5万吨钛白粉项目建议书.docx
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5万吨钛白粉项目建议书
5万吨/年氯化法钛白粉装置
项
目
建
议
书
2011年2月16日
一、项目提出的背景、投资必要性和意义
二、生产现状
三、产品质量现状情况
四、原料供应现状
五、钛白粉应用现状
六、市场分析
七、工艺技术
工艺流程
7.1.1氯化工段
7.1.2氧化工段
7.1.3后处理工段
物料平衡
7.2.1化学反应
7.2.2物料平衡
八、主要原材料、辅助材料和燃料动力供应
主要原料供应
辅助材料供应
燃料动力供应
九、环保问题现状
十、消耗定额与成本核算
十一、投资估算和资金筹措
投资估算
资金筹措
十二、财务分析及评价
销售收入
利税
利润
投资回收期
十二、财务分析及评价
十三、结论
一、项目提出的背景、投资必要性和意义
钛白粉化学名称为二氧化钛，它具有较高的化学稳定性、耐热性、耐候性，良好的白度、着色力和遮盖力，是最重要的无机颜料和化工原料。
颜料级钛白粉主要应用于涂料、造纸、塑料、橡胶、印刷油墨、化学纤维等行业，非颜料级钛白粉主要应用于搪瓷、电容器、电焊条等。
颜料级钛白粉分锐钛型和金红石型两类，金红石型产品在性能上优于锐钛型，因而得到更为广泛的应用。
由于钛白粉的应用领域不断扩展，对产品性能不断提出新的要求，众多的品种应运而生。
据前几年不完全统计，全球市场上先后出现的钛白粉牌号多达600个，其中用于涂料的为375个，占总数的％。
在375个涂料用牌号中，金红石占77％，锐钛型占23％。
但在国外涂料工业实际应用中，锐钛型钛白粉数量很少，不足１％，而经过表面处理的金红石型钛白粉占99％。
钛白粉工业生产方法有硫酸法和氯化法。
硫酸法可生产锐钛型和金红石型两种产品，氯化法只能生产高档的金红石型产品。
与国外先进水平相比，我国钛白粉工业存在生产技术落后、生产规模小、原料品位低和产品质量不稳定等差距。
在生产技术上，国外以氯化法为主，而我国基本上都是硫酸法生产。
即使是硫酸法，我国大部分厂家在工艺技术、生产装备、自控监测、“三废”治理等方面与国外也有很大差距。
在生产规模上，国外钛白粉装置平均规模为年产6万吨，其中氯化法最大为万吨，硫酸法为万吨。
而我国钛白粉生产装置平均规模仅为4000吨，最大的也仅为万吨。
生产规模小，造成了能耗高和生产成本高，也导致产品质量不稳定。
在原料方面，国外硫酸法大都采用高品位酸溶性钛渣，而国内基本上直接使用钛铁矿。
资源的品位低也影响了钛白粉产品质量。
在产品质量上，国外以光学性能好和遮盖力、消色力、耐候性优异的金红石型钛白粉为主，其中又以经过表面处理的金红石型钛白粉居多，并有各种专用钛白粉产品。
国内硫酸法钛白粉以锐钛型产品为主，大部分未经过表面处理，专用产品极少。
国产钛白粉白度差、消色力低、研磨分散性差，难以满足涂料、油墨、塑料、橡胶等行业的要求，大多只适用于造纸、化纤、搪瓷等生产。
我国钛资源十分丰富，但钛白工业却相对落后。
目前全国钛白粉人均消费量不足0.3千克，仅相当于北美地区的二十分之一，西欧的十分之一。
随着国内经济的发展，人民生活水平的不断提高，尤其是人们环保意识的觉醒和对提高生活档次的追求，钛白粉的消费量将快速递增，国内钛白粉行业在产品质量档次方面距市场差距十分突出。
我国每年花费大量外汇进口大量高品质钛白粉。
我国钛白粉57%用于涂料，22%用于塑料，12%用于造纸，其它行业占9%。
塑料行业已取代造纸行业，成为钛白粉第二大用户，并且是未来增长最快，最有活力的行业。
市场对钛白粉的需求结构，因此而产生重大影响。
这些行业在国内主要集中在华东和华北地区，因此我国钛白粉消费的主体市场为华东和华北地区。
我公司地处鲁北，位于华东和华北地区腹地，地理位置优越，市场前景广阔。
我国第一条氯化法钛白粉生产线（即攀钢集团锦州钛业有限公司年产万吨CR501金红石型氯化法钛白粉）已达产至设计生产能力，并通过国家投产鉴定，宣告了我国已经全部掌握了氯化法生产钛白粉的复杂工艺。
因此，我公司开发建设年产5万吨氯化法钛白粉工程可依托国内技术。
综上所述，公司依托自身的资源、技术、人才、市场等优势，建设年产5万吨氯化法钛白粉装置，对提高我国钛白粉行业规模、技术装备水平，扩大高档金红石型钛白生产能力，缓解国内市场高档钛白供应的紧张状况、替代进口产品、节省国家外汇，将具有重要的现实意义。
二、生产现状
2009年，全国具有正常生产条件、1万t/a及以上规模的全流程型钛白企业共有35家，我国钛白粉实际产量前10名生产商的产量之和共538456吨，占当年全国总量的%；前30名的产量之和为932879吨，占全国总量的%。
目前，我国钛白行业中，具有15万吨/年及以上生产能力的生产商有攀钢钛业（含控股和参股企业）、山东东佳、四川龙蟒、河南佰利联4家，具有8万～10万吨/年产能的有山东道恩钛业、马鞍山金星钛白等7家，产能集中度有了明显优化，但与国际同行业相比仍很松散。
1万t/a以下规模较小企业有中核华原、云南玉飞达、山西平定、山东道恩、枣庄天元、嘉祥蒂澳、邹平、衡阳天友、衡阳玉兔、易门云鼎、四川班达、攀枝花钛都、广西陆川、岑溪钛白、藤县广峰、博白宏宇、安徽超彩、马鞍山金星化工、镇江泛宇、广东乐昌银星、河南安阳宏大等。
这几家的综合产量约有30000万t金红石型（粗成品各半）、30000t锐钛型和10000t非颜料级
2010年，全国钛白粉总产能150万吨，其中山东东佳自2004年以来，连续7年位居全国第一。
近年来我国钛白粉产量统计见下表。
国内钛白粉年产量统计（产量：
万吨，增长率：
％）
年份
2003
2004
2005
2006
2007
2008
2009
2010
产量
39
50
65
76
86
97
105
148
增长率
三、质量现状情况
由于国内钛白厂家数量多、规模小、装备水平低、原料供应稳定性差,且以钛矿为原料,基本采用硫酸法生产,使得产品质量无法与国外大公司的产品抗衡。
例如,虽然国内普通锐钛矿型产品与日本石原公司的A-100同类产品相比,部分指标已能达到或接近,但综合性能仍有差距,主要是外观和应用性能。
此外,钛白质量的稳定性和一致性也与国外存在一定差距。
近年来,随着先进的工艺技术和装备逐渐得到普及和应用,我国钛白产品的质量明显提高,一些企业的钛白粉产品部分质量指标已能与国际同类型一流产品相媲美。
目前国内一些企业（如龙蟒钛业、攀渝钛业等）加大了新产品开发力度,引进了先进生产技术,其产品质量居于国内领先水平,主要技术指标已相当于国际同类水平,出口量显著增加。
四、原料供应现状
由于近年钛白产能的急剧扩充，使得钛矿供应非常紧张。
钛白生产原料主要包括钛精矿、钛渣和天然金红石。
目前我国以钛精矿为主,只有攀枝花鼎星钛业公司以钛渣为原料,其它厂家仅是试验性生产。
虽然钛渣作为钛白生产的原料是发展趋势,但我国在相当长时期,钛精矿仍然要占据钛白生产原料的主导地位。
我国钛资源丰富,约有×108t（以TiO2计,下同）,占世界总量的35%,在全球排名第1。
主要分布在四川、广西、云南、海南等省,其中四川攀枝花及西昌地区储量为我国第1,约8×108t,但生产的钛精矿并不多,只有近40×104t。
2004年我国钛精矿的消费量为15×105t,产量为106t,进口了5×105t。
2005年我国所需的钛铁矿为2×106t,产量仅为12×105~15×105t,无法满足钛白粉生产需求,只能从澳大利亚、越南和印度进口5×105~8×105t钛铁矿,以平衡不足。
2006－2010年几年间所需钛铁矿继续递增，其中2010年我国需求钛铁矿约180万吨，国内产量仅100万吨，需求缺口主要从澳大利亚、越南和印度进口。
尽管我国的矿山企业在极力扩产,但仍然不能赶上钛白扩产的速度。
由于钛渣的生产受到电力、成本、环保等因素的影响,因而其供应增加速度在一定时期内还较慢。
五、钛白应用现状
锐钛矿型二氧化钛颜料具有纯度高、粒子细小均匀、光学性能好、折射力强、消色力高、遮盖力强、吸油量低、水分散性高等优点,用它生产的涂料色彩鲜艳、遮盖力强、涂层薄、用量少,且耐酸碱等。
产品主要用于涂料、油墨、橡胶、玻璃、化妆品、肥皂、塑料和纸张等。
金红石型二氧化钛颜料除具有锐钛矿型二氧化钛的优点外,还具有更好的耐候性和遮盖力。
产品主要用于高级工业颜料、有光乳胶涂料、塑料、有较高消色力和耐晒要求的橡胶材料、高级纸张涂料层和蜡纸等。
涂料工业是钛白粉的第1大用户,占钛白粉消耗总量的60%。
随着我国汽车工业和建筑工业的发展,不仅钛白粉需求量在增加,而且对品种和质量提出了更高的要求。
用钛白粉制造的涂料,色彩鲜艳,遮盖力强,品种多,并能增强漆膜的机械强度和附着力,阻碍裂纹扩展,防止紫外线和水分透过。
塑料工业是钛白粉的第2大用户,占钛白粉消耗总量的20%。
在塑料中加入钛白粉,可以提高其耐热、耐光、耐候性和机械强度,延长其使用寿命。
造纸工业是钛白粉第3大用户,占钛白粉消耗总量的12%。
主要用在高级纸张和薄型纸中。
在纸中添加钛白粉,可提高纸张白度、光泽度和强度,而且印刷时油墨不易渗。
造纸用钛白粉一般使用未经表面处理的锐钛矿型钛白粉。
但是,层压纸要求使用经过表面处理的金红石型钛白粉,以满足耐光、耐热的要求。
另外,钛白粉是高级油墨中不可缺少的白色颜料。
含有钛白粉的油墨耐久性和润湿性好,易于分散。
油墨行业所用的钛白粉有金红石型,也有锐钛矿型。
此外,纺织、橡胶、化妆品等钛白粉消耗占总量的8%。
六、市场分析
未来几年全球钛白粉需求增速将超过产能增长速度，从而推动钛白粉装置开工率升高，2010-2011年世界钛白粉开工率达到90%左右。
全球钛白粉开工率已由2004年的90%以上降低至目前的87%-88%水平，预计未来市场将进一步转好，未来5年需求增速平均为%/年，而供应增速仅为%/年。
目前全球钛白粉市场需求一直在增加，主要需求来自亚洲，尤其是中国，随着建筑和涂料市场的发展，需求量快速增加，增长率高于全球，保持在两位数，预计增长幅度10%～15%。
钛白粉行业短期的利益趋动，使得新进入者众，大多以做矿起家的开始涉足下游钛白粉生产。
目前，在中国浙江、山东、辽宁等地都有正在建设的大型氯化法钛白粉项目，都将将很快建成投产。
未来随着中国钛白粉产能、产量的不断增长，产品品质的进一步提高，钛白粉出口量也会继续保持强劲增势，中国成为世界钛白粉净输出国指日可待。
七、工艺技术
公司年产5万吨氯化法钛白粉工程的流程示意图见图七-1，流程大致分三部分：
氯化工段、氧化工段和后处理工段。
工艺流程
7.1.1氯化工段
主要设备是沸腾氯化炉，通常用钢制成，衬有耐火材料并罩有外部水冷套。
金红石矿或高钛渣等富钛料经粉磨后，与一定比例的石油焦从沸腾层上方加入沸腾炉，从氧化工序返回的循环氯气从炉底加入，氯化反应在925-1010℃温度下连续进行，TiO2及铁、硅、矾、钙、镁及其他金属的氧化物被转化成相应的氯化物，随气体离开氯化炉。
反应气体先经旋风分离器将没反应的固体粉尘和不挥发的氯化物从反应气体中分离出来，随后进行逐级冷却冷凝，先分离出亚铁的氯化物，再分离中沸点的氯化物三氯化铁，然后用冷四氯化钛喷淋等办法冷凝收集低沸点的氯化物四氯化钛（内含四氯化硅和三氯氧矾等），经过滤除泥浆，得到粗制四氯化钛。
粗四氯化钛经除矾（一般用矿物油），再经蒸馏除去四氯化硅等低沸点杂质，得到相对高纯度的精制四氯化钛。
高温下的氯气和四氯化钛极具腐蚀性，所以氯化炉即便是采用优质耐火材料，其使用寿命也是相对有限的。
氯化最初反应的热量来自于电加热，采用碳电阻块，但一旦开始后，氯化反应将放出足够的热量，无需进一步外部加热。
事实上，为了控制氯化温度，加入氯化炉的石油焦和钛原料的量必须精确。
如果氯化炉的温度太低，原料中的TiO2转化成TiCl4将不充分，而且未反应的氯气将通过氯化炉排出。
如果温度太高，氯化炉的材料将融化，氯化炉将被“堵塞”。
石油焦中碳的主要目的是将钛原料脱氧，使所含金属氯化。
只有在存在还原剂的条件下，才能氯化TiO2。
7.1.2氧化工段
核心设备是氧化反应器。
经蒸发预热的精制四氯化钛、经预热的氧气以及反应所必需的成核剂、晶型转化促进剂等反应物以各种方式加入氧化反应器。
氧化反应引发温度在800℃以上，主反应一般在1300-1800℃进行。
从反应器出来的气流（夹带着反应生成的二氧化钛颗粒）用低温的循环氯气骤冷到700℃以下，再经沿程管路冷却到200℃，逐级用旋风分离器和布袋收集器将二氧化钛从氯气中分离出来，二氧化钛经脱氯处理后送后处理工序。
在将TiCl4氧化成适于钛白应用的TiO2产品时，对其粒度控制非常严密，这是新建厂需解决技术诀窍。
在反应温度下，氯气和四氯化钛都有极强的腐蚀性。
所以氯化器常用不锈钢制成并衬有耐火材料。
氧化反应必须在气相中进行，而且最好是温度刚刚超过600℃。
因此，防止TiCl4冷凝到反应器壁上至关重要。
通常用较大的反应空间并在TiCl4入口周围连续不断地导入惰性氮气流，可以达到此目的。
为增加TiO2的收率，需在能形成TiO2粒子的地方周围加固体晶核。
为此，有时将氯化铝（AlCl3）加到TiCl4的进料装置中。
氯化铝氧化成氧化铝（Al2O3）,以细粒形式固化，提供了所需的晶核剂。
输入的空气/氧气气流中所带的少量蒸汽在快速冷却阶段形成水滴，这也可起到晶核的作用促进TiO2粒子的形成。
除尘器上捕集的TiO2含有大量的吸附氯，通过加热或更通常的蒸汽处理除去，洗掉的氯被转化成了盐酸。
最后，用含硼酸%的蒸汽进一步处理，消除微量的氯和吸附在TiO2粒子上的盐酸。
7.1.3后处理工段
后处理工段由打浆、研磨、化学品制备、表面处理、过滤洗涤、喷雾干燥、微粉碎及成品包装等主要工序组成：
氧化工序来的TiO2粉料进入打浆槽，分散剂、脱盐水计量后分别加入打浆槽；打浆合格的浆液送研磨工序。
打浆工序来的浆料进砂磨机进料槽再分散后，经砂磨机进料泵打入砂磨机，研磨成粒径小于1μm的浆料，磨后浆料送入磨后贮槽，经料浆分级泵送至分级器分级，粗料返回砂磨机，细料自流至表面处理罐。
研磨工序来的浆料经计量后进入表面处理罐，再计量加入化学品制备工序来的各种表面处理剂，反应完成后送往过滤工序。
表面处理工序来的浆料用泵送入吸片槽，叶滤机在吸片槽内真空吸滤，完成上片后，桥吊吊起叶滤机,放入充满脱盐水的水洗槽中进行浆料洗涤。
洗涤合格后桥吊吊起叶滤机在卸料槽中卸下浆料。
卸料槽卸下的浆料进入均质器打浆均匀后，经隔膜泵送入喷雾干燥器，在干燥器内离心雾化后，由热风炉送入的热风干燥浆料，出干燥器的尾气在袋滤器内分离下粉料，热风经排风机排入大气，干燥后的TiO2粉料由输送装置送往微粉碎工序。
喷雾干燥工序来的粉料经气流输送系统送入汽粉前料仓，料仓下设置螺旋输送机输送粉料进入汽流粉碎机，在汽流粉碎机入口处用移动泵向粉料中加入粉碎助剂，在汽流粉碎机内用中压过热蒸汽作为工质，粉碎粉料至平均粒径约μm，出汽流粉碎机物流进蒸汽旋风分离粉料，出蒸汽旋风尾气流进高温袋滤器再分离出夹带的TiO2粉料，出高温袋滤器气流经喷水激冷后进入洗涤器，洗涤后的冷凝水去洗涤水槽用于水洗；出洗涤器的不凝性气体经汽液分离器，由排风机排入大气。
由蒸汽旋风收集的粉料由空气风机鼓入空气流态化，粉料被空气冷却，物流进入冷却旋风分离出粉料，出冷却旋风气流进袋滤器再分离夹带粉料，出袋滤器气流由排风机排入大气。
由冷却旋风、袋滤器收集的粉料进入成品包装工序。
微粉碎工序来的TiO2成品进入螺旋输送机，送入成品料仓；可根据需要供25kg/袋包装机使用，或供1000kg/袋包装机使用。
出包装机包装好的成品经叠缩机、整型机后送往成品中转料仓。
图七-1氯化法钛白粉工艺流程方框示意图
金红石粉碎
氯化石油焦
分离固体氯化物残渣
冷凝
氯化尾气（CO、CO2）
粗TiCl4
化学处理剂除矾分离
（Cu、H2S或油）
杂质蒸馏净化
精TiCl4CO
Al
蒸发
AlCl3发生炉
TiCl4气体H2O
AlCl3气体
预热预热O2
氧化
骤冷真空
混合站分离洗涤离子交换水
补充Cl2氧化尾气（Cl2）粗制TiO2喷雾干燥天然气
TMP、NPG
离子交换水分散打浆单异丙醇胺气流粉碎高压蒸汽
砂磨分级粗粒子成品包装
Al、Si盐溶液表面处理成品金红石钛白粉
真空过滤废水
物料平衡
7.2.1化学反应
如工艺流程图七-1所示，其主要化学反应如下：
（1）氯化反应
①金红石氯化：
TiO2+2C+2Cl2→2CO+TiCl4
②钛铁矿氯化：
2FeTiO3+6C+7Cl2→2FeCl3+2TiCl4+6CO
（2）氧化反应
TiCl4+O2→TiO2+2Cl2
（3）表面处理反应
①硫酸铝包膜：
Al2（SO4）3+6NaOH+（x-3）H2O=Al2O3·xH2O+3Na2SO4
②硅酸钠包膜：
Na2SiO3+H2SO4+（x-1）H2O=SiO2·xH2O+Na2SO4
7.2.2物料平衡
从金红石原料生产钛白粉的回收率在93%-95%，而从钛精矿与板钛矿混矿原料生产钛白粉其回收率约为90%。
从钛渣中的回收率高于人造金红石，因为钛渣中颗粒粒度均较人造金红石高，氯化时带走的细粉少。
每吨钛白粉生产大约需原料和排除废料量如下：
（1）原料掺混90%TiO2或更高含量：
金红石或人造金红石/t氯气/t石油焦/t氧气/t
排除废料氯（主要为FeCl3）
（2）原料掺混65%TiO2：
钛精矿+板钛矿/t
氯气/t
石油焦/t排除废料八、主要原材料、辅助材料和燃料动力供应
主要原料供应
（1）金红石矿或高钛渣（含TiO2≥90%）：
年需用量万吨,需外购，国内可供应50%，进口50%。
（2）氯气：
年需量万吨，由本公司氯碱厂供给。
（3）石油焦：
年需量万吨，由本公司炼油厂供给。
辅助材料供应
（1）三氯化铝：
年需量1500吨，外购。
（2）硫酸铝（以%Al2O3计）：
年需量1万吨，外购。
（3）硅酸钠（以20%SiO2计）：
年需量2750吨，外购。
（4）六偏磷酸钠（以68%P2O5计）：
年需量50吨，外购。
（5）单异丙醇胺：
年需量125吨，外购。
（6）三羟甲基丙烷（TMP）：
年需量200吨，外购。
（8）新戊二醇（NPG）：
年需量吨，外购。
（9）有机硅：
年需量200吨，国外进口。
（10）包装袋：
年需用量200万个，外购。
燃料动力供应
（1）电：
由本公司热电厂供给。
（2）天然气：
年需用量770万m3,由当地油田供给。
（3）蒸汽：
年需用量万吨，由本公司加热锅炉供给。
（4）工艺水：
由本公司水处理站供给。
（5）无离子脱盐水：
年需用量13万m3，由本公司热电厂化水车间供给。
九、环保问题现状
氯化法钛白粉生产中产生的废副产物主要是氯化工序分离后的氯化渣、后处理工序二氧化钛在水洗时产生的中性废水、冲洗设备和地坪后的废水，原料粉磨、喷雾干燥、气流粉碎、包装中产生的粉尘，来自磨机、汽粉机、空压机、真空泵和风机的噪声。
以上废副产物经处理后均可达标，不会对环境和人体造成危害。
（1）废渣：
氯化渣（主要成分是FeCl3）采用深井埋填，或除去其中的氯、四氯化钛、盐酸后堆放或铺路。
（2）废水：
排入总公司污水处理站，用石灰中和处理达标后排放。
（3）废气：
生产中做到不泄漏，循环利用。
（4）粉尘：
采用除尘设备处理。
（5）噪声：
用减震垫、消声器进行消声减震，对大型高噪声设备如磨机、汽粉机采用隔声、密闭的措施，建立隔音操作室，以保证岗位操作有较好的工作环境。
十、消耗定额与成本核算
消耗定额与成本与生产所用的富钛原料的品位相关，本处依据人造金红石（含TiO290-93%）为原料时核算（详见表10-1）。
表10-1氯化法钛白粉消耗定额与成本核算表
序号
项目
单位
单耗
单价
（元）
金额
（元）
备注
一
主要原材料
4847
1
人造金红石
t/t
3400
3910
2
氯气
t/t
2100
462
3
石油焦
t/t
1900
475
二
辅助材料
590
包括所有的辅助材料
三
燃料动力
1000
包括电、天然气、蒸汽、水
四
工资
126
按定员350人，人月均1500元计
五
制造费用
2411
1
折旧
1310
年折旧按固定资产65500万元的10%计。
2
大修
393
按固定资产总值的%计
3
利息
558
年息按50000万元的%计
4
车间经费
150
六
废物处理
332
扣除可销副产品销售额后的净值
七
企管费
189
八
工厂成本
9495
十一、投资估算和资金筹措
投资估算
本项目估算总投资71500万元。
其中固定资产投资65500万元，流动资金6000万元。
资金筹措
本项目所需资金，拟申请银行贷款50000万元、企业和地方自筹21500万元。
十二、财务分析及评价
销售收入
根据市场调查，参考现行国产通用型氯化法钛白粉市场售价为每吨15500元，则年销售收入为：
15500×5=77500万元
利税
吨产品创利税为：
15500-9495=6005元
年创利税为：
6005×5=30025万元
利润
（1）产品增值税
a、吨产品销项税为：
15500/（1+17%）×17%=元
b、需从本公司外购交纳进项税的原料只有金红石和所有辅料，其它原材料都由本公司内供应，不需交纳进项税。
则：
吨产品进项税为：
（3910+590）/（1+17%）×17%=元
c、吨产品增值税为：
元
（2）吨产品所得税为：
×33%=元
（3）吨产品利润为：
元
年创利润为：
×5=万元
投资回收期
包括建设期3年，则投资回收期为：
71500/+3=年
十三、结论
综上所述，建设年产5万吨氯化法钛白粉工程，经济效益显著，项目可行。
建议尽快实施。
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