年产3万吨电解锌建设项目可行性报告.docx
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年产3万吨电解锌建设项目可行性报告
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江西洪涛化工有限公司
年产30000吨电解锌项目
可行性研究报告
洛阳中彭化工环保技术有限公司
2007年12月
一．总论
1．1前言
1．2项目的必要性和重要性
1．3项目建设规模、内容及编制原则
1．4项目建设条件
1．5项目建设方案
1．6项目建设的经济效果
二．市场分析与预测
三．原材料供应
四．厂址、总图布置与运输
五．冶炼生产工艺
5．1工艺概述
5．2原、燃料、辅助材料
5．3工艺流程
5．4主要经济技术指标
5．5主要设备选择计算
六．公用辅助设施及土建工程
七．环境保护
八．安全与工业卫生、消防
九．企业节能
十.项目实施计划及进度安排
十一．技术经济分析
十二.劳动定员
十三.结论、存在问题及建议
附表一：
电解锌系统投资概算表
附表二：
回转窑系统投资概算表
附表三：
电解锌生产工艺流程图
附表三：
厂址区域位置图
附表三：
平面布置图
一．总论
1．1前言
1.1.1、项目名称：
30000吨年电解锌生产项目
1.1.2、建设单位：
江西洪涛化工有限公司
1.1.3、建设地址：
江西省分宜县城西工业圆区
1.1.4、企业概况：
江西洪涛化工有限公司位于江西省新余市分宜县城西工业园内，成立于2006年,股份制企业，注册资金388万元，职工人数50名，其中技术人员6名，固定资产1000万元；总经理朱鹤君先生。
该公司是我国国内唯一大规模盐酸法生产松散型氯化锌（锌氯粉）的专门企业，设计生产规模为，2006年生产氯化锌3500吨，创工业产值4100万元，企业上缴各种税收万元，利润万元，是入驻分宜县城西工业园较为成功的企业之一。
1．2编制依据
本可行行研究报告是根据《江西省新余市“十一.五”发展规划》和分宜县人民政府《分宜县城西工业园招商引资优惠办法》，结合江西洪涛化工有限公司企业实际情况编制而成。
本报告所涉及的内容是：
在位于分宜县城西工业园的江西洪涛化工有限公司年产3500吨氯化锌生产线附近征地建设本项目范围。
1．3项目建设规模、内容及编制原则
1．3．1．本项目的建设内容为：
（1）年产30000吨的湿法电解锌生产线一条（含浸出、净化、电解、铸锭、废水处理等单元工序）。
（2）直径2．4X36m回转窑低度氧化锌生产系统（含矿煤仓、上料系统、回转窑、表面冷却、布袋收尘、风机和尾吸处理等工序）。
1．3．2．建设内容的编制原则
（1）年产30000吨湿法电解锌生产线的生产原料以当地附近目前十多家回转窑生产厂家所产出的含锌45~48%的低度氧化锌为主要来源；回转窑系统则主要考虑处理本项目电解锌浸出生产所得到的含锌12~17%左右的含锌浸出渣回收处理，不足部分采购其他原料补充。
（2）建设场地选择于分宜县城西工业园内原江西洪涛化工有限公司厂内，利用该园区已有完善的供水、供电、运输道路、仓库、办公及生活等的辅助设施，不重复建设，节约建设投资，缩短建设周期。
（3）本项目以“技术先进、工艺成熟、制度完善、创造一流”为指导思想，在项目设计上尽量采用国内外成熟的新技术、新设备、新工艺，提高机械化和自动化水平，提倡循环经济和节能减排，保证生产线符合国家有关环保政策要求，三废达标排放。
1．4项目建设条件
1．4．1、锌原料（见本报告第三章原材料供应）
1．4．2、燃料
本项目耗燃料煤（无烟煤）1万吨年，主要用于蒸汽锅炉燃烧产生蒸汽加热硫酸锌溶液和电解得到的锌片熔铸成为产品锌锭的铸型炉使用，主要就近来源于湖南和本省，利用湘赣铁路或公路运入厂区。
1．4．3、辅助材料
本项目主要辅助材料为硫酸、锌粉、软锰矿粉、高锰酸钾、和双氧水等。
硫酸是一种重要的基础化工原料，具有“工业之母”的称号，化肥、化工、钢铁冶金、能源、材料、机械、纺织等几乎所有的工业行业均需要使用到它。
2006年我国硫酸产量5044万吨，超越美国的4000万吨，位居世界第一。
江西省的江西铜业公司、贵溪冶炼厂以及附近的株州冶炼厂等企业都是生产硫酸的大户，每家企业的硫酸年产量均为数十万吨，本项目年使用硫酸为1万吨左右，运输方便，采购有保证。
锌粉是锌冶炼的一种附属产品，几乎每家规模稍微大的锌冶炼企业都有生产，本项目每年消耗量为1500吨。
高锰酸钾、硫酸铜、碳氨、双氧水、碳酸锶等均是基本的化工产品，与锌粉一样在本项目里是作为锌原料硫酸浸出后所得到的硫酸锌溶液净化脱杂质使用，总数量每年需要5~6000吨左右，容易从市场上采购得到。
1．4．4、厂址
本项目厂址选择定于分宜县城西工业园，该园区为省级工业开发区，成立于2003年，紧临分宜县城，东至西郊路，南至丹桂路，西至香竹坑菜地，北至铁路，占地6.518公顷。
本项目的业主单位----江西洪涛化工有限公司已有厂区面积有60亩土地，氯化锌生产线占地10亩，尚有50亩土地可以作为本项目的建设用地，基本足够本项目土地使用，办公、仓库、生活等设施暂时不与考虑，延用原来已有设施。
1．4．5、交通运输
新余市以及分宜县交通区位优势明显，是连接我国东-西部的重要走廊，沿海经济发达地区向中西部地区梯度转移的跳板和必经之地。
国家主要铁路干线的上海--昆明线贯穿全境，在该县设立有客货站点；另有上海--瑞丽高速公路、赣粤高速、武汉至吉安高速公路等国家重点运输通道横贯东西南北，交通便捷通畅。
1．4．6、供电
江西作为全国的能源大剩，电力供应充足，基本没有发生拉闸限电现象。
新余市现有发电装机容量70万千瓦，拥有江西第二大供电企业——赣西供电公司、江西四大主力发电厂之一的新余发电有限责任公司、50万伏三峡输变电站、分宜电厂以及花鼓山电厂等多家电力生产企业，可为境内企业提供充足的电力。
当地供电价格比较便宜，本项目作为消耗电力较多的行业，在分宜投资建设，电力资源优势明显。
江西洪涛化工有限公司现有250千伏变压器一台及配电设施，为满足项目用电，计划从分宜县肖家变电站35KV架空线路供电架一条专线至厂区，距离只有4公里，计划建设一座35kV、18000KVA总降压变电所。
本项目总装机容量18000KW，工作容量17500KW。
1．4．7、供水
城西工业园区铺设有Ø300管道的自来水，可满足本项目生活用水需要（360m3d）；
本项目生产用水量2340m3d，循环复用水量共计1700m3d。
循环水复用率达72%，暂时以原有自来水管道流量供应用水，或计划厂里在打井抽地下水补充。
1．5项目建设方案
设计规模：
99.99%或99.995%锌锭：
30000吨年
（执行标准GBT470-1996）
45%~50%低度氧化锌粉：
2600吨年（金属）
1．6项目建设的经济效果
1．6．1总投资
本项目的总投资为7906万元，生产流动资金3000万元。
1．6．2资金筹措
本项目投资建设所需要的资金全部由江西洪涛化工有限公司自筹解决。
1．6．3项目经济效益
本项目建成达产后年每年的工业产值为5.7亿元，上缴各种税收3687万元，企业利润3540万元。
1．6．4项目社会效益
本项目建成达产后，不仅可每年可以稳定的上缴各项税收3687万元，而且增加了近432个工作岗位，以及拉动相关的运输、劳务、饮食等行业，促进了分宜县以及周边区域经济的腾飞发展。
二、产品市场分析及预测
2．1金属锌的基本知识
金属锌，化学符号Zn，属化学元素周期表第II族副族元素，是白色略带蓝灰色金属，具有金属光泽。
锌的密度为7.2克立方厘米，熔点为419.5℃，沸点906℃。
锌在常温下不会被干燥空气、不含二氧化碳的空气或干燥的氧所氧化。
但在与湿空气接触时，其表面会逐渐被氧化，生成一层灰白色致密的碱性碳酸锌包裹其表面，保护内部不再被侵蚀。
纯锌不溶于纯硫酸或盐酸，但锌中若有少量杂质存在则会被酸所溶解。
因此，一般的商品锌极易被酸所溶解，亦可溶于碱中。
2.2锌的市场
锌是国民经济中不可或缺重要的有色金属原材料，在有色金属消费中仅次于铜和铝。
锌具有良好的压延性、耐磨性和抗腐性，能与多种金属制成物理与化学性能更加优良的合金。
全球锌的消费量从1960年的307.7万吨增长到2006年的1200万吨，平均年增长率约为6%，这是由于世界经济在近年来年强劲复苏，特别是中国、美国及欧洲、日本、韩国和东南亚等经济有快速的发展，促使锌的需求量不断增加；锌的消费情况给市场带来了可喜的前景，近年来世界各国对锌金属的需求量见表1。
。
表2-12000年~2005年世界主要国家锌的需求量（万吨年）
排名
国家（地区）
2000
2001
2002
2003
2004
2005
1
中国
195.71
203.76
215.51
231.85
251.94
271.08
2
加拿大
77.99
66.12
79.34
76.12
80.54
72.30
3
日本
65.44
64.44
63.99
40.82
63.46
63.84
4
韩国
47.30
50.61
60.81
64.75
66.87
62.50
5
西班牙
38.71
43.68
50.24
51.99
52.51
50.14
6
澳大利亚
48.90
55.40
56.70
55.30
47.30
45.70
7
墨西哥
23.23
30.22
30.10
31.95
33.51
37.54
8
德国
35.85
36.13
37.86
38.81
38.20
35.00
9
哈萨克斯坦
27.67
27.69
26.69
27.68
27.95
35.71
10
美国
37.10
29.85
29.40
30.30
30.60
35.23
合计占比
65.96%
65.98%
67.45%
67.36%
68.53%
69.88%
世界总计
906.39
921.29
964.58
964.36
1011.06
1014.59
2.3锌的消费
近年来，我国锌消费出现了大幅增长，从1995年的68.5万吨猛增到2005年的292.57万吨，十年间增长了4倍多，年均增长率达到了13.5%，远高于国内与国际的锌产量年均增长水平。
2000年起，我国的锌消费水平就已经超过了美国，成为世界第一大锌消费国并一直维持至今。
截止2005年，我国的锌消费占到了全球消费的28.71%。
根据有关提供的数据，07年1-7月中国精炼锌表观消费量累计达196.25万吨，与06年同期同比增长7.27%，随着我国国民经济继续保持着两位数的比例持续增长，锌的消费仍然会保持强劲的增加态势。
表2-2为我国近年来锌的产量图表。
表2-2我国2000~2005年锌的产量图表。
锌及其系列产品的终端消费主要是电镀镀锌、压铸、电池、合金、化工、涂料、陶瓷、建筑、化工、家电、医药等行业领域，特别是电镀行业，锌的消费量已由6、70年代的占锌消费总量的三分之一增长到现在的二分之一，且仍在增长；镀锌钢板不仅在汽车行业中大量应用，近年来在住宅建设领域的新式住宅结构中也得到应用，且用量增长很快。
在发达国家，锌主要用于建筑部件的镀层，占锌总消费的比例为：
美国55％、日本62％、德国31％，其次用于生产锌基合金，占锌总消费比例为：
美国17.7％、日本12％、德国7％；目前，在中国，锌的最终消费主要集中在建筑、通信、电力、交通运输、农业、轻工、家电、汽车等行业，中间消费主要是镀锌钢材、压铸锌合金、黄铜、氧化锌以及电池（见表2-3）。
由于中国经济持续增长，中国建筑业、汽车工业等行业的需求强劲导致了锌消费领域的需求大幅增长。
表2-3国内国际锌消费领域比较
使用行业或领域
国内比例（%）
国外比例（%）
镀锌
29
43
干电池
21
12
锌合金
20
21
氧化锌
15
10
其他锌化工产品
10
8
其他
5
6
近年来全球锌产量基本保持稳定的增长趋势。
2005年全球精锌产量1014.59万吨，较2004年增长0.35％。
从地区看，美洲地区锌精矿产量同比下降4.64％；亚洲锌精矿产量同比增长8.7％。
亚洲和美洲的锌精矿产量占全球产量的72.8％。
西方国家的锌产量呈逐年递减的趋势，而亚洲地区的产量则表现出逐年大幅递增的态势。
世界精炼锌消费大国或地区主要有中国、美国、日本、德国、韩国、意大利、印度、比利时和中国台湾等，年消费量均在30万吨以上。
近年来，锌锭消费量增加较多的国家或地区主要有中国、德国、印度、中国台湾和俄罗斯等。
表2-4世界主要地区锌消费量（单位：
万吨）
地区
2002年
2003年
2004年
2005年
欧洲
275.83
272.24
277.34
253.45
非洲
20.85
18.71
16.92
17.28
亚洲
410.51
447.38
505.33
544.33
美洲
201.68
180.47
189.34
178.91
大洋洲
23.84
26.24
26.35
25.27
全球合计
932.72
945.03
1015.28
1019.23
三．原料供应
我国的锌资源丰富，地质储量居世界第一位，至2004年底，我国锌的地质保有储量为9,200万吨（其中A+B+C级3,300万吨），资源分布相当广泛，几乎遍及全国各省、市、自治区。
目前全国已探明的锌矿床778处，地质储量较多的省份有云南、广东、湖南、甘肃、广西、江西等地。
江西省作为我国环西太平洋成矿带的重要组成部分，全省内地层出露齐全，岩浆活动频繁，地质构造复杂，成矿条件优越，矿产资源丰富，是我国主要的有色、稀有、稀土矿产基地之一，也是我国矿产资源配套程度较高的省份之一。
在目前已知的150多种矿产中，江西已发现各类固体矿产资源l40多种，其中探明工业储量的89种；矿产地700余处,其中大型矿床80余处，中型矿床100余处。
根据江西省国土资源厅矿产资源储量处所作的“江西省矿产资源”介绍：
全省共发现锌资源316处，锌的潜在经济价值25亿元，储量名列全国第九位”。
最近江西发现了贵溪冷水坑矿、德安张十八矿等特大型银铅锌矿以及众多的中、小型铅锌矿资源，锌矿产资源开发前景十分广阔。
在新余市的蒙山南部也发现了铜、铅、锌、金等铜多金属矿产潜在资源优势。
在江西省周边的湖南、广西等地有着丰富的锌精矿资源。
近几年来，随着国际国内的锌价格持续走高，且在高位上保持了较久时间，近年来又上马建设了几十条直径2米4以上的大型回转窑生产线，其中在我们距江西洪涛化工有限公司500公里范围内有十多家生产次氧化锌的厂家，含锌量均在42—58%之间；供应充足，采购成本低，对本项目的资源需求有保证。
四．厂址、总图布置与运输
4．1区域概况
分宜县位于赣中偏西，袁河中游，东经114°29'～114°51'，北纬27°33'～28°08'之间，县境南北长约65公里，东西宽约36公里。
分宜县区域有着得天独厚的交通区位优势，是连接我国东西部的重要走廊，沿海经济发达地区向中西部地区梯度转移的跳板和必经之地。
国内“八纵八横”铁路大动脉的“八横”之一的沪昆线贯穿全境，在该县设立有2级站点，客货运输便捷通畅；“五纵七横”公路主骨架“七横”之一的沪瑞高速公路横贯东西，连通沿海开放地区的赣粤高速公路直通南北。
由武汉至吉安高速公路已经动工，105、302等多条国道分别离分宜县不远。
由分宜出发，可直达我国经济最为发达区域的长三角、珠三角、闽三角，东至上海880公里，南至广州740公里，西至长沙260公里，北至武汉500公里，距省城南昌160公里，距福州630公里、杭州650公里、宁波780公里、温州730公里，均有高速公路直达。
该区域地势平坦开阔，全部土地已为开发区征用，园区四周为基本农田，周边无山体、暗河等复杂地质结构。
园区内土地上层主要为红粘土，下伏基岩，红粘土曾分布范围广，结构细致，厚度大于20米，适宜土建厂房建设。
该区域基本气象条件如下：
年平均气温：
18℃
绝对最高气温：
39.8℃
绝对最低气温：
-9.2℃
年平均降雨量：
1200mm
相对湿度：
99%（雨季）,最低30%（旱季）
主导风向：
东风（次风向：
西风）
一般风速：
2——3米秒
大气压：
1012百帕；
地震强度：
5级不设防。
4．2工厂布置
本项目建设场地根据既有利于生产，又最大可能利用原有的建筑厂房设施，便于物资流通，方便生产管理的原则进行合理布局。
新建设的年产30000吨湿法电解锌以及配套的回转窑等2条生产线，针对工业场地、货物转运场地、办公场地、仓库、临时渣场、污水处理站等结合原来已有的年产3500吨氯化锌生产线平行布置。
具体本项目的平面布置图见附表3。
4．3总图运输
4．3．1厂外运输
大宗货物运输原料低度氧化锌粉、燃料煤、各种辅助原料以及锌锭产品等，可以考虑直接使用公路运到厂内堆放场地或仓库保管。
整个项目的外部运输量为：
15万吨年，其中运入量为：
9万吨年，运出量为：
6万吨年。
4．3．2厂内运输
厂内运输货物中转运输量为5万吨年，主要为低度氧化锌粉、锌浸出渣、净化渣、始极锌片等，低度氧化锌粉和始极锌片拟使用叉车或平板（自卸）车，冶炼废渣和其他货物使用汽车或拖拉机。
4．3．3运输设备
本项目需要考虑购置运输设备4~5台，其中5吨自卸汽车1台，50型转载机1台，1吨叉车1台，小型汽车1~2台。
4．3．4道路标准
本项目的道路均采用郊区型水泥混凝土路面设计，主干道通道宽度为20~30米，路面宽10米；次干道路面宽7米，辅助路及车间引道宽度为5米，人行道宽1~2米。
五．冶炼生产工艺
5．1工艺流程概述
5．1．1湿法电解锌冶炼
湿法炼锌工艺目前在国内应用于工业生产的有常规法和高温高酸法2大类。
国内采用高温高酸法生产电锌工艺中有铁矾法、喷淋法和针铁矿法。
它们共同的特点是对中性渣采用高温高酸进一步处理，以充分回收其中的锌，其流程比较短、占地小、能耗低、利于综合回收。
然而它要求投资巨大、较强的技术力量和十分良好的企业管理来保证稳定的生产技术条件，此外，高温高酸浸出，对设备的材质要求高。
从目前国内已投产的小规模锌冶炼厂的情况来看，锌的回收率只能达到85~90%，所产出的铁质渣，必须有防淋防渗漏的渣场堆存，否则其中可溶性有害杂质将造成严重环境污染，因此，近年来国内有些厂家将已建成的高温高酸炼锌工艺改造成常规湿法炼锌生产工艺。
常规湿法炼锌工艺在我国从六十年代就广泛应用的一种炼锌生产工艺，虽有能耗高，不利于综合回收等缺点，但工艺成熟，稳妥可靠，技术操作条件容易掌握，设备材质易于解决，锌金属回收率高，废渣（挥发窑渣）中的有害元素经高温被固化，属无害固体废物，对周围环境不会造成污染。
根据本项目原料特点及企业生产管理现状，为有利于保护环境，本项目采用常规湿法炼锌生产工艺。
自产和外买而来的低度氧化锌粉送到电解系统的浸出料仓后，使用电动葫芦把其提升运输到浸出工序的浸出桶里，分别经中浸、酸浸两段浸出、浓密、过滤，得到硫酸锌中浸上清夜及酸浸渣。
酸浸渣送回转窑挥发处理生产低度的氧化锌。
中浸液返至浸出系统的中性浸出，酸浸出渣，留待进一步处理回收Pb、Zn等有价金属或外售。
浸出系统产出的硫酸锌中浸上清夜经三段净化，即第一段用锌粉除铜、镉，第二段用锌粉、锑盐除钴、镍，第三段用锌粉除残镉，所得净化后液即新液送往电解工序。
电解采用传统的电解沉积工艺，采用人工剥离锌片，剥下的锌片送熔铸，采用低频感应电炉熔锌，最终产出1#锌和部分0#锌的锌锭。
具体工艺过程概述
（1）浆化上矿
低度氧化锌粉用斗车计量，然后用电动葫芦提升到中间料仓，通过园盘给料机与混合液在浆化桶中浆化，液固比为3~4∶1。
浆化后的矿浆用泵送至中性浸出槽进行中性浸出。
（2）中性浸出与浓密
中性浸出槽先加入锌电解废液，酸浸上清液和锰矿浆，控制浸出始酸100~120克升，控制加入的溶液与湿法上矿的焙烧比为9~10∶1左右（连同冲矿液在内），直接用蒸汽加温到60~70℃，随即加入湿法上矿工段已球磨浆化好的矿浆，机械搅拌浸出0.5~1小时，浸出温度60~70℃，终点PH5.2~5.4，浸出矿浆经中间槽用泵送至中性浓密机，经浓密沉清后，中性底流送至酸性浸出槽，中性上清液送至净化工序。
（3）酸性浸出、浓密及过滤
中性底流和混合液分别由泵送酸性浸出槽，加入废电解液和硫酸，控制始酸80~100克升，液固比7~9∶1，作业温度70~80℃，浸出时间4小时，终点PH3.0~3.5，浸出矿浆泵至酸性浓密机，经浓密沉清后，上清液泵至贮槽，底流经框式真空过滤后，滤渣加水浆化，随即送至园盘过滤机进行第二次过滤，所得滤渣（焙烧矿浸出渣）由湿式园盘给料机送进干燥窑干燥，一二次滤液送至中性浸出。
（4）净化
中性上清液进行两段净化，均为间断作业。
加入锌粉，净化温度45~50℃，先后经一、二次板框压滤机压滤后得到的一、二次滤渣（铜镉渣）暂堆存待用，或外销，滤液（新液，含锌137.31克升）送锌电积。
（5）锌电积及废电解液冷却
来自净化工序的新液按新液∶电解废液=1∶10~15的比例混合后进入电解槽进行电积，平均电流密度为520安培米2，同极距62毫米，阴极折出锌出槽周期24小时，人工剥离锌片。
定期抽吸电解槽中的阳极泥，阳极泥浆用泵送至浸出车间的阳极泥贮槽。
为使锌电积温度保持在38~42℃，采用外循环式冷却电解液，以排除电积过程中电热效应所产生和过剩热量。
（6）锌熔铸
析出锌片经低频感应电炉熔化，直线或圆盘铸锭机铸锭，人工码锭后吊往成品堆场供外销。
熔铸所产浮渣经人工手选锌粒后，用碳酸钠溶液浸泡，再送球磨机洗选，浸泡液开路后再用球磨水洗，洗后渣送浸出。
5．1．2回转窑处理浸出渣
浸出渣在干燥窑内逆流干燥，窑头温度650~700℃，窑尾150~250℃，干燥后的浸出渣含水15~16%送堆场院，然后按浸出渣与焦粉比为100∶50的比例进行配料加入挥发窑挥发。
窑反应区温度为1100~1250℃，渣中的有价金属锌、铅、镉等被还原，并挥发进入烟气，在流动的烟气中又被氧化成氧化物（即氧化锌烟尘），随后被收集于表面冷却器和布袋收尘装置内。
冷却管和布袋收尘装置收集到的氧化锌烟尘，用过滤液分别以液固比3~4∶1浆化，前者进入球磨机磨料，后者与球磨溢流混合，一起送至氧化锌一次浸出槽，与此同时加入电解废液和硫酸，浸出始酸110~130克升，温度65~80℃，浸出液固比7~9∶1，浸出时间1~1.5小时，终酸点PH5.2~5.4原槽沉清，抽上清送至过滤液贮槽，底流泵送至二次浸出槽，加入废电解液和硫酸进行二次浸出，浸出始酸60~80gl，浸出液固比为5~6∶1，温度70~80℃，浸出8小时，终酸1~3gl，浸出矿浆泵至框式过滤机进行一次过滤，滤液送至贮槽，一次滤渣送箱式压滤机压滤，滤液送至贮槽，滤渣运至渣库。
5．2原、燃料、辅助材料
5．2．
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