年产1万吨硅溶胶项目可行性研究报告.docx
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年产1万吨硅溶胶项目可行性研究报告
年产1万吨硅溶胶项目
可
行
性
研
究
报
告
沙洋硅业产业办
二〇一〇年十月
一、总论
二、市场预测
三、资源条件评价
四、建设规模与产品方案
五、技术方案与工艺路线
六、主要原材料、燃料供应
七、环境影响评价
八、投资估算
九、效益分析
十、结论
一、总论
1、项目名称：
年产1万吨硅溶胶项目
2、拟建地点：
沙洋硅工业园区
3、承办单位：
沙洋硅业创业办
4、建设规模：
10kt/a，占地面积需10亩。
5、概算投资：
项目总投资3500万元，固定资产投资约3200万元。
6、效益分析：
年销售收入5000万元，利税1400万元，投资回收期4~5年。
二、市场预测
硅溶胶是二氧化硅的胶体微粒分散于水中的胶体溶液，又名硅酸溶胶，或二氧化硅水溶胶（mSiO2.nH2O）。
硅溶胶外观为乳白色半透明的胶体溶液，多数呈稳定的碱性，少数呈酸性。
硅溶胶中SiO2的浓度一般为10%～35%，浓度高时可达50%。
硅溶胶粒子比表面积为50～400m2/g,粒径范围一般在5～100nm，即处于纳米尺度,具有低粘度，良好的分散性、粘接性，优良的反应性、较大的比表面积和较强的吸附性。
作为一种重要的无机高分子材料,硅溶胶已广泛应用于化工、精密铸造、纺织、造纸、涂料、食品、电子、选矿等领域。
在果汁、啤酒、防腐、抗静电、精密铸造、纺织、造纸、石油、耐火材料等行业应用广泛。
此外，硅溶胶在摄影感光材料，高分子材料等其它工业领域也得到推广，等等，这些为硅溶胶提供了广阔的市场前景。
1、产品市场供应现状：
硅溶胶作为一种精细化工产品，在各个制造领域得到了越来越广泛的应用，如涂料（“立邦漆”等大部分高档乳胶漆都含有硅溶胶），耐火材料、精密铸造、半导体元件抛光剂、造纸工业、纺织工业、蓄电池工业、其他（如用于酿造酱油，可有效吸附酱油中各类杂质，很好地提高酱油的澄清度，还可防止发生二次沉淀及微生物的繁殖。
在啤酒进行发酵后的溶液中加入酸性硅溶胶，能使不纯的离子生成凝聚物而被除去，使得产品清澈透亮。
也可用作米酒、果汁等的澄清剂，不影响产品的色、香、味。
作为添加剂可应用于牙膏、各种药物，以及生物制药中。
利用硅溶胶的大比表面和活性，可用作催化剂载体。
利用活性硅溶胶的除臭作用，生产的肥料无臭味。
利用硅溶胶具有良好的分散性和粘接性，可做荧光屏的分散剂。
矿物浮选、橡胶制品、陶瓷、油漆、地板蜡、珍珠着色等也在使用硅溶胶）等等，这些应用为硅溶胶提供了广阔的市场前景。
当前硅溶胶（尤其对特殊用途硅溶胶）的需求量逐年激增，同时对硅溶胶的质量要求越来越高。
2、价格现状与预测：
硅溶胶中二氧化硅含量、稳定剂类型及含量、pH值和二氧化硅粒子尺寸等决定了硅溶胶的品种和技术标准。
当前硅溶胶规格品种众多，市场售价不一，例如普通硅溶胶市场价约为2000~4000元/t，平均市场价在2500元/t附近。
高档次酸性硅溶胶价位高达 13000元/t。
3、产品市场需求预测：
我国硅溶胶的研制和生产始于20世纪50年代，南京大学配位化学研究所、天津化工研究院、兰州化学工业公司化工研究院、青岛海洋化工厂、大连油漆厂、广州人民化工厂等都从事硅溶胶产品的研制和生产，但品种和产量还远远不及发达国家，特别是在高浓度、大粒径硅溶胶和快干增强硅溶胶的生产和应用上还刚刚起步，有待于进一步研究与开发。
2002年11月全国无机硅化合物技术与市场信息交流大会认为硅溶胶、层硅、聚硅、气相白炭黑等将是行业发展的新热点。
当前硅溶胶的生产呈现出快速发展态势，产品类型趋于细化，特殊用途硅溶胶不断涌现，技术进步促使应用领域不断拓展。
目前世界硅溶胶年消费量达2.8～3.5万t（以SiO2计），北美、欧盟、我国、日韩和东南亚地区是主要的技术研发和市场所在地，产能集中，特点明显，产品己经趋向高附加值、高含量、高纯度、大粒径等高科技方向发展。
因此，随着我国经济的进一步复苏，高性能硅溶胶的市场相当诱人。
三、资源条件评价
生产硅溶胶的原料因生产方法不同而异。
采用离子交换法或酸中和法的主要原料是硅酸钠（水玻璃）、硫酸（或盐酸），其中硅酸钠可结合当前硅产业规划中的若干建设项目，运转正常后，来源丰富、便利，硫酸（或盐酸）可在园区或本地副产原料中加以利用，原料成本很低。
若采用单质硅一步溶解法，主要原料为工业硅粉，目前沙洋周边拥有多家工业硅厂，产能多达20万t/a，原料充足、来源方便，运费低廉。
这些资源优势为本项目实施提供坚实的原料保证。
四、建设规模与产品方案
1、建设规模：
当前国内硅溶胶生产厂家众多，生产技术方案和技术路线明确，工艺成熟，成套技术可借鉴广东佛山市南海中发水玻璃厂、江门市蓬江区杜阮镇和源矽酸钠厂、东莞市惠和硅制品有限公司（年产销量达5万吨）、青岛恒盛达化工有限公司（是一家集研发、生产、销售为一体的高科技企业）、济南凯龙化工经营硅溶胶、涿州市鑫誉化工厂（是我国最早生产硅溶胶的厂家之一，并同时在国内熔模铸造生产中首次使用硅溶胶做型壳粘结剂取得成功）等国内重要的知名企业。
根据市场分析和实际情况，拟建设规模为10kt/a，项目达产达标后，可年产1万吨硅溶胶。
2、产品方案：
该项目可生产多层次、多种专业用途、多型号的硅溶胶。
结合三河市、沙洋当地铸造业、啤酒业等许多行业规模较大的特点，项目应优先考虑生产市场容量大的精密铸造、啤酒稳定剂，当产品站稳市场后，逐步延伸到医药、化妆品、印刷油墨、塑料等行业的专用溶胶领域。
五、技术方案和生产工艺
1、生产方法：
硅溶胶的生产方法很多，主要有离子交换法、电解渗析法、单质硅一步溶解法、酸中和法、胶溶法等。
离子交换法一般都是采用强酸型阳离子交换树脂。
根据工艺和硅溶胶纯度要求的不同，可以联用弱碱型阴离子交换树脂，以除去体系中的杂质阴离子。
此方法一般可以分为3个步骤：
（1）制备活性硅酸；
（2）胶粒增长；（3）稀硅溶胶浓缩。
单质硅一步溶解法；以纯净的单质硅为原料；在催化剂（分析纯氢氧化钠）的作用下；直接与蒸馏水反应；一步得到所需成品。
电解电渗析法是一种电化学方法，在槽中加入电解质原料，调节电解质的pH，控制电流密度、温度等反应条件，反应过后可制取硅溶胶成品。
酸中和法一般采用稀水玻璃作为起始原料，经过离子交换除去钠离子、制备晶核、直接酸化反应、晶体长大等步骤可以制得硅溶胶。
胶溶法先要制得凝胶，而后在加温加压条件下将凝胶溶解，可以制得硅溶胶。
2、工艺流程：
（1）将液体硅酸钠用水稀释，送稀碱贮槽备用；
（2）将工业硫酸（或盐酸）用水稀释，送入稀酸贮槽备用；（3）把稀酸打入交换罐，使阳离子交换树脂转为氢型；（4）用水洗涤树脂，洗至SO42-或Cl-合格；（5）把稀硅酸钠打入离子交换罐，钠离子被交换得到稀的活性硅酸；（6）将活性硅酸送合成釜，在晶种引导和稳定剂存在下，活性硅酸聚合得稀硅溶胶；（7）稀硅溶胶经超滤器过滤，滤去水而浓缩，得到工业硅溶胶：
离子交换树脂用酸再生重复使用。
图**是生产硅溶胶产品工艺流程图。
硅溶胶
浓缩
胶成长
反应
硅酸钠
硫酸
图64硅溶胶产品工艺流程图
（二）主要生产设备
表66项目的主要生产设备
序号
设备名称
设备数量
序号
设备名称
设备数量
1
原料槽
4台
5
循环槽
2台
2
反应釜
2台
6
超滤设备
2台
3
泵
4台
7
水处理设备
1套
4
热交换器
2台
8
自控系统
1套
3、技术来源：
青岛恒盛达化工有限公司（是一家集研发、生产、销售、技术服务为一体的高科技企业）。
六、主要原材料、燃料供应
表67主要原材料及动力消耗
序号
名称
单位
消耗定额
年耗量
来源
运输方式
1
液体硅酸钠
吨
1.3
13000
工业园区
槽车运输
2
工业硫酸
（盐酸）
吨
0.25
（0.5）
2500
沙洋周边
槽车运输
3
工业用水
吨
20
200000
工业园区
管道
4
树脂
吨
0.01
100
福建
汽车运输
5
电
度
60
600000
工业园区
园区电网
6
蒸汽
吨
1.0
10000
工业园区
园区管网
7
稳定剂
吨
0.005
50
福建
汽车运输
8
包装桶
个
5.0
50000
福建
汽车运输
包装及贮运:
250kg、300kg塑料桶包装，硅溶胶无毒，无腐蚀性，属于非易燃易爆品，按常规物品运输。
贮存时避免与灰尘有机试剂、酸、碱等接触。
长期存放应置于阴凉处，贮存温度应在0℃～40℃范围内，注意防冻，防止暴晒。
七、环境影响评价
1、废水：
本项目生产工艺过程中有一定工艺废水产生，对含硫酸（或盐酸）的废水可用稀碱吸收后进污水处理站进行处理，为防止盐酸、碱液等泄漏对水体污染，修建事故处理池，用泵抽回储罐和碱液池。
其他污水自建污水处理厂处理后达标排放。
2、废气：
本项目基本没有不达标排放的废气。
3、噪声：
生产中选用低噪声设备，采取有效的隔声、消声及减振措施进行降噪处理，确保项目周界噪声满足《工业企业厂界环境噪声排放标准》（GB12348-2008）中3类标准要求。
4、固废：
对生产过程中产生的固废集中存放，定期处理，防止造成二次污染。
该项目符合国家产业政策，符合沙洋硅产业发展规划，建设单位全面落实各项环保措施和污染治理措施，能有效地控制和减缓项目建设可能产生的环境影响，确保各项污染物的达标排放，并能满足总量控制指标。
预测项目投入正常生产后废气、废水、噪声和固体废物排放对周围大气环境、水环境、声环境和生态环境的影响不大，该项目建设是可行的。
八、投资估算
1、经济效益
表68年产10kt硅溶胶的投资估算
总投资/万元
设备投资/万元
建筑投资/万元
设备购置与安装费用/万元
流动资金/万元
3500
2500
550
150
300
九、效益分析
表69项目经济效益估算表（万元）
效益名称
销售收入
成本费用
产品税收
投资回收期
投资利润
单位：
万元
5000
3600
1400
4.4年
800
2、社会效益：
硅溶胶用途日益广泛，是国家产业政策鼓励发展的品种之一，具有良好的市场发展前景和盈利能力，初步经济分析看好。
同时可充分利用本地产的硅酸钠或硅粉的原料优势和成本优势，而且硫酸或盐酸价廉、便利，，新上硅溶胶可消化当地的部分原料、产品或副产品，延伸产业链，具有良好的社会效益和综合效益。
十、结论
沙洋建设硅溶胶项目不仅具有原料来源便利，水电充足，生产成本低等优势，而且可以消化工业园区的的部分原料、产品或副产品，较好地延伸园区主产品和产业链，同时可以联产法产硅酸钠系列产品，项目关联性好，具有良好的市场前景和社会效益。
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