料来源是非常丰富的。
2）添加剂为偶联剂，年耗量为450吨，由海城精华矿产有限公司供销部门外购。
5.2原料质量指标
1）水镁石粉矿废物粒度及化学成份见下表5-1
表5-1粒度及化学成份
项目
MgO
%
SiO
%
Fe2O3
NaOK20
AL2O3
烧碱
粒度
mm
数值
65.50
1.0
0.50
0.12
约35
≥5
2）偶联剂指标见下表5-2
表5-2偶联剂指标
项
目
碘值mg/100g
皂化值
mg/g
酸值
色度
凝固点
℃
水分
无机酸
0.39
210.9
210.2
74
86.2
0.05
0．001
厂址及建厂条件
6.1厂址
项目厂址选择在辽宁海城精华矿产有限公司现有生产厂内，不用重新征用土地；
并利用现有附属设施，如锅炉房、空压机、变电所等；
同时亦利用了现有的给排水及交通运输等设施。
项目建设用地为30000m2，现有的厂区完全可满足项目建设要求。
6.2厂区气象条件
大气压力冬季102.23kPa
夏季100.22kPa
冬季室外平均风速3.4m/s
夏季室外平均风速3.1m/s
年最热月平均最高温度29.2℃
年最冷月平均最低温度-17.8℃
工艺技术和设备
7.1工艺方案及设备
项目生产工艺分两部分，即水镁石粉矿废物超细粉体细磨工艺和氢氧
化镁超细粉体表面改性工艺两部分。
水镁石粉矿废物超细粉体细磨工艺及设备
水镁石粉矿废物粒度为小于5mm,《环境友好型天然氢氧化镁无机阻
燃剂》细度要求小于10μm，细磨工艺设备是生产《天然氢氧化镁无机阻燃剂》产品的关键。
目前，矿物细磨设备主要雷蒙粉碎机、球磨机、风动磨机，这些设备
生产的产品粒度可达10μm以下，细度达到了《天然氢氧化镁无机阻燃剂》小于10μm的要求，但生产率极低，能耗很高。
特别是物料粉碎时产生大量的热，易导致水镁石结构水析出，使水镁石变质，影响了产品质量。
针对水镁石含高结构水的特点，海城精华矿产有限公司分别利用圆盘式、循环式、对撞式气流粉碎机进行粉碎工业试验，确定了粉碎机形式和最佳操作工艺条件，开发了水镁石干冷粉碎工艺及装置。
冷干气流粉碎技术，采用强风冷却和夹套冷却方式，保证水镁石中结构水不散失，并充分利用气流粉碎的物料自磨原理，保证产品的洁净。
该技术已通过了辽宁省科技局的技术鉴定，获辽宁省科技进步三等奖和国家专利。
本报告采用冷干气流粉碎工艺为物料超细粉体细磨工艺。
冷干气流粉碎工艺系统由空压机、冷干机、粉碎机、高速分级机、旋风及布袋收集装置和排风机等设备组成。
冷干气流粉碎技术工艺流程图如下图7-1
冷干气流粉碎技术工艺过程简述：
参见图7-1，来自原料库的小于5mm、MgO含量大于65%的天然水镁石粉矿固体废料，皮带机送到冷干气流粉碎装置的加料斗（4），固体废料由螺旋加料机送入粉碎机（6）中粉碎，物料被粉碎到需要的颗粒度后（≤30μm），悬浮速度降低，被送入的干冷压缩空气（温度≤10℃）吹到气流分级机（5）中分级，在分级机（5）的叶片高速旋转下（500-2300转/分）,≦10μm的物料可穿过高速旋转叶片进入成品收集系统；
≥10μm的物料由于上升速度小，被高速旋转叶片所阻挡，落回到粉碎机（6）中再次被粉碎，直到粒度小于10μm穿过高速旋转叶片进入成品收集系统为止。
进入成品收集系统的≦10μm超细粉，其中颗粒较大的超细粉料首先在旋风收集器（7）中被收集，颗粒较小的超细粉料最后在布袋收集器（8）中被收集。
从布袋收集器（8）中排出的气体含尘浓度小于50mmg/m3，符合国家废气排放标准，通过排风机（9）和烟囱排至大气。
冷干气流粉碎装置所需的超细粉输送风，由空气压缩机
（1）提供，压缩空气经储气罐
（2）后，进入干冷机（3）进行干冷，温度从约80℃降至10℃后送入粉碎机（6）中作为输送风使用。
冷干气流粉碎装置采用正负压操作，动力由空气压缩机
（1）
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