含镍钴铜锌污泥综合回收项目可行性研究报告.docx

1、含镍钴铜锌污泥综合回收项目可行性研究报告含镍铜污泥综合回收利用项目可行性研究报告工程号：执行总裁：院长：项目负责人：二O一三年八月第一章总论1.1编制依据及原则1.1.1编制依据含镍铜锌钴污泥综合回收和利用项目1.1.2编制原则（1）充分考虑国家有关产业发展的政策和要求，遵守有关法律、规程规范。 （2）项目的建设目标是工厂投产后各项指标达到世界先进水平，所以主工艺技术和关键装备选择的原则是既要达到世界先进水平，又要成熟可靠。 （3）充分利用国内长期以来在铜镍锌冶炼方面积累的生产和工程经验，设计方案要进行多方面的论证，选用的方案必须是技术水平高、投资合理、有利于工厂今后发展、稳妥可靠的方案。 （

2、4）对国内已经应用成熟的先进工艺和装备可考虑国产化以便节约投资，提高项目的经济效益。1.2项目概况项目名称：含镍铜锌钴污泥综合治理和利用项目；拟建地点：建议以华东、华南、西南为主，新建生产厂房或闲置厂房均可；产品及产量：六水硫酸镍：2000t/a 五水硫酸铜：700 t/a 七水硫酸钴：550 t/a 七水硫酸锌：1300t/a1.3简介 面对激烈的市场竞争，一个公司要发展，必须不断深化改革，创新机制，适应市场，全面发展，力争人均劳效更高，为社会创造更高的价值。现拟建设符合国家鼓励政策的二次资源循环回收利用，回收有价有色金属的设施，为企业拓展广阔的生产经营局面，为社会绿色、低炭建设作出应有贡献

3、。1.4项目背景我国自改革开放以来，经济得到了巨大的发展。但是，在经济繁荣的背后，存在着不可忽视的三废排放问题，在全国有巨量的含镍污泥及大量废酸排放，由于污泥含镍、铜、钴、锌量低、废酸浓度低，成分复杂，一直没有得到有效处理，对当环境保护造成严重威胁，对可持续发展形成严重制约。1.5项目建设的必要性镍作为一种战略物资，被誉为“工业维生素”，对发展国民经济和国防工业起到至关重要的作用。主要用途是制造不锈钢、高镍合金钢和合金结构钢，被广泛用于飞机、雷达、导弹、坦克、舰艇、火箭、宇宙飞船、原子反应堆等各种军工制造业；在民用工业中，镍常制成结构钢、耐酸钢、耐热钢等大量用于各种机械制造业、石油；镍与其他元

4、素如铬、铜、铝、钴等元素可组成镍基合金或镍铬基合金。镍基合金、镍铬基合金是耐高温、抗氧化材料，用于制造喷气涡轮、电阻、电热元件、高温设备结构件；镍还可作陶瓷颜料和防腐镀层；镍钴合金是一种永磁材料，广泛用于电子遥控、原子能工业和超声工艺等领域，在化学工业中，镍常用作氢化催化剂。上世纪七十年代初至九十年代末，全球镍的消费量随战争或经济衰退而出现波动，但基本上每年按平均超过6.5的速度增长。镍是生产不锈钢和电子元件的重要原料，生产不锈钢和部分特种钢以及电子元件所需镍占所有镍消费量的7080%。2011年中国不锈钢新增产能达到1100万吨，预计到2012年，总产量将超过2000万吨。受不锈钢产量不断增

5、长的影响，以及汽车、航天、机械制造和IT电子产业的需求推动，同时作为电池和新能源产业发展的重点和基础原料，镍金属的需求量也不断相应增长，对全球镍价构成强劲支撑。项目建成后，每年销售收入超过8千万元，不仅为当地政府提供了巨大的财政收入，而且解决了当地的二次污染和资源的回收问题，带动周边原材料工业、加工制造业、交通运输业的相互支撑，提升传统产业的技术装备和生产水平，促进形成协调发展的工业格局，推动特色工业园区的建设进程，最终形成产业集群和循环经济。最终将以特色工业园区为依托，推进区域经济发展的集聚效应，进一步拉动生产要素在区域间自由流动和优化配置。1.5建设条件1.5.1 原料供应（1）含镍污泥：

6、年需要量2万吨，主要来自各种企业产生的含镍钴铜锌污泥。（2）硫酸：年需要量为7500吨，可就近市场采购。（3）纯碱：年需要量为5000吨，可就近市场采购。（4）碳酸钙：年需要量为2500吨，可就近市场采购。（5）盐酸：年需要量为10000吨，可就近市场采购。（6）其他试剂：可就近市场采购。1.5.2供电条件本项目所需电力由项目建设地变电所供给，要求能够保证供应。1.5.3 供水条件本项目所需生产用水，可由泵站直接从河中接取或采用当地地下水，水利充足。1.5.4热力供应本项目所需蒸汽，可采购4t锅炉1台。1.5.5 交通运输条件本项目建设地要求交通运输便利。厂区要紧靠公路，或距铁路、江河较近。公

7、路、铁路及水路运输均十分便利。1.5.6公司土建条件公司占地根据实际情况确定，用地要比较集中，本项目厂房多间，分别进行设备安装对接，厂房基础要求牢靠。1.6项目设计范围本可研设计范围主要包括浸出生产线、连续萃取生产线、蒸发浓缩结晶生产线及配套的公辅设施。1.7主要建设方案简介本项目利用各种企业生产产生的含镍污泥和大量废酸，采用浸出萃取浓缩结晶工艺，形成年产2000t六水硫酸镍、550t五水硫酸铜和700t七水硫酸钴、1300吨七水硫酸锌，同时产生铁铬废渣15000 t/年。产生的废渣可销往回收铁、铬的公司进行回收铁、铬。该项目建成后年处理含镍污泥2万吨的生产规模。1.9 投资估算及资金筹措工程

8、建设总投资为5000万元，投资组成如下：建筑工程2000万元设备购置费1200万元安装工程费万元1500万元其他费用及预备费300万元。项目所需建设资金：项目所需资金由投资方自筹资金。1.10 经济评价1.10.1 经济评价条件（1）生产规模：项目建成达产后，年处理含镍钴铜锌污泥2万吨，年产六水硫酸镍2000吨、五水硫酸铜700吨、七水硫酸钴550吨、七水硫酸锌锌1300吨。（2）项目实施进度：本项目建设计划工期6个月，投产第一年产能70%，第二年达产100%，整个经济计算期15年。（3）投资需求：项目总投资为5000万元。其中固定资产投资5000万元，流动资金投资2000万元。（4）资金筹措

9、：固定资产投资人自筹，流动资金可自筹或银行借贷。（5）工资及附加费：定员150人，年人均工资及附加费按4万元计算，则年工资及福利费总额为600万元。（6）本项目建成后生产设备原值1200万元，按15年折旧，残值率为5%；建筑原值1140万元。1.10.2 经济测算结果 本项目建成投产后，按照上述设定条件计算，项目具有显著的经济效益。1.11 结论本项目采用废弃的含镍钴铜锌污泥为原料，选用成熟可靠的技术方案，工艺装备是先进的、财务上是赢利的、经济上是合理的、项目是可行的，是一个环境友好型的发展项目，早投资，早创效益。第二章 市场分析2.1 国内镍、钴、铜、锌的消费与生产情况 我国生产金属板的企业

10、和产量较大，但生产市场需求量大的金属盐的企业却很少、很小。我国镍产量平均增长率高达21（见图2-1）。2010年，我国镍消费量占全球镍消费量的40左右。从2005年开始，我国镍消费量开始超过日本，并逐年增长。2010年我国累计进口电镍17.95万吨，同比减少24.96；2011年上半年我国累计进口电镍9.1万吨，同比增加4.46。镍被广泛用于不锈钢、电池、电镀、超级合金等领域,其中最大的应用领域是不锈钢。随着我国经济的快速增长，我国镍消费结构出现很大的变化,不锈钢的消费份额从2004年的41提高到了2010年的76，超过了全球不锈钢在镍消费领域平均65左右的份额。不锈钢行业仍将继续主导镍市场，

11、这种情况在我国更为显著（见图2-2）。 图2-1 中国不锈钢历年产量图图2-2 中国不锈钢产量和消费展望图2011中国国际镍钴工业年会期间，北京安泰科信息开发有限公司首席专家徐爱东表示：金融危机爆发至今，多数基本金属的价格已经回到金融危机以前的价格，而镍价受含镍生铁大量替代使用影响，仅为危机前价格的一半。2010年中国原生镍产量为32.6万吨 ，其中50%是含镍生铁。2010年中国镍的消费量为51.5万吨，不锈钢行业的消费占77.4%，其他行业镍的消费相对保持稳定（见表2-3）。未来五年我国镍产量仍不能满足增速放缓的消费量（见表2-4），每年仍需进口10-15万吨镍以弥补国内供应的缺口。图2-

12、3 中国镍消费情况图图2-4 中国镍产量展望图2.2 国内企业生产情况国内企业生产大都以电积镍板、铜板、钴板、锌板形式进行生产和销售。生产金属盐企业较少。而镍、钴、铜、锌金属盐产品的需求量又很大。产品缺口较大。2.3 竞争力分析2.3.1技术优势本项目技术成熟、技术人员可靠，可自主设计优化生产工艺。生产基层管理人才，均可从事多年的企业中找寻资深行业人员。2.3.2成本分析（1）原料本项目的原料为各种企业产生的废弃物含镍污泥和废酸。随着经济的发展，产生的急需处理的含镍污泥和废酸也在逐年增加。且本项目原料供应充足、成本较低。（2）水源优势本项目可以直接采用河水或地下水为生产用水，经适当处理即可，水

13、源充分，原水处理费用低。2.3.3产品优势本项目生产的产品是各种金属盐类产品，市场广泛、需求量大。所以市场空间大，销售方便快捷，资金回转快。综上所述本项目有较强的市场竞争力，产品质量有保障。第三章 生产规模及产品方案3.1概述本项目采用浸出萃取浓缩结晶工艺，年处理含镍污泥2万吨，主要产品为年产2000t六水硫酸镍、700t五水硫酸铜、550t七水硫酸钴、1300t七水硫酸锌。项目需自制三条生产线：（1）浸出生产线；（2）连续萃取生产线；（3）浓缩结晶生产线;3.2 生产规模、产品、原料及辅助材料 3.2.1 生产规模、产品 本项目设计规模为年处理含镍污泥2万吨。产品方案如下表所示。表3.2-1

14、 产品方案序号品种产品标准计划产量（t）1六水硫酸镍国标20002五水硫酸铜国标7003七水硫酸钴国标5504七水硫酸锌国标1300 3.2.2 原料及辅助材料 3.2.2.1原料本次设计所采用的原料是含镍钴铜锌的污泥，主要来各种企业每年产生的大量含镍污泥。本项目设计年处理含镍污泥量为2万吨，主要原料的成分如下表所示。表3.2-2 典型含镍污泥金属NiCuFeCrZnCdMnCoAl水分干基%834650.0040.22703.2.2.2辅助材料本项目生产过程中需要的辅助材料主要有液碱、石粉、硫酸、盐酸等辅助材料。名称标准年用量t硫酸国标7500液碱国标5000盐酸国标12000碳酸钙国标25

15、00氧化钙国标400氟化钠国标200第四章 工艺流程4.1 工艺流程选择电镀污泥的处理4.2 工艺流程简述本项目含镍钴铜锌污泥的综合处理工艺包括以下几个部分：污泥的酸浸工艺、连续多级萃取分离铜、高纯液浓缩结晶处理工艺。含镍污泥经球磨机制浆后加入硫酸，经过酸浸工艺后压滤，得到富含铜、钴、镍、锌的浸出液和浸出渣。浸出液进入连续多级萃取工艺分别得到铜、镍、锌、钴的浓缩前液和各种废渣。浓缩前液进入浓缩结晶工序，经结晶后得到合格的五水硫酸铜、七水硫酸钴、六水硫酸镍、七水硫酸锌。生产中产生的废渣销售到处理回收铬和铁的企业。其详细工艺流程如下图所示：图 工艺流程图4.3原料场4.3.1概述原料场按照各车间需

16、要的原、燃料量确定，设计年处理量达到 2万吨。4.3.2工作制度按照国家法律规定，采用三班三运转或三班两运转的方式进行倒班生产。4.3.3原料场工艺流程4.3.3.1受料设施原料来源主要通过公路或水路或铁路运输。4.3.3.2原料堆场原料堆场主要堆存含镍钴铜锌的废料 等，并考虑到一定的空间余量。综合原料场共设球磨设备。4.3.3.3给料设施装载机进行加料。4.4浸出车间4.4.1概述浸出车间设计规模为年处理含镍污泥2万吨/年，通过浸出釜将污泥中98%以上的镍、钴、铜、锌等金属提取出来。浸出液送连续萃取车间进行铜、镍、钴、锌的分离和富集，浸出渣外排渣处理处进一步处理。4.4.2工作制度4.4.3

17、工艺流程4.4.3.1球磨工序将粒度一定的含镍钴铜锌污泥与水按一定比例加入球磨机中，随着磨筒的转动，污泥受到冲击、研磨和剪切等作用而被粉碎。物料被粉碎后，用渣浆泵通过管道送往浸出工序。经球磨机粉碎后的矿物粒度为-100目95%。4.4.3.2浸出工艺经球磨机粉碎后的矿物送入浸出釜中，加酸调节pH1.01.5，反应温度控制在85，搅拌反应3h，当pH值为1.52.5时停止反应。铜、镍、锌、钴的浸出率98%以上，反应后的矿浆通过渣浆泵设备进行压力过滤，得到浸出液和浸出渣。浸出液通过管道送入连续萃取车间，浸出液中铜、钴、锌、镍进行回收。浸出渣通过渣浆泵设备送入渣洗涤槽进行搅洗，搅洗后的渣送外排渣处理

18、处集中处理，清洗水反回浸出工艺。4.5连续萃取车间4.5.1概述连续萃取车间是将浸出车间生产的浸出液，经过多级连续萃取，将浸出液中的铜、镍、钴、锌分离，制备的得到富铜液、富锌液、富钴液、富镍液及铁铬废渣。废渣送往外排渣处理处集中处理，各种富液送往浓缩结晶车间。车间共需建设铜萃取生产线、锌萃取生产线、除杂生产线、镍钴分离生产线。4.5.3.1设计规模本生产线设计规模为处理浸出液4万t/a，生产富铜液、富锌液、富钴液、富镍液。4.5.3.2工艺流程生产原料为浸出车间生产的浸出液，萃取液采用复合萃取剂做载体，形成铜萃取有机相。复合萃取剂采用有机相组成（V/V）为20%+260#溶剂油。萃取过程按有机

19、相：水相（O:A）=1：1，起始pH为2.0-2.5，在30-40温度下，采用多次萃取形式以最大限度地萃取浸出液中的铜，铜回收率可达 99.5%。萃余液中铜含量0.01g/L，送往除杂工序。4.5.4除杂生产线4.5.4.1设计规模本生产线设计规模为处理含铜0.01g/L的萃余液4万t/a，产生废渣3300t/a，镍钴溶液4.3万t/a。4.5.3.2工艺流程（1）除铁工艺采用铜萃取生产中产生的萃余液为原料，加入25%的石灰浆溶液，调节pH为3.5，在85温度下反应4h，经压力过滤后得到除铁铬液和铁铬渣。反应后除铁铬液中铁0.01g/L。（2）萃取锌采用P204萃取其中锌，形成负载有机相，然后

20、用高酸进行反萃取富集锌浓度。萃余液进行调整PH后进行P204除杂。（3）P204萃取除杂： 将调整溶液PH后的液体采用P204进行萃取除去其中微量杂质。4.5.5镍、钴分离生产线4.5.5.1设计规模本生产线设计规模为处理含除杂后的萃余液4万t/a。4.5.5.2工艺流程采用除杂工序得到的萃余液为原料，根据镍和钴含量的不同分别进行不同的工序。（1）钴含量0.001g/L如果萃余液中的钴含量0.001g/L，直接通过管道送往镍浓缩结晶工序。（2）钴含量0.001g/L如果萃余液中的钴含量0.001g/L，采用P507为载体，萃取形成钴负载有机相。4.6浓缩结晶车间4.6.1概述浓缩结晶车间是将连

21、续萃取车间生产的富铜液、富锌液、富钴液、富镍液经过浓缩结晶后形成各种金属盐。车间共需建设五水硫酸铜生产线、六水硫酸镍生产线、七水硫酸钴生产线、七水硫酸锌生产线。4.6.2工作制度4.6.3五水硫酸铜生产线4.6.3.1设计规模本项目采用铜萃取工艺生产的富铜液做为原料，进行浓缩结晶生产五水硫酸铜，设计规模为年产铜板700t/a。4.6.3.2工艺流程 萃取工艺制得的富铜液中铜浓度为55g/L，采用夹套搪瓷釜为载体，蒸汽加热，蒸发水分，得到浓度为200g/l左右的铜液，然后通冷却水进行降温结晶，带结晶完成后，用离心机进行分离，晶体烘干水分后得成品。4.6.4六水硫酸镍生产线4.6.4.1设计规模本

22、项目采用萃取富集的工艺生产的富镍液做为原料，进行浓缩结晶生产六水硫酸镍，设计规模为年产镍板2000t/a。4.6.4.2工艺流程萃取工艺制得的富镍液中镍浓度为80g/L，采用夹套搪瓷釜为载体，蒸汽加热，蒸发水分，得到浓度为200g/l左右的镍液，然后通冷却水进行降温结晶，带结晶完成后，用离心机进行分离，晶体烘干水分后得成品。4.6.5七水硫酸钴生产线4.6.5.1设计规模本项目采用萃取富集浓度的工艺生产的富钴液做为原料，进行浓缩结晶生产七水硫酸钴，设计规模为年产钴板550t/a。4.6.5.2工艺流程萃取工艺制得的富钴液中钴浓度为80g/L，采用夹套搪瓷釜为载体，蒸汽加热，蒸发水分，得到浓度为

23、200g/l左右的钴液，然后通冷却水进行降温结晶，带结晶完成后，用离心机进行分离，晶体烘干水分后得成品。4.6.6七水硫酸锌生产线4.6.6.1设计规模本项目采用萃取富集浓度的工艺生产的富锌液做为原料，进行浓缩结晶生产七水硫酸锌，设计规模为年产钴板1300t/a。4.6.6.2工艺流程萃取工艺制得的富锌液中锌浓度为60g/L，采用夹套搪瓷釜为载体，蒸汽加热，蒸发水分，得到浓度为200g/l左右的锌液，然后通冷却水进行降温结晶，带结晶完成后，用离心机进行分离，晶体烘干水分后得成品。第五章 原辅料及动力燃料供应本项目主要的原料为含镍钴铜锌的污泥；辅助材料石灰、液碱、碳酸钙、盐酸、硫酸等；固体燃料主

24、要是焦煤、煤等，动力燃料消耗主要由：电、水、蒸汽、压缩空气等。5.1 原辅料供应5.1.1 原料供应本项目的原料供应见表5-1。表5-1 原料供应表序号名称单位需求量1含镍污泥t/a200002t/a3t/a4小计t/a200005.1.2 辅料供应本项目的辅料供应见表5-2。表5-2 辅料供应表序号名称单位需求量1硫酸t/a75002石灰t/a4003液碱t/a50004盐酸t/a120005碳酸钙t/a26006双氧水t/a6007氟化钠t/a2008小计t/a5.2 动力燃料供应5.2.1 燃料供应（1）固体燃料供应本项目的固体燃料消耗见表5-3。表5-3 固体燃料供应表序号名称单位需求

25、量1原煤t/a21452t/a3t/a7小计t/a21455.2.2 动力消耗（1）电本项目的耗电量：5544103kWh/年。（2）水本项目的耗水量：30000m3/年。（3）蒸汽本项目的氮气消耗量：7500m3/年。6.2.2 建设项目主要危险及有害因素分析6.2.2.1自然灾害危险、有害因素（1）项目建设地抗震设防烈度为6度以上，设计基本地震加速度值为：0.05g。地震的发生有可能对建（构）筑物构成危害。（2）影响本区大风天气类型为寒潮、风暴、雷暴等，这些灾害对建（构）筑物构成危害。低温冰冻天气对户外输送液体管网及设备产生冻裂危害。（3）雷电对建（构）筑物构成危害。10.2.2生产工艺危

26、险、有害因素（1）灼烫冶炼工艺系统蒸汽管道遍布各个车间，操作人员直接接触到会造成高温烫伤事故。（2）触电伤害若电气设备发生事故或电气设备安装不规范，缺少接地或接零，或接地接零损坏失效，会发生触电伤害事故。电气线路无保护套管或绝缘损坏，接触人体会发生触电事故。（3） 雷电危害建筑物和户外设施未设置防雷接地或防雷接地设施失去效用，以及户内设备未设置保护接地或设置的保护接地设施失去效用，雷雨天气易发生雷击事故，致使建筑物和户外设施、生产设施、作业人员遭受雷电伤害或引发火灾、爆炸事故。（4） 机械伤害 生产装置中的运输机、压滤机、机泵等多种转动或往复设备，容易造成碰撞、夹击、剪切、卷入等多种伤害。当运

27、动部分缺少护栏护罩时，职工触及可能发生撞击，衣物或长发被缠绕而造成伤害。（5）起重伤害冶炼工艺系统安装有桥式双梁吊车、起重机械，吊具或吊装容器损坏、物件捆绑不牢、挂钩不当、起升机构的零件故障（特别是制动器失灵、钢丝绳断裂）等会引发所吊装重物坠落，对现场作业人员造成起重伤害事故。（6） 车辆伤害冶炼工艺系统中使用的机动车辆比较多，存在车辆碰撞、挤轧、擦刮设备与管线等事故的危险，同时也有可能发生人员受到车辆伤害的危险。（7） 高空坠落及物体打击工作人员在离基准面大于2m 的高度进行设备的安装、拆卸、检查、维修或操作等作业时，有从高处坠落的危险。6.2.2.2 劳动安全方面采取的对策措施（1） 全厂

28、消防 本工程消防设计遵循“预防为主、防消结合”的原则，在全厂范围内设置消防设施，并按各车间、场所发生火灾的性质和特点选择不同的消防设施，防止火灾危害。 工程消防系统以水消防为主，移动式灭火器为辅，对主厂房及辅助、附属建、构筑物等处主要依靠消火栓灭火，所有建构筑物内部将视其重要性及类别分别设置干粉、手提式、推车式灭火器，对特别重要的主变压器、油库等火灾危险场所还设置了专用消防设施。（2）自然灾害防范措施（a）地震防范措施本项目地震按6度设防区，对所有建（构）筑物均按建筑抗震设计规范GB 50011-2001（2008年版）要求进行抗震设计。电气设备室及相关建构筑物按电力设施抗震设计规范GB502

29、60-96进行设计。（b）气候防范措施如果项目建设地风速较大，对高大建（构）筑物、室外设备和管道均作抗风载设计。项目所在地冬季结冰时期对设备和管道的介质输送和运行造成一定危害，对可能发生冰冻的设备和管道采取保温隔热处理。防雷电及接地按建筑物防雷设计规范GB50057-94（2000年版）要求，主要生产厂房、露天安装的设备及建构筑物按三类防雷建筑物进行防雷设计。总压站、液氧气化站按二类防雷建筑物进行防雷设计。（3）生产工艺危险、有害因素的防范措施（a）对工程中的热力设备（包括烟道）及管道，采用保温材料进行保温隔热，使其表面温度不大于50，防止烫伤事故。对冬季可能造成冻裂事故的设备和管道还设置电伴

30、热设施。（b）防触电设置接零、接地保护系统安装漏电保护器加强绝缘电气隔离提供36V安全电压电源屏护和安全距离（c）防雷安全措施直击雷防护烟囱、220kV变电站、高低压变配电所等建筑物采取防直击雷的措施。二次放电防护。保证接闪器、引下线、接地装置与邻近导体之间有足够的安全距离。感应雷防护雷电感应也能产生很高的冲击电压，在电力系统中应与其他过电压同样考虑；在建筑物和构筑物中，应主要考虑由二次放电引起爆炸和火灾的危险。无火灾和爆炸危险的建筑物及构筑物一般不考虑雷电感应的防护。（d） 机械设备安全措施采用本质安全技术。机械选用材料的性能数据、设计规程、计算方法和试验规则，都应该符合机械设计与制造的专业标准或规范的要求，使零件的机械应力不超过