高新原材料纳米级超细活性碳酸钙项目可行性研究报告.docx

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高新原材料纳米级超细活性碳酸钙项目可行性研究报告

高新原材料纳米级超细活性碳酸钙项目

可行性研究报告

**县某建材厂

二O一五年

第一章总论

1.1项目名称及承办单位

1.1.1项目名称

纳米级超细活性碳酸钙项目

1.1.2项目承办单位

**县某建材厂。

该企业于2015年年初注册成立，企业法人代表是**，注册资金2000万元，公司类别为个人独资，主要经营纳米级超细活性碳酸钙的生产与销售。

1.1.3项目拟建地点

河北省**县。

1.2研究工作的原则和范围

1.2.1研究工作的原则

①工艺布置先进合理，达到国内先进水平。

②选用设备先进、节能、环保、高效。

③生产厂区无污染、建设花园式工厂。

④在满足工艺条件下，力争减少投资费用。

1.2.2研究工作的范围

根据项目建设条件的实际状况，通过对项目建设背景、工程技术方案、项目的组织管理和定员、项目实施计划、环境保护、消防与公共安全、招投标方案、投资估算与资金筹措等方面进行综合研究和分析，以便为项目的投资决策和建设提供可靠的依据。

1.3建设规模

按年生产运行180天计算，年产纳米级超细活性碳酸钙5000吨。

1.4总投资及资金来源

1.4.1总投资

本项目总投资1973万元，其中固定资产投资1846万元，铺底流动资金127万元。

1.4.2资金来源

全部投资由企业自筹。

1.5项目建设工期

本项目建设期为1年，第3年达到生产负荷。

1.6综合评价

项目达产后正常年份可实现销售收入1500万元（不含税），实现净利润501万元，税后投资内部收益率为28.7%，税后投资回收期为4.4年（含一年建设期），财务净现值（ic=10%）为1916万元（12年），盈亏平衡点为30.8%。

因此，项目经济效益较好。

第二章项目提出背景和建设可行性

2.1项目提出的背景

当前，我国经济发展正处于经济周期的上升阶段，随着科学技术和国民经济的快速发展，市场对CaCO3需求急剧增长，大大刺激了CaCO3工业的发展。

目前我国每年需轻质CaCO3总量约200-400万吨。

从我国目前CaCO3工业的现状看，无论在生产技术、装备水平、生产规模、产品质量、产品品种及产品应用等各个方面与国外技术先进的国家比，都相差甚远。

别说参与国际市场竞争，就连国内市场也满足不了，不同程度地阻碍了生产和应用CaCO3工业的发展。

同时我国有丰富的矿物资源，广阔的国内市场，这就为CaCO3工业创造了极为有利的条件。

科学技术是第一生产力，要改变我国CaCO3工业落后面貌，赶上世界先进水平，必须依靠技术进步，坚持吸收新技术，采用新设备，开发新产品，生产规模化，产品专用化、质量功能化，满足国产化需求，提高国内外市场的应用能力，保证CaCO3工业和应用工业持续快速健康的发展。

2.1项目建设的可行性

**县地表石灰石资源赋存相当可观，且品质优良，据有关权威机构测定，石灰石碳酸钙含量达95%左右，有充分资源优势，因此立足本地资源，计划开发石灰石资源，现经缜密的市场调查和相关行业的走访，决定开发石灰石资源，生产高附加值的微细和纳米级的轻质碳酸钙。

该公司依靠专业人士，对国内轻质碳酸钙工业和市场进行拉详细考察。

对拟建微细活性碳酸钙项目的工业技术、设备选型等问题，做了慎密、细致的研究和论证。

认为生产工业化、规模化、专业化是轻质碳酸钙工业发展的必然趋势。

制定了立足引进先进工艺技术，选用国内先进设备，建设微细活性碳酸钙生产线，制取高质量、高品位轻质碳酸钙产品。

第三章产品说明与市场预测

3.1产品说明

1、微细活性碳酸钙是粒径小于1微米的轻质碳酸钙，由于轻质碳酸钙的沉降体积（2.4-2.8mL/g）比重质碳酸钙的沉降体积（1.1-1.4mL/g）大，所以称之为轻质碳酸钙。

　　碳酸钙的化学式为CaCO3,碳酸钙与所有的强酸发生反应,生成水和相应的钙盐（如氯化钙CaCl2）,同时放出二氧化碳;在常温（25℃）下,碳酸钙在水中的浓度积为8.7×1029、溶解度为0.0014,碳酸钙水溶液的pH值为9.5～10.2,空气饱和碳酸钙水溶液的pH值为8.0～8.6。

碳酸钙无毒、无臭、无刺激性,通常为白色,相对密度为2.7～2.9。

轻质碳酸钙的沉降体积:

2.5ml/g以上，比表面积为5m2/g左右。

轻质碳酸钙颗粒微细、表面较粗糙,比表面积大,因此吸油值较高,为60～90ml/100g左右。

2、轻质碳酸钙的生产方法

轻质碳酸钙的生产方法有多种，在国内的工业生产的主要是碳化法：

将石灰石等原料煅烧生成石灰（主要成份为氧化钙）和二氧化碳,再加水消化石灰生成石灰乳（主要成份为氢氧化钙）,然后再通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀,最后碳酸钙沉淀经脱水、干燥和粉碎便制得轻质碳酸钙。

　根据碳酸钙晶粒形状的不同,可将轻质碳酸钙分为纺锤形、立方形、针形、链形、球形、片形和四角柱形碳酸钙,这些不同晶形的碳酸钙可由控制反应条件制得。

轻质碳酸钙按其原始平均粒径（d）分为:

微粒碳酸钙（5μm）、微粉碳酸钙（1～5μm）、微细碳酸钙（0.1～1μm）、超细碳酸钙（0.02～0.1μm）、超微细碳酸钙（0.02μm）。

3、轻质碳酸的粉体特点

轻质碳酸钙的粉体特点:

a.颗粒形状规则,可视为单分散粉体;b.粒度分布较窄;c.粒径小。

4、轻质碳酸的广泛用途

　　广泛应用于造纸、塑胶、塑胶薄膜、化纤、橡胶、胶粘剂、密封剂、日用化工、化妆品、建材、涂料、油漆、油墨、油灰、封蜡、腻子、毡层包装、医药、食品（如口香糖、巧克力）、饲料中,其作用有:

增加产品体积、降低成本,改善加工性能（如调节粘度、流变性能、硫化性能）,提高尺寸稳定性,补强或半补强,提高印刷性能,提高物理性能（如耐热性、消光性、耐磨性、阻燃性、白度、光泽度）等。

3.2市场预测

目前，我国轻质CaCO3的生产企业近200余家，年总产量可达250万吨。

但年产万吨以上的厂家有很少，产量较高的厂家有：

广东恩平化工有限公司、四川华夏钙品有限公司、浙江菱化集团公司等十余家。

其于大多数厂家生产量多则几千吨，少则几百吨，甚至由土法生产，规模小，工艺设备落后，产品单一，质量稳定性差，缺乏市场适应能力。

近几年来一些厂家加大了生产规模，提高了工艺技术，更新了生产设备，产品质量上了档次，增强了应用性能，扩大了国内市场的需求量。

CaCO3由于晶型不同，细度不同，活化度不同，产品的应用性能、应用范围有很大区别因而其使用价值和产品价格也有很大的差别。

目前市场普通轻质CaCO3吨售价为450-650元人民币，微细轻质CaCO3吨售价为1000-1300元人民币，纳米级轻质CaCO3吨售价为2000-3500元人民币。

它的应用不但提高了产品质量，而且极大的降低了产品成本，刺激了应用行业的需求量，推动拉应用行业的快速发展，也刺激了商家投资该项目的欲望。

因而CaCO3一经开发，就表现出旺盛的市场需求，并呈逐年上升趋势。

据统计国内部分行业CaCO3用量所占份额是：

橡胶行业占48.4%，塑料工业占15.3%，造纸业占12.3%，涂料工业占7.8%，医药工业占6.2%，其它工业占10%。

CaCO3是橡胶产品的优良填充剂，在橡胶行业占据的份额最大，用量最多。

塑料行业对CaCO3产品的需求是较大的。

按塑料产品的品种和用途不同，添加CaCO3时也不同，其添加量约为20%，有的高达60%，若按20%~60%添加，以2000年我国塑料年产量460万吨计，年需超细、超细活性CaCO3约100万吨。

造纸行业，目前使用CaCO3产品，在品种和数量上都比较大，随着我国造纸工业的不断发展和CaCO3的开发应用，根据造纸工业的情况不同，CaCO3用量，按目前我国的纸年产1000万吨计算，每年需求轻质CaCO3约50-100万吨，可见其潜在的市场非常巨大。

涂料行业随着国民经济的发展，在涂料领域应用CaCO3量在迅速增大，且要求更高，应用领域更广泛，从普通的千家万户到国家的航空航天等高科技应用，是CaCO3最有开发潜力的市场，年需用量超50万吨。

在可预见的一个时期内CaCO3的应用必将进入一个高速增长的发展阶段，因而，目前是介入CaCO3产品市场的最好时机，也是21世纪CaCO3产业新的经济增长点。

综上所述，根据市场预测可知，CaCO3有非常巨大的开发潜能和广阔的应用前景。

CaCO3产品市场广阔，销售有保障。

第四章生产规模和产品方案

4.1生产规模

拟建的微细活性碳酸钙生产线。

考虑当地冬季石灰石价格较低，并且在冬季当地劳动力较为充足，故此项目生产运行期安排在每年的11月初至次年的4月底，年计算生产运行180天，生产纳米级超细活性碳酸钙5000吨。

4.2产品标准

纳米级超细活性碳酸钙产品，采用国家质量标准。

超细（纳米）碳酸钙国家标准

项　目

指标

NCC－50

NCC－100

Caco3（干基）的质量分数/%≥

93

93

电镜平均粒径/（nm）≤

50

100

XRD线宽化法平均晶粒（nm）≤

50

比表面积/（m2/ｇ）≥

35

团聚指数≤

协议

协议

吸油量/（ｇ/100ｇ）≤

协议

协议

白度≥

90°（特殊用途可协议）

PH≤

10.5

10.5

水份的质量分数/%≤

1.0

1.0

≤盐酸不溶物的质量分数/%

0.5

0.5

屈服值

协议

协议

透明度

协议

协议

第五章工艺技术方案

5.1工艺方案的选择

生产微细轻质CaCO3是以以石灰石为原料，经立式节能窑煅烧，自动化灰机多次过滤、除渣化灰，窑气碳化，沉淀，脱水，烘干等工序制成产品。

该方案投资少，成本低，制造水平较高，产品质量稳定，市场价格高，经济效益好。

结合该公司有利的地理条件和经济实力，拟建的微细活性碳酸钙生产线，采用国内外最先进设备，进行工业化、规模化、现代化生产。

该方案工艺技术、装备水平及产品质量在国内同行业中处领先地位。

产品进入国内同类产品中的先进行列。

5.2生产理论基础

1、石灰石煅烧工序的化学反应式：

2、石灰消化工序的化学反应式：

3、碳化工序的化学反应式：

5.3工艺方块流程图

水

烟煤

锅炉

5.4工艺流程特点

1、该生产工艺流程：

紧凑、顺畅、机械化程度高、占地少。

2、该生产工艺制得的CaCO3产品标准高、质量稳定、消耗低、效益好。

3、该生产工艺流程及所需设备是目前国内最新最先进的。

5.5消耗定额

单位：

T产品

序号

名称

规格

单位

单耗

单价

1

石灰石

CaCO3≥97%

kg

1200

120元/T

2

无烟煤

≥25121KJ/kg

kg

110

730元/T

3

木煤

≥16747KJ/kg

kg

90

600元/T

4

包装袋

55×90

条

25

0.9元/条

5

新鲜水

19℃

T

10

1.0元/T

6

电

380V

KW/h

200

0.80元/KWh

7

化学原料

kg

40

6元/kg

5.6主要设备

主要设备选型（以5000吨/年CaCO3、年运行180天计）

1、煅烧立窑

根据物料衡算，每天生产微细活性碳酸钙28吨，入窑煅烧石灰石31吨，生产石灰17吨；以石灰立窑容量利用系数0.35吨/（日.立方米）计算，需用立窑合计有效容量49立方米；参照节能环保石灰立窑规格型号，选50立方米立窑1台，立窑最大内经2.5米，总高度16米，料层高度11米。

2、化灰机

每天需处理石灰量为17吨，利用热水化灰，选择QHH1000化灰机1台，单台日处理石灰能力为34吨。

3、碳化塔

每天需生产微细活性碳酸钙28吨，使用Ф1.2×4.0间歇鼓泡碳化塔，按单台每天碳化量2.5吨计算，选用该型碳化塔12台。

4、脱水设备

每天需生产微细活性碳酸钙28吨，使用XR－φ1000A调速上悬式脱水机，按单台每天生产能力6.0吨计算，需用脱水机5台。

5、干燥设备

每天需生产微细活性碳酸钙28吨，使用XLJG-210旋转列管干燥机，单机日产量35吨，需用该型号干燥机1台。

6、蒸汽锅炉

干燥设备设计产能1.5吨/小时计算，每小时需烘干水分500公斤，理论需热量1256兆焦，以干燥系统热效率为65%计算，需用热量1932兆焦，折合6兆帕（表压）饱和蒸汽703公斤，配置容量为1吨/小时的蒸汽锅炉1台，考虑现行能源政策，锅炉燃料为生物质成型燃料（木煤），锅炉型号为DZL1-0.7-BMF。

6、筛粉、分级设备

由物料衡算知：

日需处理干基粉28吨，选用自动风选机，单机每小时处理量1.0吨，选用该机2台。

7、包装设备

由物料衡算知：

日需包装产品28吨，选用自动包装机，单台每小时包装2.5吨，故选用该包装机1台。

主要设备一览表

序号

设备名称

规格型号

数量

电机功率（kw）

备注

1

石灰立窑

φ2.5×16

1

9.9

含卷扬、布料、出灰

2

罗茨鼓风机

3L53WD

1

18.5

3

窑气冷却器

列管水冷

1

4

窑气净化器

喷水洗涤

1

5

高压罗茨风机

3L52WD

1

30.0

6

化灰机

QHH1000

1

4.0

7

旋液分离器

WTFZA080

1

8

直接空冷塔

φ1×10

1

2.2

9

精浆槽

V=10m3

1

7.5

10

粗石灰浆泵

25ZD-25

2

4.0

1开1备

11

精石灰浆泵

25ZD-15

2

5.5

1开1备

12

凉水塔

DBNL3-30

1

1.1

13

循环冷却水泵

ISG50-160（I）

2

4.0

1开1备

14

鼓泡碳化塔

Ф1.2×4.0

12

12×4.0

15

微细钙深锥浓密机

GSZN-3

1

2.2

16

隔膜压滤机

XM（A）Y-600

1

5.5

17

压滤泵

40ZJ-19

2

15

1开1备

18

高压螺杆空压机

SL-2.6/20

2

30

1开1备

19

清液泵

25ZD-25

2

4.0

1开1备

20

旋转列管干燥机

XLJG-210

1

22.0

21

空气分析机

KF-3

2

2×30

22

包装机

1

3.0

23

供水井泵

100QJ82/24

2

7.5

1开1备

24

配电变压器

25

蒸汽锅炉

DZL1-0.75-BMF

2

17

含鼓风、引风、给水

26

螺杆式冷水机组

LG16BM

3

2×132

2开1备

27

装载机

ZL-50

2

1开1备

第六章物料供应与生产协作

6.1原、辅材料耗用量

按拟定的生产纲领测算，项目达产后每年所需的主要原、辅材料及耗量估算如下表：

原、辅材料年耗用量估算表

序号

名称

单位

数量（吨）

来源

1

石灰石

吨

6000

外购

2

无烟煤

吨

550

外购

3

木煤

吨

450

外购

3

新鲜水

万吨

5

自采

4

生产用电

万度

100

外购

除上述主要原辅材料外，还有一些其他物料如标准件等。

本项目所需的原、辅材料按国家标准所规定的要求进行验收，以确保最终产品的质量。

6.2生产协作

（1）设备、安装委托专业厂家协作生产。

（2）生产所需的各类标准工具等由市场采购。

（3）各类标准件全部市场采购。

（4）成品包装的木制箱板或包装袋外协订制。

第七章总图布局与公用工程

7.1设计指导思想和主要原则

（1）新项目建设摈弃“大而全、小而全”的企业模式，以满足新公司配套需求为主要目标，适当留有面向国内外市场的生产能力和手段，以提高企业自主生存能力。

（2）产品定位原则：

对内满足项目达产全部配套要求。

（3）围绕“专业、特色、做精、做强”，产品技术和生产工艺立足于高水平、高起点、专业化、优质量。

投资重点放在工艺装备和制造技术上，工艺水平应达到国内先进。

（4）根据企业产品发展方向：

考虑到现代建筑为反动式结构且采用积木块设计的特点，本项目运作模式可参考以下几点：

①积极推进技术进步，建立先进适用的立体仓库，理顺生产流程，减少物流往返。

生产设施统一整合，实现资源共享。

②生产车间尽可能采用联合厂房，提高土地利用率。

③物料运输以公路为主，采取社会协作形式。

④公用动力设施配置齐全，满足生产工艺要求。

各站房设置原则上贴近用量最大的生产部门，减少管路投资和损耗。

（5）严格执行环境保护、劳动安全、卫生、消防等规定、规范和标准，坚持环保工程设计与主体工程同时设计、同时施工、同时投产的“三同时”原则。

环保工程设计应体现经济合理、技术先进、切实可行。

7.2主要方案

7.2土建工程

a．建筑物

序号

名称

长

宽

高

层数

建筑面积

（平方米）

建筑结构

维护结构

（米）

1

主厂房

51

24

6.5

1

1224

轻钢

聚苯彩板

2

辅助厂房

36

9

6

1

234

砼框架

烧结砖

3、

原料库

21

9

4

1

189

轻钢

聚苯彩板

4

成品库

25

24

6.5

1

600

轻钢

聚苯彩板

5

综合楼

33

9

10

3

891

砖混

砖贴聚苯

6

灰石库

φ3×5

现浇钢筋混凝土

7

石灰库

φ2×10

现浇钢筋混凝土

8

蓄水池

φ8×4

现浇钢筋混凝土

b．效果及数据

按照本方案规划，新建厂房的布局将趋于合理化、科学化。

使各生产环节更加紧凑，物流更加畅通。

7.2.2厂内运输

厂内运输方式：

5吨装载机。

道路形式：

城市型混凝土面层。

路面宽度：

主干道为6m；次干道为3.2m。

厂内设置主干道1条。

7.2.3建设场地选址要求

（1）建设场地应有良好的建厂条件，包括：

场地平整，地块轮廓尽量规整，整体朝向良好，场地不受洪水及内涝威胁。

（2）厂址用地应有良好的工程地质及水文地质条件。

（3）厂址应有较好的外部交通条件，特别是能保证厂区大车运输条件。

7.3土建工程

7.3.1设计依据

《建筑结构荷载规范》GB0009-2001；

《建筑抗震设计规范》GB0011-2001；

《混凝土结构设计规范》GB50010-2002；

《建筑地基基础设计规范》GB50007-2002；

项目承办单位提供的水文地质报告。

7.3.2主要原则

充分体现现代企业形象，提高土地利用率。

力求功能分区明确，物流顺畅，便于企业生产管理。

本工程设计建筑耐火等级可为二级，建筑结构安全等级可为二级，建筑抗震设防烈度为6度。

厂房可采用门式刚架钢结构。

钢柱采用格构式组合柱和实腹式H字形两种。

屋面采用焊接实腹式工字形钢梁。

吊车梁采用焊接实腹式工字形钢梁。

屋面采用轻钢镀锌檩条、压型钢板屋面。

外墙1.2m以下采用砌体墙，1.2m以上采用轻钢墙梁，压型钢板墙面。

综合楼可为砖混结构。

主要建筑基础形式：

厂房及辅房、综合楼采用柱下独立桩承台基础，立窑可采用桩基础。

7.4公用工程

7.4.1给水排水

7.4.1.1给水

设计依据

《建筑给水排水设计规范》GBJ15-88；

《室内给水设计规范》GBJ13-86。

（1）给水水源为1眼自备水井。

全厂用水量约15m3/h。

厂区设置独立的生活、生产给水管，与消防管分开设置。

（2）在高处厂区平面50米山坡处，修建V=200m3蓄水池1座，以稳定水压，保证供水，并作为消防应急水源。

（3）控制用水量，计量到各车间、工部进行核算。

（4）生产用水尽可能循环使用,如炉窑冷却水等。

循环水系统的管路、水泵、水池、冷却塔等的具体布置形式根据生产工艺布置形式而定。

（5）职工浴室需供应热水，采用集中热水供应系统。

（6）在各个车间内设置电开水器供应职工饮用水。

7.4.1.2排水

设计依据

《建筑给水排水设计规划》GBJ15-88；

《污水综合排放标准》GB8798-1986；

建设单位及相关专业提供的有关资料和设计要求。

（1）室外采用雨水、污水分流制。

室内采用雨水、生活污水、生产废水分流。

（2）各车间的生产废水和生活污水均排至厂区污水处理站进行集中处理，处理达标后排入市政污水管（按照选址当地环保要求）。

（3）屋面和道路雨水排水采用有组织排水，雨水就近排入厂区周围市政雨水管。

（4）为使道路整洁、平整，所有排水干管和检查井均设在人行道或绿化带下。

（5）室内雨水排放采取压力流与重力流相结合的方式，杜绝暴雨时室内冒水。

7.4.2消防

（1）室内外消火栓系统

厂区敷设独立的环状消防管网，管径DN108。

厂区按间距不超过120m布置DN108室外消火栓。

200m2蓄水池兼做消防水池。

本项目室内外消火栓系统采用区域集中加压系统，各建筑物合用屋顶消防水箱、消防泵和消防水池。

厂区主要建筑物均设置室内消火栓系统，办公楼屋顶设屋顶消防水箱,办公楼地下层水泵房设消火栓泵两台（一台备用）。

（2）自动喷淋系统

按照消防规范，本工程中办公楼和立体仓库设置自动喷淋系统。

办公楼按中危险级I级设计，设计水量21L/S。

立体仓库按仓库危险级设计，设计水量96L/S。

自动喷淋系统初期灭火用水由设在办公楼的屋顶消防水箱供给，后期灭火由设在办公楼地下水泵房的自动喷淋泵抽消防水池水加压供给.

（3）各个建筑物配置药物灭火器。

7.4.3电气

7.4.3.1供电设计

设计依据

《供配电系统设计规范》GB50052-96；

《民用建筑照明设计标准》GBJ133-90；

《民用建筑电气设计规范》JGJ/T16-92；

《建筑设计防火规范》GB50045-96；

《建筑物防雷设计规范》GB50057-94；

（1）负荷性质

根据工艺设备用电要求负荷等级，本工程为三级用电负荷。

（3）电源

本方案考虑电源来自国电变电站，供电电压采用10kV，容量为400kVA。

（4）配电所

在厂区内设10V三相四线制总配电站一座。

7.4.3.2电能计量

在车间变电所低压出线回路设有功及无功电度表,作为内部考核用。

7.4.3.3功率因数及无功功率补偿

设计在车间变电所设集中电容器补偿装置,电容器补偿装置带自动补偿控制器,经计算本工程补偿后平均功率因数为0.95。

7.4.3.4配电和照明设计

（1）配电设计

厂房用电设备380/220V电源均由变电所低压屏采用树干式或放射式供电至厂区内动力配电箱，配电干线采用电缆或封闭母线；从厂区内动力配电箱以电缆（线）放射方式供电至用电设备，大中容量设备由配电箱直接放射供电，小容量用电设备经插座箱供电。

爆炸危险场所配电设备选用防爆配电设备。

办公用房380/220V电源由设于该建筑内的变电所低压屏直接采用独立回路以电缆在桥架内敷设方式供电至照明配电箱。

（2）照明设计

厂房以金属卤化物灯具管吊式为主,照度为200L