冶炼厂铅烟气治理工程技术改造项目可行性研究报告.docx
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冶炼厂铅烟气治理工程技术改造项目可行性研究报告
冶炼厂铅烟气治理工程技术改造
项目可行性研究报告
第一章总论
第一节概述
**公司（以下简称**公司）是我国具有历史悠久的大型有色金属采、选、冶联合企业之一。
公司下辖三个矿山、五个冶炼厂及机修、运输、建安等辅助单位，全公司现有职工11000多人，铜、铅、锌等主要有色金属综合生产能力18万t/a，2001年实际完成有色金属产量15.56万吨，有色金属矿产品金属含量4.33万t，完成工业总产值11.45亿元，销售收入13.33亿元，实现利税10980万元，其中利润1600万元。
**公司位于XX省常宁市XX镇，北临X江，北距XX市40Km，西南距XX市35Km，均有公路相通；东距京广线XX车站21Km，该站有公司自营大型专用货场。
第二节企业概况及治理的必要性
**公司第三冶炼厂是我国最早采用烧结－鼓风炉工艺生产粗铅的铅冶炼厂，始建于1908年，1938年由长沙迁至常宁市松柏镇，规模3000t/a，新中国成立后，于1952年恢复生产，当年生产粗铅1021t。
随着生产发展和技术进步，逐步实现了机械进料、连续排渣、连续出铅、自动铸锭及炉顶密封等措施。
通过多次改扩建，目前已达到年生产粗铅60000t/a、电铅80000t/a（含集体企业电铅产量）的规模，并配套建设炉渣烟化设施，综合回收氧化锌5000t/a。
但由于条件的限制，仍沿用落后的烧结锅－鼓风炉工艺和设备，特别是烧结仍采用简陋、间断作业的烧结锅维持粗铅生产，产生的低浓度二氧化硫（0.8～1.0%）烟气难以回收利用，粉尘及烟气造成的空气污染严重，恶化了操作区环境，每年排放至大气的SO2达33000t左右，给方圆二十余公里范围内农作物造成严重危害，对附近城乡居民身体健康也带来不良影响，每年农业赔款达150万元。
该问题严重地阻碍着企业今后的生存和发展。
1990年1月21日，国家环保局、国家计委（90）环计字第035号下达第二批国家环境污染限期治理项目的通知，对**公司第三冶炼厂SO2烟气的污染限期治理达标。
鉴于上述情况，形势相当紧迫，**公司三厂铅烟气SO2污染源的治理势在必行，刻不容缓。
第三节 建设方案
一、国内外炼铅技术现状
国内外的粗铅生产，烧结－鼓风炉还原法仍占主导地位，其产量占总产量的80%以上。
这一古老的炼铅工艺虽然不断得到改进和完善，但仍存在能耗高、环境污染严重、劳动条件差等致命弱点。
因此，各国都在积极研究新的炼铅方法，近十年来已取得了实质性进展。
特别是进入80年代以来，国际上先后有前苏联的kivcet法、德国鲁奇公司的QSL法、瑞典波立登公司的kaldo法和澳大利亚的氧气顶吹熔炼炼铅法等先进炼铅工艺实现了工业化生产。
此外，我国也开发了类似于QSL炼铅法氧化段的氧气底吹熔炼新工艺。
这些新工艺使传统的烧结－鼓风炉炼铅工艺得到了彻底的革命，从根本上解决了低浓度SO2烟气对环境造成的污染。
基夫赛特（kivcet）法是70年代前苏联有色金属研究院研究成功，并在本国首先用于工业生产的直接炼铅工艺。
意大利NuovaSamin公司维斯姆港KSS铅厂采用此工艺建厂生产，各项指标都超过预期目标。
它是目前世界上超大型炼铅工厂生产较成功的一步炼铅新工艺。
目前，世界上有意大利（处理入炉料600t/d）、哈萨克斯坦（处理入炉料400～500t/d）和加拿大（产粗铅120000t/a）等3家工厂采用kitcet炼铅工艺生产粗铅，该工艺具有生产费用低、环保条件好等优点，但其技术转让费及建设投资较高。
若企业不上规模，则投产后可能难以还贷，难以获取经济效益。
QSL法是德国鲁奇公司70年代开发的一步炼铅新工艺。
80年代中期，中国、韩国和加拿大先后购买德国鲁奇公司该技术的专利建厂，经过几年的调试和试生产，韩国温山冶炼厂及德国斯托尔贝格冶炼厂的QSL炉已转入正常生产，且生产状况良好，产品产量均已超过原设计能力；我国的白银西北铅锌冶炼厂在1995年经过改造第二次试车，已取得成功，但因多种原因仍未正常生产。
卡尔多（Kaldo）炼铅法系瑞典波立登（Boliden）公司拥有的专利技术，目前应用该工艺的工厂有两座，已经运行多年，分别于1976年和1992年建成投产，即瑞典BolidenMineralRonnskar冶炼厂和伊朗国家铅锌公司赞江冶炼厂，生产规模年产粗铅41000吨。
但只有瑞典波立登公司一家工厂用于处理硫化铅精矿，其氧化和还原操作分两阶段进行，炉子间断作业，给配套制酸带来麻烦，需要特殊处理，另外炉寿命只有3个月，耐火材料消耗高，并非理想的炼铅工艺。
氧气底吹炼铅法（即SKS法）所用设备为氧气底吹熔炼炉，产出部分粗铅和高铅渣，高铅渣用鼓风炉还原成粗铅。
该技术通过原**矿务局进行的大量半工业试验，已取得一定的经验。
1998年11月**炼铅法工业试验研究科学技术成果通过鉴定。
2000年以来，安徽池州冶炼厂和河南济原冶炼厂采用该法相继建设3万t/a和5万t/a的铅冶炼厂。
已于2002年8月和6月相继投产。
通过调试、试生产和整改，处理能力、成铅率、烟尘率、氧枪使用寿命均达到预期效果，但设备配套上尚存在一定问题，例如余热锅炉、电收尘器、铸渣线的设计有待设计人员进一步研究完善。
总之，该工艺用氧气底吹熔炼，产出部分粗铅和高铅渣，高铅渣采用鼓风炉还原熔炼，工业实践已证实从技术上讲是完全可行的，尽管两家投产后，某些设备尚有某些不太融合之处，通过不断完善，是可以解决的。
二、工艺流程的确定
本设计在前可研的基础上，对氧气底吹熔炼＋鼓风炉还原的工艺方案（即SKS法）进行了可行性研究和了经济效果评估工作，结合上述几种国内外的先进粗铅冶炼技术的工业生产应用来看，采用SKS法改造本公司三厂铅冶炼厂更为现实。
该工艺对原料有一定的适应性，备料过程简单，取消了传统的铅烧结过程，消除了低空污染，使操作环境大为改善；由于采用氧气底吹熔炼，烟气量大为减少，提高了烟气SO2浓度，为实现双转双吸制酸工艺提供了条件。
本技术原由**矿务局自己开发，有成熟的操作管理经验，不需引进国外技术。
同时，冶炼工艺的自动化控制水平将大大提高，从而提高了企业的劳动生产率，实现减负增效，企业生产技术改造后可以获得一定的经济效益。
三、建设规模
根据**公司发展规划确定，第三冶炼厂铅烟气治理工程技术改造实施后，粗铅冶炼生产规模为8万t/a，与铅冶炼烟气SO2治理配套的硫酸车间设计生产规模8万t/a，综合回收氧化锌及部分副产品。
产品方案
主产品：
粗铅81922t/a（含Pb96%）
副产品：
硫酸77069t/a（100％H2SO4计）
粗铅送现有铅电解系统生产电铅产品，其中的金银富集到铅阳极泥中送本公司第六冶炼厂生产金银产品。
第四节企业建设经济效果
一、经济评价
本项目采用氧气底吹熔炼及鼓风炉还原、渣烟化、烟气制酸和余热回收工艺流程，工艺技术先进，成熟可靠，设备装备水平较高，劳动生产率高。
企业可以获得的较好的经济效益，技改后，其全部投资财务内部收益率14.03％，投资利润率15.11％，投资利税率20.22％。
由此可见项目是可行的。
本技改项目新增投入建设资金27332万元。
建设期贷款利息1030万元，项目实施后的生产流动资金年平均占用额10931万元，项目总投资40849万元（仅包括铺底流动资金的项目总投资为31641.3万元）。
建设投资中自筹资金为13907.9万元，其余申请工商银行贷款16000万元（已到位）。
工商银行贷款年利率5.76％。
流动资金贷款7651.7万元，其余3279.3万元自筹，预计项目建设期为二年。
贷款偿还年限5.47ａ（含建设期二年）。
项目实施后可获得如下的经济效益：
（1）、年产粗铅 81922t/a
（2）、年产硫酸 77069t/a（100%H2SO4计）
（3）、达产年产销售收入 51201.1万元
（4）、达产年实现利润总额 6170.5万元
税后利润 4134.3万元
二、节能及环境保护
技术改造拟采用氧气底吹熔炼及鼓风炉还原工艺，能耗低，金属回收率高，综合回收利用了有价元素，有效地控制了有害元素对环境的污染，从根本上消除了烧结系统的铅烟气危害，可以取得较好的社会效益。
根据计算，该工艺粗铅工序单位产品综合能耗可达440kg标煤/t粗铅，符合国家规定的二级能耗等级指标。
工艺设计采用余热锅炉回收烟气余热。
同时，在设备和电器的选型上尽可能选用节能型产品。
环境保护方面，本项目实施后环保效果更为明显。
铅冶炼烟气采用双转双吸制酸工艺生产工业硫酸7.7万t/a，全硫利用率为92.36％，排放尾气完全可以达到国家排放标准。
各种工业炉的渣口、进料口等均设有吸风罩，有效地控制了无组织排放的烟气量，改善了操作人员的工作环境。
水的循环利用率达到95％，污水、污酸经污水处理站处理达到《污水综合排放标准》GB8978－1996后排放；设计中对产生噪声较大的设备采取了建筑隔声等措施，噪声主要对厂区范围内产生局部影响，对外部环境影响不大，厂界噪声能够达到《工业企业厂界噪声标准》GB12348-90中要求。
本工程直接用于环保设施的投资费用为11210.25万元，占工程费用24570.1的45.63％。
第五节主要技术经济指标
表1-1主要技术经济指标表
序号
指标名称
单位
数量
备注
1
产品产量
1.1
粗铅
t/a
81922
粗铅含铅
t/a
78645
含Pb96%
粗铅含金
kg/a
908.4
含Au11.15g/t
粗铅含银
t/a
132..9
含Ag1695g/t
1.2
烟化炉尘
t/a
12328
含Zn60%
1.3
硫酸（100%）
t/a
77069
2
主要原材料消耗
2.1
混合精矿
t/a
145000
2.1.1
精矿含铅
t/a
84455
含Pb56.5%
2.1.2
精矿含金
kg/a
922
含Au56.36g/t
2.1.3
精矿含银
t/a
135
含Ag930.5g/t
2.1.4
精矿含硫
t/a
27246
含S18.79%
3
供水
总用量
m3/d
55079
其中：
新水
m3/d
2760
4
供电
4.1
安装功率
KW
11400
4.2
用电计算功率
KW
8039
5
外部运输及总图
5.1
年运输量
t
420263
其中：
运入量
t
210657
运出量
t
209606
5.2
建筑面积
m2
12600
6
劳动及工资
序号
指标名称
单位
数量
备注
6.1
在册职工人数
人
586
其中：
生产人员
人
483
6.2
工资总额
万元/a
987
6.3
全员产值劳动生产率
万元/人.a
87.37
7
投资
7.1
总投资
万元
40849
仅包括铺底流动资金时
其中：
新增建设投资
万元
27332
为31641.3万元
建设期利息
万元
1030
流动资金
万元
11081
其中铺底流动资金30%
利用原有资产
万元
1556
为3279.3万元。
8
成本费用
8.1
总成本费用
万元/a
44863.6
达产年平均
8.2
经营成本
万元/a
42592.4
达产年平均
9
销售收入、税金及利润
9.1
销售收入
万元/a
51201.1
达产年平均
9.2
增值税
万元/a
2087.2
达产年平均
9.3
销售税金及附加
万元/a
167.0
达产年平均
9.4
利润总额
万元/a
6170.5
达产年平均
9.5
所得税
万元/a
2036.3
达产年平均
9.6
税后利润
万元/a
4134.3
达产年平均
10
经济效益指标
10.1
全投资内部收益率
%
14.03
10.2
投资回收期
a
8.35
10.3
净现值（ｉ＝10％）
万元
9681
10.4
投资利润率
%
15.11
10.5
投资利税率
%
20.22
10.6
借款偿还期
a
5.47
含2年基建期
第二章技术经济
第一节铅市场
一、世界铅产消、进出口和库存量
据《世界金属统计》1999年资料，1993年至1998年世界铅产消、进出口状况如表2-1所示。
上世纪九十年代初期，全球铅产量明显低于八十年代后五年，由于铅产量连续几年受到冷落，从1995年四季度开始，国际市场铅发生短缺，铅价上升，刺激了铅的生产，1996年和1997年铅的产量增加较快。
由于始自1997年的世界经济不景气，1998年铅的产量没有增长，消费减少。
1993～1998年铅的库存量明显下降。
表2-1世界铅的产销状况单位：
万t
项目名称
1993年
1994年
1995年
1996年
1997年
1998年
年均递增率（%）
矿山产铅量（含量）
279.64
269.50
281.61
303.98
304.85
311.50
2.18
精铅产量
539.61
538.11
555.12
575.13
589.98
589.79
1.79
精铅消费量
508.52
529.91
554.76
567.31
582.31
574.78
2.48
再生铅产量
224.86
239.60
252.47
273.73
283.11
286.93
5.0
精铅出口量
95.30
100.74
100.07
103.26
107.41
100.15
1.0
精铅进口量
90.70
99.60
114.30
117.44
116.31
108.71
3.69
铅的库存量
64.57
62.00
44.12
41.91
40.45
40.96
-8.7
二、我国铅生产
我国的铅资源储量较为丰富，近年产量仅次于美国，列世界第二。
1993－1997年我国铅的生产能力和产量详见表2-2。
由表2-2可见，自上世纪末起，我国铅的产量逐年增长，1993年起的产量为41.2万t，1997年为70.1万t，年均增长率14％，铅的生产能力1995年显著增加，1995年至1997年采选生产能力保持在50多万t、冶炼能力保持在76多万t。
到1997年采选能力仍小于冶炼能力22万t，相差约30％，铅原料供不应求的矛盾继续存在，仍需依靠铅精矿来解决。
表2-2我国铅生产能力和产量表单位：
万t
序号
项目
1993年
1994年
1995年
1996年
1997年
1998年
1
生产能力
1.1
采选综合（精矿含铅）
30.9
34.0
51.4
51.6
54.51
采58.4
选64.1
1.2
冶炼综合
45
48
76.7
76.8
76.8
粗铅78.6
电铅85.7
2
年产量
2.1
精矿含铅
33.8
46.19
52
64.31
71.19
58.1
2.2
电铅
41.19
46.79
60.8
70.62
70.1
75.7
目前，我国铅冶炼生产工艺技术仍以传统的烧结－鼓风炉工艺为主。
众多的中小规模铅冶炼厂约占国内铅厂生产能力的50％以上，仍使用烧结锅、烧结盘鼓风炉等能耗高、污染严重、浪费资源的极落后工艺。
根据行业政策规定，在2000年，应淘汰烧结锅、烧结盘生产铅的工艺。
势必将迫使小型炼铅厂和部分中型炼铅厂关闭，生产规模较大的技改势在必行，也为此产能的适当增加弥补消亡的产能带来的机遇。
三、我国铅的消费结构
我国是世界上较大的铅消费国，1993年消费铅为30万t，1997年消费达48万t，年平均增长率为12％。
我国铅的主要消费领域及结构是：
蓄电池占总消费量约65％；电缆护套占6%；化工原料及涂料占10%；机械制造占4%；其他用途占15%。
全球铅的主要消费结构以1995年为例，蓄电池占70％，电缆护套占3%；轧制材和挤压材占6%；弹药军火占3％；合金占3%；染料和其他化合物占11%；汽油添加剂和其他占4%。
我国铅消费结构与全球消费结构相类似。
四、我国铅的进出口
我国铅市场主要表现供应来源是自产铅和少量进口铅，1993年国内铅的供应量为41万t，1997年供应量达到71万t，年平均增长率达15%。
而同期消费量的年增长率为12%，由于国内市场铅的供应量增幅快于消费量的增长，铅市场的形势是供大于求，1993年供应量过剩11万t，1997年过剩23万t。
近几年由于出口量的逐年增加才减轻了供应压力。
我国一直是铅及铅合金的净出口国，出口量逐年增加，1996年净出口量达26万t，1997年受国际铅市场价格下降影响，出口量有所减少，但净出口铅及合金仍有19.8万t，原来我国的铅产品多出口于东南亚地区，1997年铅产品出口受影响后，国内企业又开辟了新的出口地域，1998年铅及铅合金的出口又达到了25.1万t，我国是世界上铅的出口大国之一。
近几年国内铅矿山能力远少于冶炼能力，铅精矿供应短缺，刺激了对铅精矿进口的需求。
1993年至1995年国内的铅精矿有少量出口，到1996年转为进口，1996年和1997年共净进口铅精矿含铅近19万t，1998年就进口铅精矿含铅23.6万吨。
1993年至1997年我国铅金属进出口量
详见表2-3。
表2-3全国铅进出口量表单位：
万t
品种
1993年
1994年
1995年
1996年
1997年
1998年
进口
出口
进口
出口
进口
出口
进口
出口
进口
出口
进口
出口
铅精矿
0.61
2.82
0.8
6.29
3.18
5.36
7
1.5
11.8
32.57
23.6
3.44
铅及铅合金
0.23
9.08
0.55
19.15
0.46
18.50
0.7
26.16
1.32
19.79
1.54
25.10.
铅材
0.19
0.29
0.23
0.24
0.33
0.31
0.55
0.21
0.43
0.17
0.47
0.46
废杂铅
0.73
0.06
0.58
0.15
0.57
0.06
0.082
0.015
0.02
0.006
0.0007
0.18
五、我国和世界对铅的需求
在我国铅的主要消费领域中，蓄电池用量占65％。
汽车工业带动了对蓄电池的需求。
目前，我国每150人拥有一辆汽车，与世界发达国家平均10人一辆汽车的水平相比差距很大，潜力也很大，它将促使增加蓄电池产量，从而刺激对铅的需求。
电缆行业的用铅量已趋于稳定，在电力电缆中耗铅的纸力电缆暂时还无法被取代，而且铅塑合金电缆护套的开发有可能促进电缆用铅的增加；氧化铅和铅材领域将保持低速增长。
1993年～1997年中国经济发展速度高于世界平均增长速度，铅的需求量不断增加，消费量年平均增长率为12%，增长速度明显高于世界平均水平。
今后，随着我国经济的持续发展，特别是汽车工业和通讯业的发展，对铅的需求将继续增加，但综合增长速度将趋缓。
1998年我国铅产量达75.7万t，2010年产量宜控制在80万t以内。
1993年~1997年，世界经济每年按3~4％的速度增长，对铅的需求也随之增加，1993年世界精铅消费量为508.5万t，1997年消费量为582万t，年平均增长率为3.43％。
自1993年到1996年铅的库存量由64.57万吨降至41.9万吨，近两年库存仍未回升，因此，我国的铅产品只要保证质量，增加深加工产品，还是有市场的。
六、关于铅的价格
近几年我国和世界铅的年平均价格详见表2－4。
表2－4我国和世界铅的年平均价格表
1993年
1994年
1995年
1996年
1997年
1998年
中国（元／t）
3400
6000
6200
6850
6570
5440
世界（美元／t）
406
549
630
773
629
629
由表2－4可见，近几年国际铅市场价格呈上升趋势，1996年价格最高，但1997年有所降低，主要原因是，由于国际价格不断上涨，刺激了世界铅的生产，而东南亚的金融危机导致对铅的需求下降，这使得1997年国际市场铅价比1996年下降了近20％。
国内铅市场价格与国际市场价格变化趋向一致，1996年价格最高，平均为6850元／t，1997年有所降低为6570元／t，1998年则降为5440元／t。
第二节 综合技术经济指标
本报告推荐采用氧气底吹＋鼓风炉方案直接熔炼铅精矿生产粗铅，取消现有的烧结工艺，增加制酸和制氧站，适当改造鼓风炉、烟化炉和公用辅助设施，进行就地改造。
本工程性质属于环境治理工程，要求是：
工艺先进可行，治理效果显著，治理后经济效益仍然可以接受。
改造后项目的经济指标详见表2－5
表2-5技术经济指标表
序号
项目
单位
数量
备注
1
产品产量
1.1
粗铅
t/a
81922
粗铅含金
Kg/a
908.4
1.2
硫酸（100％）
t/a
77069
1.3
烟化炉尘
t/a
12328
含Ｚｎ60％
2
主要原材料消耗
2.1
铅精矿含铅
t/a
84455
铅精矿含金
kg/a
922
铅精矿含银
t/a
135
2.2
粉煤
t/a
5100
焦炭
t/a
15253
耐火材料
t/a
100
柴油
t/a
1000
3
供水
总用量
m3/d
55079
其中：
新水
m3/d
2750
回水
m3/d
72
循环水
m3/d
52247
4
供电
装机功率
KW
11400
用电计算功率
KW
8039
用电量
K·KWh
52010
5
外部运输及总图
5.1
年运输量
t/a
420263
其中：
运入量
t/a
210657
运出量
t/a
209606
5.2
建筑面积
m2
10855
6
劳动工资
6.1
在册职工人数
人
586
续表2－5技术经济指标表
序号
项目
单位
数量
备注
其中：
生产人员
人
483
6.2
工资总额
万元/a
987
6.3
全员产值劳动生产率
万元/a·人
87.37
7
投资
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