年产3万吨纳米碳酸钙方案可研报告.docx

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年产3万吨纳米碳酸钙方案可研报告

年产3万吨纳米碳酸钙可研报告

一、项目前景分析：

第一节市场分析

1、产品用途

碳酸钙是用量最大、使用范围最广泛的一种无机填充剂。

主要用于涂料、橡胶、塑料、胶耻剂、油墨、造纸、化妆品、医药等方面。

而纳米碳酸钙由于粒子的超细化，其晶体结构和表面电子结构发生了变化，产生了普通碳酸钙所不能具有的量子尺寸效应、小尺寸效应、表面效应和宏观量子效应，在磁性、光热阻和熔点等方面与常规材料相比显示出优越性能

（l）涂料

在涂料应用方面，该产品用作功能填料或白色颇料，主要用于日用涂料、汽车漆、涂改液等，作为颜料填充剂，具有细腻、均匀、白度高、光泽高等优点，涂料中被大量推广使用。

（2）橡胶

在橡胶制品方面，该产品除了具有普通碳酸钙的填充功能外，还能改善橡胶的加工性能，改进硫经济橡胶的性能，具有补强功能，可以及部分替代白岩黑和铁白粉等价格较高的白色填充剂。

（3）塑料

该产品在塑料制品中是无机增强、增韧材料其主要的作用有：

增加塑料体积、降低产品成本；提高塑料的稳定性、硬度和刚性、耐热性；改善加工性能和其他特殊性能。

并且粒径越小，粒度越均匀，改善效果越好。

（4）造纸

在造纸工业中，随着造纸工艺过程中的施胶技术由酸性施胶向中性施胶转变，为碳酸钙的应用提供了一个巨大的潜在市场该产品用于高级铜板纸中，由于其分散性能好、白度高、对光的散射性好，使添加后的纸张有较高的松密度，良好的可塑性柔软性，纸张表面细腻，可改善油墨的吸收性并提高保留率用在高档卫生用纸中，可以增加产品的韧性、吸水性和白度，使用起来更加安全、卫生。

（5）其他行业

在高档油墨中，该产品代替微米级碳酸钙，可以提高油墨附着力，适于高速印刷。

此外，在医药和化妆品方面的应用正在得到大量使用，如一些补钙药品、牙膏等。

综上所述，由于纳米（活性）碳酸钙所具有的这些传统碳酸钙产品无法比拟的优越性能，使其应用前景极为广阔。

2、市场需求状况

（1）产品国际市场情况

由于纳米碳酸钙和碳酸钙行业发展高度相关，碳酸钙由于下游需求的带动呈快速发展的态势。

碳酸钙主要功能是无机填料，广泛用于橡胶、塑料、造纸、涂料、油墨、建材、日用化工、医药、食品、饲料等行业，随着上述行业高速发展，碳酸钙产品向着粒径超细化，晶型多样化及表面改性方向发展，使其既具有填充作用又具有补强性。

碳酸钙产品作为多用途的填充剂和添加剂，一直具有巨大的应用市场。

据有关资料显示，美国、欧洲和日本的碳酸钙的年生产能力已达600万吨，实际生产450万吨，消费700万吨。

欧洲市场90％以上的碳酸钙是用于造纸的纳米或微米级碳酸钙，该产品主要应用于涂料和塑料等行业。

除日本市场外，美国和欧洲该产品的需求以年均约5％的速度增长。

目前世界上能生产该产品的主要厂商为：

英国的ICI公司、比利时的Solvay公司、美国的矿物技术在造纸工业中，随着造纸工艺过程中的施胶技术由酸性施胶向中性施胶转变，为碳酸钙的应用提供了一个巨大的潜在市场。

该产品用于高级铜板纸中，由于其分散性能好、白度高、对光的散射性好，使添加后的纸张有较高的松密度，良好的可塑性柔软性，纸张表面细腻，可改善油墨的吸收性并提高保留率；用在高档卫生用纸中，可以增加产品的韧性、吸水性和白度，使用起来更加安全、卫生。

综上所述，由于纳米碳酸钙所具有的这些传统碳酸钙产品无法比拟的优越性能，使其应用前景极为广阔。

主要用于橡胶、塑料、胶粘剂〔含密封胶）、涂料油漆、涂布纸、油墨、杀虫剂、蜡制品、搪瓷制品及化妆品。

（2）产品国内市场情况

中国碳酸钙生产企业260家，轻质碳酸钙生产能力近12000千吨／年，超细钙150千吨／年，每年进口超细专用碳酸钙12万吨以上。

超细碳酸钙在欧美等发达国家的消费占全部轻钙产品的一半，而且专业化率很高。

目前中国塑料加工量在100000千吨／年，碳酸钙大约需10000千吨／年以上；中国纸张需要量达到44000千吨／年。

中国镇江、常熟、江阴、浙江、宁波及天津等地正在建设几十万吨级的造纸厂，碳酸钙总量需求将达到3000千吨／年，涂料、橡胶等行业碳酸钙需求量也很大，其潜在市场更大。

根据目前市场需求及预测，超细碳酸钙近期需求约500千吨／年，使用量呈年均20％递增，有广阔的市场前景。

目前我国有油墨生产企业300多家，年综合生产能力约36万吨。

我国油墨产量约占世界油墨总产量的6%，排在世界第四位（美国、日本、德国分别为第一、二、三位）。

2002年我国油墨产量达到17.09万吨，比2001年增长9.1%,2006年产量为34万吨。

按年递增率9％预计，2009年我国油墨产量将达到41万吨。

超细钙比重按5％估计，超细钙的需求量约为2.05万吨。

国内主要超细级碳酸钙生产厂家如下：

1、江西正友纳米碳酸钙厂5000050nM

2、新余景岗矿业开发有限公司10000050nM

3、山西兰花华明纳米材料有限公司3000060nM

4、上海汇亚精纳米新材料有限公司5000080nM

5、福建连州市东贸纳米科技材料有限公司8000050n

近年我国碳酸钙产品净进口量在45万吨左右，也有部分活性碳酸钙出口。

2008年我国进口碳酸钙18％万吨，估计相当部分为造纸用的超细轻质碳酸钙，其吨产品均价为271.9美元。

2008年我国出口碳酸钙为12.39万吨，平均出口产品价格每吨为80.1美元，为活性碳酸钙，福建等省的超细碳酸钙生产厂少量出口粒径为50-500nm的超细碳酸钙，出口量只有几千吨，由此可见进出口产品价格相差甚远。

因此尽快生产出国内急需规格碳酸钙的产品，以产顶进是很必要的。

总之，该产品被人们接受与使用是不可阻挡的趋势。

由于我国该产品产业化速度跟不上，主要依赖进口，因此严重限制了它的使用范围，但随着我国自给程度不断提高和产品在高技术领域用途的不断扩展，其潜在市场的开发也必将得到拓展，该产品消费市场将快速增长，同时将带动我国高档油漆、涂料、油墨和卫生用品的国产化程度的提高，可以为国家节约大量外汇。

第二节产品价格分析

1、国内、国外产品价格的现状

我国目前纳米（活性）碳酸钙产品价格为：

1600-2100．元／吨

2、本项目产品定价

本项目近期目标将主要替代进口产品占领国内市场，其当前价格定位原则主要以培植占领国内市场为主要目标，与国外相同质量的产品相比其价格低于进口价格，与国内相同或相近价格的产品，在质量上要高于对方一筹，通过一流的产品质量和良好的今后服务，确定产品的品牌形象和企业形象．在产品走向市场的同时，要研究市场、研究产品在使用中用户的意见，进一步改进产品，从而开拓产品市场。

根据以上原则，建议该产品价格为：

纳米（活性）活性碳酸钙CC-R产品价格为1200元／吨．

纳米（活性）碳酸钙CC产品价格为1600元／吨

二、生产规模与产品方案：

1、生产规模

项目计划兴建纳米（活性）碳酸钙生产规模为30000吨／年

项目产品的生产规模确定如下：

CC-R20000吨／年

CC10000吨／年

2、产品方案与产品规格

（1）产品规格

本项目碳酸钙产品质量执行原化工部工业超细活性碳酸钙标准，具体指标如下：

外观白色

白度≥95

平均粒径nM40_80

比表面积BET㎡g≥22

吸油值g/100g≤38

形貌立方体、球体

（2）产品成本预测：

纳米（活性）减酸钙约1300元／吨。

三、工艺技术方案：

第一节工艺技术方案

本项目采用新型的碳化法合成技术，在传统碳化法基础上，对碳化反应过程及碳酸钙粒子表面改性等方面作了重大改进，以资源丰富的石灰石及烟道气（煤和石灰石产生的窑气）中的CO2为主要原料，通过控制气液传递，微观混合等工程手段来控制CaCO3粒子的结晶生长过程；通过晶体生长调节剂控制碳酸钙粒子的形态，并引入表面改性等高新技术，同时进行了配套的工程研究与反应器开发，有效地弥补了传统“碳化法”工艺和技术的不足，工艺路线简单，生产成本低，该工艺已经达到国际先进水平，其产品具有下列优点：

（1）达到国外同类产品性能指标；

粒子性能可控，适合各种不同用途对粒子形貌的要求；产品性能重复稳定，消除了化工生产中的放大效应；进行超细碳酸钙的表面改性处理，现已形成油墨用透明碳酸钙，用于涂料、橡胶、塑料和造纸等不同用途的系列化超细碳酸钙产品。

（2）工艺流程

将石灰石原料破碎成一定大小，经石灰窑锻烧成生石灰CaO和烟道气（含二氧化碳的窑气），将生石灰放入连续消化器中加水进行消化得到Ca（0H）2乳浊液，经粗滤、精制得到Ca（OH）2精乳液送至碳化釜／碳化塔通入含二氧化碳的精制窑气进行碳化合成反应，同时加入适量添加剂在一定的工艺条件下反应生成超细碳酸钙。

超细碳酸钙浆液送入包覆反应釜中加入定量包覆剂在一定的工艺条件下反应得到表面改性的超细活性碳酸钙产品。

超细活性碳酸钙浆液经过滤脱水后再送至干燥器进一步脱水以达到含水量要求的干粉，粉碎后进行成品包装。

（3）技术成熟度与先进性

纳米碳酸钙的生产所涉及的关键是碳化反应阶段产品粒径的控制及后处理技术，按现有技术一般反应过程中要控制反应温度小于30℃，质量才能得到保证，目前我国所有的纳米碳酸钙生产企业均需要冷冻机降温，但由此而带来建厂投资大，工艺复杂，产品质量不稳定，能耗高，生产成本高的不足。

本项目的技术是成熟的工业化生产技术，在国内外同行中处于领先地位，在工艺设计上充分吸收国内外相关厂家的的精华，较国内常规的低温冷冻碳化、大功率分散搅拌技术相比具有投资少、能耗低、生产成本低的显著优势，产品性能稳定，具有很高的性价比和极强的市场竞争力，吨产品的成本较相应的纳米碳酸钙降低近400元，万吨产品投资降低1000万元。

活性碳酸钙的生产核心工序是碳化反应。

产品技术要求高，传统工艺生产法弊端很多，影响质量和产量，而二次碳化线性工艺是指Ca（OH）2乳液即使不添加晶形控制剂，也可制备出粒径为15-80nm的碳酸钙。

且反应过程控制因素少，易少重复，产品粒度可调。

此外，该工艺采用大流量循环反应，物料在反应器外进行冷却等措施，具有反应时间短，生产效率高，单台设备的生产能力大优点。

鉴于该碳化工艺的技术先进性及其产品性能的优越性，本项目拟采用该工艺方案生产纳米（活性）碳酸钙产品。

第二节自控技术方案

本装置采用技术先进、性能可靠的集散型控制系统（DCS）对工艺系统进行自动控制和检测，并对关键的成套设备工艺参数进行监视，同时具有实现紧急停车功能。

DCS系统包括：

整套的硬件和软件

DCS有关的附件：

控制机柜（1套）

21VCA显示器（4台）

DCS操作台（l套）

喷墨／激光打印机（1台）

检验设备和工具

DCS系统安装在带空调、有活动地板的控制室内。

控制室的环境要求如下：

夏季温度：

24±2℃

冬季温度：

18±2℃

相对湿度：

60％±10%（RH）

无冷凝液

无机械振动

第三节主要设备选择

根据工艺技术方案和产品生产规模，本工程拟采用主要设备型号及规格如下：

1缎烧立窑混合型130m31套

2消化机HH150/1600OQ=20-25m3/hl台

3空压机b-2020立方米4套

4表面处理系统夹套搅拌釜V=30m34套

5冷冻机s-12030万卞1台

6压滤机EXMCGY100/1000A=120㎡2台

7带式干燥机SK-100001.5×3×241套

8破碎机WFG-60型100kg/h3套

9句装机LBTQ=150-20袋／h3套

四、原材料、辅料及公用工程的供应：

1、原料、辅助原料的用量及来源

本项目主要原料与辅助原料为石灰石、氧气、表面改性剂等化学品、块煤等。

石灰石主要来自曾坂村，已探明储量超过200万吨。

按目前使用情况，该资源可满足数十年的石灰石供应，开采及交通运输方便。

本项目缎烧工段生产的窑气经净化处理后，氧气的含量、窑气的质量和气量都能够满足碳化工艺的要求，因此，氧气的供应可以依靠本装置锻烧工段生产的窑气来解决。

本项目所需燃物为块煤，块煤年耗量约为7000吨。

其他辅助原料如改性剂等化学品用量不大，可以就近在本地或从附近的化工市场购买，因此供应能满足需求。

2、公用工程的供应本项目所需公用工程主要为新鲜水、蒸汽、冷冻水、循环冷却水、仪表空气和电力等。

本工程需新建一套冷水机组提供碳化装置所需要的冷量，配套新建一循环冷却水系统，除满足水冷机组外，还将用于窑气的冷却。

本工程新建空压站，来满足工艺用气和仪表用气。

五、环境保护与劳动安全：

第一节环境保护

1、废气

碳化反应器尾气的主要成分是二氧化碳，还有少量的一氧化碳和氧气等，故该废气无须其他治理措施可通过10m的排气筒直接排入大气二段干燥器中热风在排放前，分别通过旋风除尘器和布袋除尘器回收产品碳酸钙，最终排放气中粉尘的含量隆至110mg/m3，排放量仅为1.43kg/11，达到有关气体排放标准。

锅炉烟气经多管式除尘器处理后，可作到达标排放，通过40m高的排气筒直排大气。

因此，本工程废气排放能够达到《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）二级标准的要求，作到达标排放。

2、废水

本工程排水实行清污分流，即设有两个排水系统，污水排水系统和清净下水排水系统，生产、生活废水经济污水排水系统收集后送污水处理达标后排放到清净下水系统排出厂外；生活污水经粪池处理后排至本工程污水处理场；生产废水直排至本工程污水处理场。

废水经污水处理场处理达到《污水综合排放标准》GB8978-1996二类标准后统一外排。

此外，本着节能、减污的原则，本工程的窑气洗涤循环使用，同时补充部分新鲜水和排放部分高浓度废水的措施。

3、废渣

消化工段排出的灰渣主要是Ca（OH）2和SiO2等，可作为建材外卖。

立窑和锅炉产生的灰渣可外运制砖。

废活性炭送回锅炉焚烧处理。

3、噪声

各设施的噪声水平将按其所在区域分别加以控制。

设计中尽量选用低噪声设备，对产生噪声较大的设备，如空压装置、压缩机、搅拌器等。

分别采取修建隔声操作室、隔声罩、安装消声器等措施，以减少噪声对操作人员的影响如果采取措施后噪声仍不能低于85dB（A）的设备区域，采取限制操作时间和为操作工配发噪声防护用具的方法，以保护工人的身心健康。

4、环境影响分析

本工程废气经过除尘、洗涤处理后，排放气成份主要是二氧化碳和氮气，能作到达标排放，因此它对周围环境空气质量产生的影响是可接受的废水经厂内自建污水处理厂处理至符合《污水综合排放标准》CB8978-1996中表4规定的二级标准后统一外排，不会对周围水环境产生损害性影响。

本工程废渣排放量较大，废渣中含有的成份主要是灰粉、石灰等，可再用于砖厂、水泥厂等。

因此，只要为它们找到接收单位妥善利用，不会对周围环境造成损害。

5、绿化

绿地不仅可以美化环境，还可以起到净化空气、吸附有害物质、减弱噪音的作用，是保护环境的有效措施。

本项目将根据场地范围、地形等条件以及发展规划的要求布置。

总图设计需要考虑建设区域的绿化环境，按有关规定中的绿化系数和地方绿化面积的要求进行。

第二节劳动安全

1、在氧化钙粉尘环境下操作，因粉尘有害，对眼睛粘膜及呼吸器官等有局部刺激损伤。

人身在有潮湿汗水时石灰粉对皮肤有腐蚀作用，因此操作时必须戴上护目镜与面罩、手套、口罩等防护用品，严禁赤膊操作。

同时需要设置除尘设备，减少粉尘对人体的侵入危害。

生产过程中，个别岗位会接触有腐蚀性的有害物质，在这些岗位都按需配备安全沐浴洗眼器，并加强人身防护措施，上岗前必须穿戴防护服、手套胶鞋等防护用品，必要时配戴化学安全防护眼镜。

2、防护措施

（l）按照爆炸和火灾危险场所的类别、等级、范围选择电气设备、安全距离、防雷、防静电及防止误操作等设施。

（2）生产过程中自动控制系统和紧急停机，事故处理的保护措施。

生产装置中的主要参数送至DCS控制并进行连锁保护。

生产过程出现事故状态时，可通过DCS实现紧急停机等保护措施。

（3）在危险性较大的生产过程中，事故发生时的抢救、疏散方式及应急措施。

本装置操作条件较温和，没有高温、高压等恶劣的环境。

部分工段接触到有腐蚀性或易燃物料。

在这些岗位和场所，均设置安全沐浴和洗眼器，以实行现场救护。

在有易燃物料的操作岗位，设置了可燃气体检测器，自动报警，同时，配备消防灭火器材。

（4）对于高噪声的设备均采取降噪措施，隔离或安装消音器等。

3、消防措施

本项目拟采取以下消防措施：

A各建筑物及消防设施均符合《消防技术规范、法规汇编》中的有关规定。

B根据本装置生产特点，本项目建筑结构形式，主要承重构件的规格，耐火等级均符合《建筑设计防火规范》的有关规定。

C建筑物内的疏散走道，安全出入和楼梯间的形式、数量、宽度、疏散距离等均满足有关规定和规范要求。

D在厂区指定位置设有固定灭火装置，生产车间、办公室设置、CO2干粉灭火器。

六、投资概算及资金筹措：

该项目总投资概算为2500万元，其中：

固定资产投资2000万元，流动资金500万元。

七、经济效益分析：

1、销售收入：

项目建成投产后正常年可实现销售收入约5400万元。

2、销售税金及附加：

正常年可实现销售税金及附加总计约为500万元。

3、总成本：

项目正常年总成本约为3900万元.

4、销售利润：

正常年销售利润约为850万元。

5、所得税：

正常年所得税约为200万元

6、税后利润：

正常年税后利润为650万元。

7、所得税前投资利润率：

53％。

8、所得税后投资利润率：

40％。

9、所得税前投资回收期：

2.5年（含建设期半年）。

10、所得税后投资回收期：

3年（含建设期半年）。