軋鋼酸洗廢液制備微納米氧化鐵材料項目可行性研究報告

2008 年遼寧省科技計劃 節(jié)能減排科技 專項資金 軋 鋼酸洗廢液 制備微納米 氧化鐵 材料項目可行性 研究 報告 （第一期 5000 噸 /年 氧化鐵黑 項目 ） 遼寧工程 有限公司 2008 年 2 月 11 日 - - 目錄 第一章 總論 1.1 項目名稱 5 1.2 項目 建設(shè)總體規(guī) 劃 5 1.2.1概述 1.2.2一期上 5000噸 /年鐵黑項目 1.2.3二期上萬噸級的氧化鐵紅和鐵黃項目 1.2.4生產(chǎn)高檔高附加值磁粉 1.3 技術(shù)經(jīng)濟指標 5 1.3.1生產(chǎn)成本 1.3.2產(chǎn)品售價 1.3.3年創(chuàng) 利潤 1.3.4投資估算 1.3.5資金回報率 1.3.6投資回報期 1.4 工藝技術(shù) 關(guān)鍵 及其特點 6 1.5 廠址概況 6 第二章 項目的可行性分析 2.1 項目提出的背景 6 2.2 項目 現(xiàn)實 意義 7 2.3 氧化鐵行業(yè)舉步維艱，非?？释?改變現(xiàn)狀 8 2.4 廢液資源充分，有望帶來氧化鐵行業(yè)技術(shù)革命 8 2.5 氧化鐵生產(chǎn)企業(yè)沒有使用廢液 原因剖析 8 2.6 廢液制氧化鐵技術(shù) 的優(yōu)越性 9 2.7 該項技術(shù)的成熟程度 及實驗 進展 情況 9 - - 第三章 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案 3.1 生產(chǎn)規(guī)模選擇 依據(jù) 10 3.1.1本地廢液資源 3.1.2氧化鐵市場需求情況 3.1.3目前及長遠規(guī)劃 3.2 產(chǎn)品方案 11 3.3 產(chǎn)品 的質(zhì)量標準及主要質(zhì)量指標 11 第四章 工藝 技術(shù)方案 的選擇 4.1 傳統(tǒng)酸洗廢液處理主要 的三種方法 11 4.2 廢酸液液相催化轉(zhuǎn)化法的理論依據(jù) 12 4.3 生產(chǎn)流程簡述 13 4.4 工藝流程示意圖 14 4.5 主要原輔材料和產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格 14 4.6 原輔材料、動力消耗定額及用量 15 第五章 生產(chǎn)主要 設(shè)備及動力 5.1 設(shè)備概述 16 5.2 主要設(shè)備選擇說明 16 5.3 年產(chǎn) 5000噸鐵黑主要設(shè)備 17 5.4 車間動力需 求 表 18 5.5 儀表 19 第六章 原料、輔助材料的供應(yīng) 6.1 原料的供應(yīng) 19 6.1.1主要原料的品種規(guī)格需求量來源及運輸條件 6.1.2 原料資源的來源、規(guī)模及可靠性 6.2 輔助材料的供應(yīng) 20 第七章 經(jīng)濟 分析 - - 7.1 財務(wù)評價依據(jù)說明 20 7.2 項目總投資 21 7.3 財務(wù)分析 23 7.3.1稅前利潤 7.3.2稅后利潤 7.3.3投資回收期 7.3.4全員勞動生產(chǎn)率 7.3.5投資利潤率 7.4 盈虧平衡分析 23 7.5 敏感性分析 23 7.6 社會效益評價 23 7.7 結(jié)論 24 第八章 分析化驗 8.1 化驗室的任務(wù) 24 8.2 化驗室的設(shè)備 24 8.3 化驗室的 布置及環(huán)境要求 24 8.4 化驗室定員 24 第九章 環(huán)境保護 9.1 廠址與環(huán)境現(xiàn)狀 25 9.2 項目生產(chǎn)過程中的廢物及污染物說明 25 9.2.1廢氣 9.2.2廢渣 9.2.3廢液 9.2.4粉塵 9.2.5噪聲 9.3 環(huán)境保護 25 - - 第十章 勞動保護與安全衛(wèi)生 10.1 勞動保護與安全衛(wèi)生 26 10.1.1建設(shè)項目生產(chǎn)過程中職業(yè)危害因 素分析 10.1.2職業(yè)安全衛(wèi)生防護的措施 10.2 職業(yè)安全衛(wèi)生防護的措施 26 10.2.1防塵 10.2.2防泄漏 10.2.3防暑降溫 10.2.4衛(wèi)生設(shè)施 10.3 消防 26 10.4 防雷及接地安全問題 26 第十一章 工作制度及勞動定員 11.1 工作制度 27 11.2 車間組織形式 27 11.3 車間勞動定員 27 第十二章 工程實施 計劃 12.1 建設(shè)周期的規(guī)劃 28 12.2 項目實施進度規(guī)劃 28 第十三章 其它需要說明的問題 13.1 項目設(shè)計說明 28 13.2 市場信息 28 13.3 能源綜合利用 28 13.4 后記 29 - - 第一章 總論 1.1 項目名稱 : 軋鋼酸洗廢液制備微納米氧化鐵材料項目 1.2 項目建設(shè)總體規(guī)模 1.2.1概述： 利用酸洗廢液生產(chǎn) 氧化鐵技術(shù)不僅 能 解決當(dāng)?shù)丨h(huán)境污染，降低企業(yè)治污費用，而且因其生產(chǎn)不再使用鐵皮， 可 大大降低氧化鐵的 生產(chǎn)成本 。廢液 資源非常豐富，具有廣泛的發(fā)展空間，該技術(shù)的工業(yè)化生產(chǎn)必將帶來氧化鐵行業(yè)的大革命， 給 傳統(tǒng)氧化鐵生產(chǎn)技術(shù)帶來巨大沖擊 。 該技術(shù) 是一項利國、利民、利 己的朝陽項目，是符合國家“節(jié)能減排”發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟政策的 ，誰先抓住機遇，誰就可能領(lǐng)導(dǎo)氧化鐵發(fā)展方向。 1.2.2 一期先上 5000 噸 /年鐵黑項目。 大約在二年內(nèi) ， 擴產(chǎn)到 10000噸 /年，可以 消化 本地廢液的 25%。 1.2.3 二期上萬噸 級 氧化鐵紅和氧化鐵黃項目 ， 將本地酸洗廢液完全消化掉。 使氧化鐵總生產(chǎn)規(guī)模達到 4萬噸以上，成為全國較大氧化鐵生產(chǎn)單位。 1.2.4 生產(chǎn)高檔高附加值磁粉。對鐵黑生產(chǎn)裝置，增加一套純 凈 水生產(chǎn)裝置和 后處理 憎水罐， 就 可以生產(chǎn)激光復(fù)印機、打印機所用的高檔的磁粉 ，其進口價格每噸 2萬多 元 ，小試樣品各項磁參數(shù)已達到或超過法國拜耳 進口 8706指標 。 1.3 主要 技術(shù)經(jīng)濟指標 1.3.1生產(chǎn)成本 :2923 元 /噸 (見成本核算表 ) 1.3.2產(chǎn)品售價： 4000元 /噸 1.3.3年創(chuàng) 利潤 :年創(chuàng)利潤 538.5萬元 （稅 前 ） 。 1.3.4投資估算 :955 萬元。 1.3.5資金回 報率 :56.39%。 1.3.6投資回報期 :1.77年 1.4 工藝技術(shù) 關(guān)鍵 及其特點 - - 該項目使用 “ 液相催化轉(zhuǎn)化法生產(chǎn)氧化鐵 ” 技術(shù) 。 該 技術(shù)是 遼寧工程有限公司 魏雨教授多年在氧化鐵研究領(lǐng)域所取得的科研成果。 技術(shù)關(guān)鍵 是直接用 含鐵廢酸液液相催化合成 氧化鐵， 不論制備 鐵黑 、 鐵紅 還是 鐵黃 ,都不用做晶種 ,通過調(diào)整生產(chǎn)參數(shù)能生產(chǎn)出不同的產(chǎn)品。這也是為什么氧化鐵生產(chǎn)廠家一直不能利用廢液的關(guān)鍵所在。 其特點是 :工藝簡單，流程短，易操作， 無污染。 經(jīng)中試后，技術(shù)成熟，具備了工業(yè)化生產(chǎn)技術(shù)條件。 1.5 廠址概況 1.5.1 選 址 :因為廢液 本身的特點，不宜遠途運輸，所以適宜在廢液集中的地方上裝置。 同時考慮到長遠發(fā)展， 廠 地要 留有發(fā)展空間 。 1.5.2整 體規(guī)劃 1.5.2.1 輔助設(shè)施統(tǒng)一考慮：公 共 部分如水、電、汽等輔助設(shè)施統(tǒng)一考慮 。 在上 5000 噸鐵黑生產(chǎn)裝置時 ,應(yīng)考慮到 二期規(guī)劃 。 1.5.2.2 生產(chǎn)裝置的相同部分可以 規(guī)劃 在一起 ,以 便統(tǒng)一管理。如：原料存儲區(qū)，原料精制區(qū)，最后產(chǎn)品庫房等應(yīng)規(guī)劃在一起。 1.5.2.3 工廠運輸 :在規(guī)劃時要考慮到原料及產(chǎn)品的運輸能力 ，主要是汽運， 所以 廠 址 交通要方便 。 第二章 項目的可行性分析 2.1 項目提出背景 : 隨著 社會的高速發(fā)展，人類對社會資源的過度開采，已造成了嚴重的環(huán)境污染?！把h(huán)經(jīng)濟”的可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略已成為全人類共同追求的目標。而我國一方面是社會對鋼鐵需求大幅增長，在加工過程中產(chǎn)生大量的 含 鐵廢酸液，因其 嚴重的腐蝕性和危害性 ，已被列入國家危險廢物名錄。該類廢液的直接排- - 放不僅嚴重污染環(huán)境，而且造成極大的 資源 浪費。 另一方面是以鐵皮為原料的氧化鐵制造行業(yè)，每天都在大量的消耗鐵資源，年耗量在 70 多萬噸 ,價值 14 億多。若能通過技術(shù)革新 ,利用廢酸液中的鐵取代鐵皮直接生產(chǎn)出市場所需的氧化鐵，既解決了環(huán)境污染，為社會節(jié)約了大 量的資源，又使企業(yè)降低了生產(chǎn)成本，不僅給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益，也有廣泛的社會效益。 目前 還沒有科學(xué)的治理辦法 ,科學(xué)的處理辦法應(yīng)該是資源的重復(fù)利用 ，走循環(huán)經(jīng)濟的發(fā)展道路，變廢為寶，既解決環(huán)境污染問題，又為社會節(jié)約大量寶貴資源。 2006年魏雨 教授 根據(jù)國家對環(huán)保力度的加大，憑借多年對氧化鐵的研究，發(fā) 現(xiàn) 就酸洗廢液生產(chǎn)氧化鐵系列產(chǎn)品技術(shù)開發(fā)具有 巨 大的經(jīng)濟效益和社會效益 。 意識到這個項目的 龐 大市場潛力，在 魏雨教授的帶領(lǐng)下，經(jīng)過近 一年 的努力， 目前該技術(shù)的實驗工作已 基本結(jié)束。產(chǎn)品質(zhì)量主要指標已遠遠高于國內(nèi)鐵黑專業(yè)生產(chǎn)廠廣 西 722 水平。（見附表 13 廢液送樣對照表） 2.2 項目的 現(xiàn)實 意義： （ 1） 酸洗廢液已嚴重影響到本地經(jīng)濟的發(fā)展。根據(jù)國家 “ 十一五 ” 規(guī)劃，“節(jié)能減排”已成為國家一項重要舉措， 建設(shè)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型是社會發(fā)展的必然選擇。若不能從根本上治理廢液問題必將對本地經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生阻礙作用。 （ 2） 該項目能根治廢液，變廢為寶。 依據(jù) 當(dāng)?shù)?產(chǎn)廢液 1000噸 /天（一年約 35 萬噸）。 酸洗廢液中的主要成份是廢酸和鐵，其 中鐵 含量為 2mol/L（做實驗所用的 鞍山 廢液），鐵含量非常高，一年廢液全部回收的話，可產(chǎn)鐵黑 4.5 萬噸、 或鐵紅 3萬噸或鐵黃 5萬噸?？梢詾閲夜?jié)約鐵皮 3.92 萬噸，折合人民幣9000 萬元。 （ 3） 該項目不僅解決了本地廢液的環(huán)境污染，還節(jié)約了大量鐵資源。既有重大的社會效益，又有巨大的經(jīng)濟利益。 （ 4） 該項目符合國家“循環(huán)經(jīng)濟、可持續(xù)發(fā)展”政策，會- - 得到政府的大力支持。如：稅收政策、創(chuàng)新基金等。 2.3 氧化鐵行業(yè)舉步維艱，非?？释淖儸F(xiàn)狀 氧化鐵是重要的無機顏料 ， 主要包括鐵紅、鐵黃、鐵黑、鐵綠、鐵棕等，均以鐵為主要原料。我國是世界氧化鐵生產(chǎn)大國， 主要以出口為主。 2006 年國內(nèi)氧化鐵銷售量為 61.52 萬噸，出口 35.52 萬噸 ， 占總 銷 量的 50% 以上 ， 是全球最大的氧化鐵貿(mào)易國 。 但我國的氧化鐵產(chǎn)品大多都是普通氧化鐵，品質(zhì)低，成本高 ， 特別是目前原材料廢鐵、低碳鐵皮等 資 源大幅漲價 ， 而氧化鐵價格不能上調(diào)，已 使氧化鐵生產(chǎn)企業(yè)處于困境 。今年我國取消了氧化鐵出口退稅政策，這對目前高能耗，品質(zhì)低、微利生產(chǎn)、競爭激烈的氧化鐵生產(chǎn)企業(yè)來說真是雪上加霜。氧化鐵行業(yè)已到了一個非常時期，所以誰先進行技術(shù)創(chuàng)新，用廢酸液生產(chǎn)出高品位的氧化鐵系列產(chǎn)品， 降低生產(chǎn)成本， 誰就能抓住先機，占領(lǐng)市場。該項技術(shù)的工業(yè)化必將給企業(yè)帶來巨大的經(jīng)濟效益和社會效益，對傳統(tǒng) 的氧化鐵行業(yè)帶來一次大的革命。 2.4 廢液資源充分，有望帶來氧化鐵行業(yè)技術(shù)革命 僅 鞍山 本地 一年 35 萬噸 的 廢酸液 ， 就能生產(chǎn) 氧化鐵 4-5萬 噸。 再加許多鋼管廠， 估計 我國每年廢液的排放量大約有 幾百萬噸，完全能滿足普通氧化鐵的生產(chǎn)所需。 這也是該技術(shù)的重要意義所在。 2.5 氧化鐵生產(chǎn)企業(yè)沒有使用廢液原因剖析 關(guān)鍵是沒有成熟生產(chǎn)技術(shù)。由于 氧化鐵行業(yè)是勞動和資源密集型產(chǎn)業(yè)，技術(shù)含量很低，多年來的發(fā)展一直是依靠資源的投入推動，技術(shù)進步的貢獻很小 ， 在技術(shù)革新方面投入不足 是造成現(xiàn)狀的主要原因 。 另外 若改為廢液做原料不僅要投入大量研 發(fā)資金 ,而且廢液 區(qū)域性特點造成的 不便 運輸 ， 可能也是影響過去沒有大量投入的原因 之一 。 2.6 廢液制氧化鐵技術(shù) 的優(yōu)越性 - - 國內(nèi)傳統(tǒng)生產(chǎn)的氧化鐵產(chǎn)品大部分是中低檔的，技術(shù)含量低，競爭激烈，利潤空間小，而且還有環(huán)境污染。而我們所開發(fā)的產(chǎn)品原料易得、成本低、節(jié)約資源，品質(zhì)既有普通的氧化鐵顏料，也有耐高溫中檔技術(shù)， 更 有高附加值的磁粉級的和納米級的高科技含量的氧化鐵。 可以 根據(jù)市場需求逐步推出不同級別的氧化鐵生產(chǎn)技術(shù)。 2.7 該項技術(shù)的成熟程度 及實驗 進展 情況 魏雨教授自 1990 年以來一直從事超細氧化鐵的技術(shù)開發(fā)工作，先后承擔(dān) 了國家、省多項科研計劃項目，取得了多項具有國際先進水平的成果，成為國內(nèi)氧化鐵行業(yè)的知名專家，是國家科技部和省科技廳自然科學(xué)基金、各項科研計劃、成果獎勵等領(lǐng)域的評審專家。 在魏 教授的帶領(lǐng)下，經(jīng)過近 一年多的 努力，利用廢液 實驗已取得了如下成果： 首先利用廢液做了普通氧化鐵黑、磁粉氧化鐵黑 、 納米級鐵黑，并做了 50L 中試 和 3000L試生產(chǎn) （租 賃 設(shè)備生產(chǎn)） 。納米鐵黑 產(chǎn)品已出口美國 ， 產(chǎn)品質(zhì)量達到代表國際先進水平拜耳公司相應(yīng)標準。普通鐵黑各項指標均優(yōu)于國內(nèi) 722 水平 ，特別是顏料的主要指標吸油量比國內(nèi)低一倍多，遮蓋力高 10%以上 。磁粉氧化鐵黑 各項磁參數(shù)已達到了國內(nèi)北礦和國外拜耳的水平。 （見附表 12、 13） 其次利用廢液 開發(fā)的 鐵黃 實驗室技術(shù)已完成， 鐵紅小試 已做出了樣品，正在優(yōu)化 實驗 條件，有望年底完成 。 到目前我們已 成功制作了耐高溫鐵黑、鐵紅；耐高溫氧化鐵紅比利比亞的 耐溫性 還高 100 多度。 我們現(xiàn)有 50L 的中試實驗裝置 。本著科學(xué)負責(zé)的態(tài)度，降低工業(yè)化生產(chǎn)風(fēng)險， 正在設(shè)計一套 1000L試生產(chǎn)裝置 。 第三章 生產(chǎn)規(guī)模及產(chǎn)品方案 3.1 生產(chǎn)規(guī)模選擇 依據(jù) - - 3.1.1本地廢液資源 依據(jù) 鞍山 年產(chǎn)廢液約 35 萬噸。全部回收的話，可產(chǎn)鐵黑4.5 萬噸、 或鐵紅 3萬噸或鐵黃 5 萬噸。 合理利用這些資源，變廢為寶，既解決了環(huán)保問題，也為為國家節(jié)約大量資源，符合國家所提倡的循環(huán)經(jīng)濟可持續(xù)發(fā)展的科學(xué)發(fā)展觀， 所以應(yīng)長遠考慮 根據(jù)本地廢液情況，逐步將其全部消化掉，既解決社會污染問題，同時又為本地經(jīng)濟發(fā)展找到新的增長點。 3.1.2氧化鐵市場需求情況 2006年氧化鐵總銷量為 61.52萬噸 ,比 2005年的 56.77增加 8.4%，其中鐵紅 銷 量最大，為 26.52 萬噸，但其競爭激烈，市場趨于飽和，而鐵黑增量為 17.2%,增長最快 ,這是我們首選鐵黑的原因之一。 二是 鐵黑 生產(chǎn)廠家少。據(jù)了 解全國氧化鐵黑生產(chǎn)廠家主要有兩家：廣西 百合 和天津。去年廣西 百合 擴產(chǎn)一倍，由 5000 噸 /年增長為 1萬噸。三是我們的產(chǎn)品質(zhì)量好，成本低，易占領(lǐng)市場。所以以鐵黑為起點，逐步擴產(chǎn)增加品種。 3.1.3目前及長遠規(guī)劃 根據(jù) 以上分析， 以 鐵黑 為突破口，當(dāng)鐵黑達到一萬噸，在氧化鐵行業(yè)必然 引 起大的影響，然后在上萬噸級的鐵紅、鐵黃。國家 5000噸 /年以下氧化鐵企業(yè)屬關(guān)閉型，所以 先上 5000 噸 /年鐵黑生產(chǎn)裝置， 在二年內(nèi) ，擴產(chǎn)到 一 萬噸。 第二期，當(dāng)鐵黑生產(chǎn)穩(wěn)定，投資回收大部分后，設(shè)計上萬噸級的鐵紅、鐵黃。將 本地 廢液 全部 消化 掉 ，并形 成利用廢液生產(chǎn)氧化鐵的生產(chǎn)大戶。 第三步當(dāng)生產(chǎn)穩(wěn)定后，技術(shù) 向外擴張，逐步取代現(xiàn)有氧化鐵生產(chǎn)工藝，領(lǐng)導(dǎo)全國氧化鐵行業(yè)。 3.2 產(chǎn)品方案 3.2.1公稱能力： 5000噸 /年 3.2.2設(shè)計能力： 20 噸 /天 3.2.3年操作日： 300 天 - - 3.2.4產(chǎn)品與國家產(chǎn)業(yè)政策的要求。 該產(chǎn)品方案的實施，其科技含量高，屬于創(chuàng)新技術(shù)，不但解決當(dāng)?shù)貜U液問題，同進也解決了氧化鐵行業(yè)資源消耗，是符合國家的產(chǎn)業(yè)政策和行業(yè)發(fā)展規(guī)劃的 。 3.3 產(chǎn)品的質(zhì)量標準及主要質(zhì)量指標 3.3.1 產(chǎn)品 的質(zhì)量標準 : 該產(chǎn)品執(zhí)行中華人民共和國化工部 HG/T 2250-91 標準 之規(guī)定。 3.3.1產(chǎn)品 的主要技術(shù)質(zhì)量 指標 ： 見 附表 2 第 四 章 工藝 技術(shù)方案 的選擇 4.1 傳統(tǒng)酸洗廢液處理主要 的 三種方法 4.1.1 焙燒法或流化床法 制 氧化鐵紅 并副產(chǎn) 鹽酸 的生產(chǎn)工藝 。 鞍山 市清源廢酸處理廠采用的就是這種工藝，產(chǎn)品是氧化鐵紅并副產(chǎn)鹽酸。 基本原理是對廢液進行培燒，廢液中的水分和氯化氫蒸發(fā)，收集制成鹽酸，固體殘余物經(jīng)培燒生成氧化鐵紅。 但 該工藝生產(chǎn)所得的鹽酸濃度 太 稀，生產(chǎn)的氧化鐵紅 純度低、著色力差、色相 等 指標均無法滿足市場對鐵紅顏料的要求，堆的到處都是 ， 造成了新的污染， 未 能從根本上 解決廢液的再利用問題。 該廠五年間在國內(nèi)請了很多專業(yè)人士，尋求解決上述問題，均未果。 4.1.2石灰 中和處理再加絮凝劑沉降 工藝 此工藝 用石灰 首先 中和廢液里的酸， 然后 與廢液中的鐵形成膠體沉淀， 最后 再加絮凝劑除去其余雜質(zhì)，使水質(zhì)達到排放標準。該工藝雖能解決 廢液 排放的問題，但造成了新的 固體 污染 。 石灰與鐵，以及絮凝劑沉淀雜質(zhì)后形成固體無法處理，對環(huán)境造成了二次污染。而且對于廢水的處理增加了企業(yè)的成本，僅僅是解決了廢液的排放問題，沒有達到變廢為寶，為企業(yè)進行創(chuàng)利的目的。 4.1.3直接排放地表或深井 - - 還有一些廢液根本不 處理， 直接排入地表水體 ，造成了地表水嚴重污染，這種現(xiàn)象若不從根本上進行治理，必將 對周圍的環(huán)境造成嚴重的污染，直接關(guān)系到人們的飲水問題，長期不從根本上治理，將會帶來嚴重的后果 。 綜 述 以 上 酸洗廢液的處理方法均沒能徹底解決廢液的污染問題，更不能變廢為寶，引導(dǎo)企業(yè)自覺的進行廢液的治理，無法 從 根本 上 扭轉(zhuǎn)酸洗廢液對環(huán)境的污染， 不能 適應(yīng)國家廢物二次利用和可持續(xù)發(fā)展的政策要求。而 廢酸液液相催化轉(zhuǎn)化法 工藝所用的主要原料就是酸洗廢液，生產(chǎn)出的氧化鐵黑無論是顏色還是含量等其他指標均優(yōu)于市場上鐵黑 722 的標準，生產(chǎn)過程中不造成 二次污染，副產(chǎn)的氯化鈉可作為工業(yè)鹽使用，既解決了廢液的污染，又為企業(yè)提供了新的利潤增長點。 4.2 廢酸液液相催化轉(zhuǎn)化法的 理論依據(jù) 4.2.1精制工段 ： 利用助劑和極少量 還原劑與 廢液里的酸反應(yīng)，對廢酸起到有效的利用 。 其他微量雜質(zhì) ， 如 ： 鋼鐵鈍化劑和表面活性劑等 ，將 以離子的形式進入精制的亞鐵溶液 。 反應(yīng)工段 中 ， 在助劑的作用下， 吸附到鐵黑顆粒表面，對產(chǎn)品起到分散效果。還原劑（主要是鐵）與廢液中的三價鐵反應(yīng)形成亞鐵進入反應(yīng)液。反應(yīng)式如下 ： Fe + HCl = FeCl2+ H2 2FeCl3+H2 = 2FeCl2+2HCl 總式： Fe + 2FeCl3= 3FeCl2 4.2.2催化共沉淀工段 ： 精制 廢液中的鐵鹽與 定量 氫氧化鈉迅速反應(yīng)生成氫氧化亞鐵沉淀 。加入 CAT 后， 向氫氧化亞鐵沉淀中通入空氣，將部分氫氧化亞鐵氧化為氫氧化鐵沉淀，生成的氫氧化鐵與催化劑和- - 氫氧化亞鐵形成共沉淀，最后脫水形成四氧化三鐵。 反應(yīng)方程式如下： FeCl2+ 2NaOH = Fe(OH)2 + 2NaCl 4Fe(OH)2 + O2 + 2H2O 4Fe(OH)3 Fe(OH)2 +2Fe(OH)3 FeOFe2O34H2O 脫 水 Fe3O4 + H2O 4.3 生產(chǎn)流程簡述 4.3.1精制工段 將一定量的廢液通入精制釜中，加入適量 還原劑 和助劑，升溫至反應(yīng)溫度進行反應(yīng)，反應(yīng)完成后，將反應(yīng)液通入過濾器進行過濾，除去固體雜質(zhì)，引入精制液儲罐中備用。 4.3.2催化共沉淀工段 首先將已精制好的廢液通入反應(yīng)釜中，加入適量水，再加入燒堿調(diào)節(jié)反應(yīng)液 pH 值至指定范圍，然后加入催化劑，最后補水定容至指定容積，開始升溫。當(dāng)溫度到達反應(yīng)溫度時，向反應(yīng)液中通入空氣進行反 應(yīng)，反應(yīng)過程中要檢測反應(yīng)液 pH 值和通氣量的變化。反應(yīng)到達一定時間，經(jīng)檢驗分析合格后，進入下個工段。 4.3.3后處理工段 將反應(yīng)液經(jīng)過濾器進行過濾，即得氧化鐵黑粗品，然后進行水洗、干燥、粉碎、包裝、入庫。 4.4 工藝流程示意圖 CAT CAT - - 4.5 主要原材料和產(chǎn)品的技術(shù)規(guī)格 4.5.1主要原料液堿的指標 附表 1離子交換膜法氫氧化鈉技術(shù)指標 GB/T11199-89 指 標 名 稱 合格級 型指標 試 驗 方 法 氫氧化鈉含量， % 32.0 GB11213.1， GB4348.1 碳酸鈉含量， % 0.06 GB7698(甲法 ) 氯化鈉含量， % 0.01 GB11213.2 三氧化二鐵含量 % 0.0005 GB4348.3 氯酸鈉含量， % 0.002 GB11200.1 氯化鈣含量， % 0.001 GB11200.3 三氧化二鋁含量 % 0.001 GB11200.2 二氧化硅含量， % 0.004 GB11200.4 硫酸鈉含量， % 0.002 GB11200.6 4.5.2產(chǎn)品氧化鐵黑的質(zhì)量指標 附表 2 氧化鐵黑顏料技術(shù)指標 HG/T 2250-91 酸洗廢液 過濾 合成 催化劑 空氣 堿 干燥 粉碎 包裝 入庫 過濾 水洗 還原劑 助劑 - - 項 目 指 標 一級品 合格品 鐵含量以 Fe3O4(105烘干 )表示， % 95 90 105揮發(fā)物 ， % 1.0 2 水溶物 ， % 0.5 1 篩余物（ 45m篩孔）， % 0.4 1 水萃取液酸堿度， mL 20 20 水懸浮液 pH 值 58 58 吸油量， g/100g 1525 1525 總鈣量（以 CaO 表示）， % 0.3 0.3 顏色（與標準樣比） 近似 微 稍 相對著色力（與標準樣比 ）， % 100 90 有機著色物的存在 陰性 陰性 4.6 主要 原輔材料、動力消耗定額及用量 附表 3 原輔材料、動力消耗定額及用量 表 名稱 單位 單耗 單釜用量 年用量 備注 廢液 噸 6 12 30000 還原劑 噸 0.106 0.212 530 液堿 (30%) m3 2.4 4.8 12000 水 噸 10 20 50000 電 kwh 474 947 2370000 蒸汽 (煤 ) 噸 0.26 0.52 1300 折標煤 .因為不同蒸汽熱效應(yīng)有區(qū)別 第 五 章 生產(chǎn) 主要設(shè)備及動力 5.1 設(shè)備概述 - - 5000 噸 /年 鐵黑工程項目中關(guān)鍵設(shè)備是反應(yīng)器，一般設(shè)計院就能設(shè)計。該技術(shù)沒有高要求特制或進口設(shè)備，其它設(shè)備為常規(guī)設(shè)備。 5.2 主要設(shè)備選擇說明 5.2.1反應(yīng)器 本設(shè)計反應(yīng)器為 3600 5000,V=50m3,材質(zhì)為 304不銹鋼 .因為反應(yīng)是氣固液多相反應(yīng)，要求攪拌器的容積循環(huán)和剪切作用都好，所以選擇圓盤渦輪式攪拌器。釜底設(shè)有空氣分布器。加熱方式為夾套加熱。 注：因為該設(shè)備投資占總投資約三分之一，所以我們也在考慮新的反應(yīng)器 材質(zhì) 如復(fù)合板、木質(zhì) 、水泥 等。 反應(yīng)器的設(shè)計是整個生產(chǎn)成功 的核心設(shè)備，其選材及設(shè)計非常小心。 5.2.2過濾器 過濾器選用箱式明流過濾器。這種過濾器是目前該行業(yè)普遍使用的。優(yōu)點是工藝成熟，投資低。缺點是操作強度大，現(xiàn)場臟亂?？梢钥紤]用其它代替。 5.2.3干燥器 選擇是熱風(fēng)循環(huán)烘箱式干燥器， 優(yōu)點是操作穩(wěn)定，工藝成熟，現(xiàn)在好多廠家都在使用。 其缺點是： 占 地太多， 效率低 。 5.2.4 廢液儲槽 用水泥做池子，然后進行玻璃鋼涂層。成本低。使用方便。 5.2.5亞鐵精制釜 常用 材質(zhì)不好選， 選 用搪瓷反應(yīng)釜。缺點是將來反應(yīng)液中小量廢鐵 皮處理不好可能卡閥門， 處理方法是 從上邊引料或進閥前安裝過濾網(wǎng)。 5.3 年產(chǎn) 5000噸鐵黑主要設(shè)備 附表 4 利用酸洗廢液年產(chǎn) 5000噸鐵黑主要設(shè)備一覽表 - - 序號 設(shè)備 名稱 規(guī)格型號 材質(zhì) 單位 數(shù)量 備注 1 反應(yīng)釜 V=50m3, 3600 5000 304 臺 5 套 2 廢液儲槽 V=100m3, 4800 6000 水泥 +玻璃鋼 個 2 3 亞鐵儲罐 V=50m3, 3600 5000 聚丙烯 臺 2 4 堿儲罐 V=50m3, 3600 5000 聚丙烯 臺 2 5 板框過濾機 X50/800-u 聚丙烯 臺 3.5 6 空壓機 W-1.0/7,Q=1m3/m 臺 1 無油 7.5 KW 7 堿泵 65FSB-24L 不銹鋼 臺 2 5.5 KW 8 亞鐵液下泵 80FYB-50A 增強 PP 臺 2 7.5 KW 9 粗品導(dǎo)料泵 80UHB-38A 3 7.5 KW 10 亞鐵導(dǎo)料泵 80UHB-38A 氟塑 臺 2 11 KW 11 亞鐵輸送泵 GB80-65-160 2 7.5 KW 12 亞鐵精制 釜 V=50m3, 搪瓷 臺 2 13 箱式干燥器 CT- 臺 30 14 板 框過濾機 XM200/1250-30 聚丙烯 臺 3 15 粉碎機、旋風(fēng)除塵器、脈沖、引風(fēng) WDJ-350 ， 20-325 目，450kg/h，粉碎機 15KW 總功率 23.5KW 套 2 浙江聯(lián)豐 16 混料機 型號 :DSH10， V=10m3,裝 50% 密度 d=0.6， 3T/次 15 分 碳鋼 臺 1 4 KW 17 羅茨風(fēng)機 MJL150b,45kw.Q=17.5m3/m 3 P=88.2kPa 5.4 車間動力需求 附表 5 車間動力需求表 - - 序號 名稱 最大 用 量 平均 需求 備注 1 水 170 噸 /天 8 噸 /小時 主要指生產(chǎn)用水 2 電 430 度 /小時 400 度 /小時 主要生產(chǎn)用電 3 汽 1 噸 /小時 1 噸 /小時 4 噸爐折算 說明 1.車間用水主要分為五部分：反應(yīng)、洗滌、反應(yīng)液降溫、回流冷凝、車間生活用水如沖地等。 2車間用電負荷主要分為生產(chǎn)設(shè)備正常運轉(zhuǎn)電耗、照明用電。 3車間用汽負荷主要是廢液精制、反應(yīng)液升溫用汽。 附 表 6 鐵黑車間單釜電耗核算表 序號 設(shè)備 名稱 數(shù)量 單位 功率 運 轉(zhuǎn) 時間 度 /釜 最大 用量 1 堿泵 2 臺 5.5 0.5 2.75 2.75 一開一 備 2 亞 鐵 液 下 泵 4 臺 7.5 1 7.5 15 過濾 3 亞 鐵 導(dǎo) 料 泵 2 臺 7.5 0.5 3.75 7.5 到儲罐 4 亞 鐵 輸 送 泵 1 臺 11 0.5 5.5 11 到反應(yīng) 釜 5 反應(yīng)攪 拌 5 個 22 10 220 110 6 粗 品 導(dǎo) 料 泵 5 臺 7.5 1 11 7.5 過濾 7 羅茨風(fēng) 機 5 臺 45 8 370 225 8 引風(fēng)機 1 臺 7.5 4 30 7.5 過濾 9 空壓機 1 臺 7.5 2 15 7.5 11 粉碎機 2 套 23.5 2.5 58.75 23.5 其它 10 5 小合計 734.25 0 折成單 耗 367.125 0 12 干燥箱 2.2 48 106 2.2 KWh/T 13 混料機 4 0.25 0.5 4 合計單 耗 4 7 3 . 6 2 5 428.45 電費成 本 341 元 / 噸 0 .7 2 元 / 度 5.5 儀表 5.5.1反應(yīng) pH計 ； - - 5.5.2反應(yīng)釜遠傳溫度計； 5.5.3反應(yīng)加堿自動控制儀；（也可人工檢測控制） 5.5.4亞鐵精制溫控儀一套。 5.5.5產(chǎn)品包裝 電子 秤 。 第六章 原料、輔助材料的供應(yīng) 6.1原料的供應(yīng) 6.1.1 主要原料的品種規(guī)格需求量來源及運輸條件 見附 表 7 附表 7 主要原料供應(yīng)表 序號 主要原料名稱 規(guī)格 單位 年用量 供貨來源 運輸方式 1 廢液 鞍山 送樣品 噸 30000 當(dāng)?shù)貜U液 管道 2 還原劑 噸 530 本地 汽車 3 液堿 (30%) m3 12000 天津化工廠 汽車 4 催化劑 噸 1 石家莊 汽車 6.1.2 原料資源的來源、規(guī)模及可靠性 a廢液本地資源較豐富，這在前面 2.2中已提到； - - b液堿，可由天津化工廠供應(yīng)，該廠擁有較先進的離子膜燒堿生產(chǎn)裝置，生產(chǎn)規(guī)模大，供應(yīng)本廠需求不成問題。 c還原劑是大眾通用材料，稍加選擇即可。不存在供應(yīng)問題； d催化劑問題，用量少，自己配制，原料也是常用的，不存在供應(yīng)不足問題。 6.2 輔助材料的供應(yīng) 輔助材料用量較少 ,市場供應(yīng)充足 ,滿足生產(chǎn)需要有保障。 第七章 經(jīng)濟分析 7.1 財務(wù)評價 依據(jù)說明 ： 7.1.1生產(chǎn)規(guī)模： 5000噸 /年鐵黑； 7.1.2建設(shè)期及經(jīng)濟計算 期 本項目建設(shè)期為 8個月 ， 經(jīng)濟計算期為 15 年 ； 7.1.3 產(chǎn)品 生產(chǎn)成本 ： 2923 元 /噸（見鐵黑單位成本估算表） 7.1.4產(chǎn)品價格：出廠價 4000 元 /噸 ； 7.1.5稅率：不考慮。 附 表 8 鐵黑單位成本估算表 單價 :元 - - 序號 項目 名稱 規(guī)格 單位 單價 單耗 成本 備注 1 原 材 料 還原劑 Kg 2.2 106 233.2 2 廢液 T 8.9 0 3 堿 G B/T 11199-89 m3 600 3200 1920 4 CAT Kg 500 0.2 100 包括助劑 小計 2253.2 5 動力與能耗 水 T 5 10 50 6 電 kwh 0.72 474 341 0.72 元 /度 7 汽 Kg 0.45 260 117 折標煤 小計 508 8 工資福利 111 人均按 1500元計算 9 制造費用 設(shè)備折舊 70.3 按 15 年計 10 修理費 43.8 固定資產(chǎn) 4% 11 其它 36 銷售費用 1% 合計 2922.3 說明 1. 成本核算中只少財務(wù)費用和部分管理費用 ; 2. 單位生產(chǎn)成本均按 2923計 ; 3. 電耗為方便均按 474 計。 （多計 0.375 度） 7.2 項目 總 投資 ： 總投資額 955 萬元 7.2.1設(shè)備投資 :548萬元（見 5000 噸 /年 鐵黑生產(chǎn)主要設(shè)備投資表） 7.2.2流動資金 :107 萬元 。 (按一個月產(chǎn)品庫存估算 ) 7.2.2其它 資金 :300 萬元（廠房、安裝、輔助設(shè)施 、設(shè)計等） 附 表 9 5000 噸 /年 鐵黑生產(chǎn)主要設(shè)備投資表 單位 :萬元 序號 設(shè)備 名稱 規(guī)格型號 材質(zhì) 單位 數(shù)量 單價 價格 備注 - - 1 反應(yīng)釜 V=50m3, 3600 5000 304 臺 5 53.1 265.5 套 2 廢液儲槽 V=100m3, 4800 6000 水泥 +玻璃鋼 個 2 4 8 3 亞鐵儲罐 V=50m3, 3600 5000 聚丙烯 臺 2 6.25 12.5 4 堿儲罐 V=50m3, 3600 5000 聚丙烯 臺 2 6.25 12.5 5 板框過濾機 X50/800-u 聚丙 臺 3.5 2 7 6 空壓機 WW-0.6/7 臺 1 0.33 0.33 無油 7 堿泵 65FSB-24L 不銹鋼 臺 2 0.72 1.44 8 亞鐵液下泵 80FYB-50A 增強 PP 臺 2 0.95 1.9 9 粗品導(dǎo)料泵 80UHB-38A 3 0.86 2.58 10 亞鐵導(dǎo)料泵 80UHB-38A 氟塑 臺 2 0.86 1.72 11 亞鐵輸送泵 GB80-65-160 2 0.55 1.1 12 亞鐵精制 釜 V=50m3, 搪瓷 臺 2 11.8 23.6 13 箱式干燥器 CT- 臺 30 3.5 105 14 板框過濾 機 XM200/1250-30 聚丙烯 臺 3 9.6 28.8 15 粉碎機、旋風(fēng)除塵器、脈沖 WDJ-350， 20-325目， 450kg/h ，15KW 總功率23.5KW 套 2 4.5 9 16 混料機 DSH10 1 9 9 17 羅茨風(fēng)機 MJL150b 3 5 15 18 管道管件 30 19 其它設(shè)備 10 20 儀表 3 合計 547.97 說明 為了方便總 投資按 548 萬元計 7.3 經(jīng)濟指標 : 7.3.1年銷售收入 :5000 0.4=2000萬元 7.3.2 稅前 利潤 :5000 噸（ 4000 -2923）元 /噸 =538.5萬- - 元。 7.3.3稅后利潤 : 因為是環(huán)保項目，稅可以不考慮。 7.3.4投資 回收期 :955 538.5=1.77年 7.3.5全員勞動生產(chǎn)率 48.65萬元 /人 .年 7.3.6投資 回報 率： 538.5 955=56.39%。 7.4 盈虧平衡分析 以生產(chǎn)能力利用率表示的盈虧平衡點為 22.5%。即當(dāng)產(chǎn)品產(chǎn)量達到生產(chǎn)能力 的 22.5%，即 一年 產(chǎn)量 達到 1125 噸 時 ,職工工資按全年 正常 發(fā)放 ， 企業(yè)就能保本。 7.5 敏感性分析 : 通過對產(chǎn)品銷售價格、固定資產(chǎn)、原輔材料三因素的變化對年利潤這一指標影響程度進行了分析。其對利潤的敏感系數(shù)為： 售價最高為 3.72%; 原輔材料為 1.78%; 固定資產(chǎn)為 0.06%。 從結(jié)果可以看出利潤對于價格敏感性最強，對固定資產(chǎn)變化影響較小。 若售價降 10%其財務(wù)收益率 為 35.44%,仍 遠 遠 高于財務(wù)基準收益率 12%的 23.44 個百分點。所以此項目 具有較強的抗 風(fēng)險 能力 。 7.6 社會效益評價 項目上馬后 ,不僅 能 增加本地的就業(yè)機會 ,促進當(dāng)?shù)氐慕?jīng) 濟發(fā)展 ,更主要的是 能夠 解決當(dāng)?shù)貜U液 污染 ,降低 企業(yè) 治污成本和后顧之憂 ,使 當(dāng)?shù)亟?jīng)濟發(fā)展走上了資源循環(huán)型、環(huán)境優(yōu)好型的良好發(fā)展軌道，具有巨大 的社會效益。 7.7 結(jié)論 - - 我們的產(chǎn)品質(zhì)量 優(yōu) 于 國內(nèi) 722 鐵黑的水平 ，價格 按 市場平均價 ， 一年利潤 保守估算 538 萬元。回報率 達到 56.39%,這在目前各行業(yè)來說是高回報率 ,二年就能收回全部投資 ， 投資風(fēng)險很低， 財務(wù)分析可行。 第 八 章 分析化驗 8.1 化驗室的任務(wù) 8.1.1負責(zé)鐵黑生產(chǎn)原料及成品的分析檢驗； 8.1.2負責(zé)精制硫酸亞鐵 的 質(zhì)量分析； 8.1.3負責(zé)鍋爐水質(zhì)的分析； 8.1.4承擔(dān)廠外排水的監(jiān)測分析。 8.2 化驗室的設(shè)備 按氧化鐵標準要求配制化驗室設(shè)備。 8.3 化驗室的布置及環(huán)境要求 8.3.1 面積 :能夠具備分析化驗室、高溫室、物性測試室、及天平室等常規(guī)分析條件的布置。 8.3.2 環(huán)境要求：地面瓷磚、通風(fēng)櫥、照明。高溫室、分析室、天平室。 8.4 化驗室定員 8.4.1常日班 8.4.2定員： 2人 第 九 章 環(huán)境保護 9.1 廠址與環(huán)境現(xiàn)狀 廠址選在廢液集中的地方，主要目的是集中回收處理現(xiàn) 有廢液。因為該技術(shù)是為了解決廢液污染問題，污染主要成 分 是- - 鹽酸和 FeCl2，而我們所 研發(fā)氧化鐵生產(chǎn)技術(shù)，正是以這兩樣 成分 為反應(yīng)原料，不產(chǎn)生 新的污染物 ，所以 沒有 環(huán)保污染問題 。 9.2 項目生產(chǎn)過程中的廢物及污染物說明 9.2.1 廢氣：本技術(shù)在氧化鐵生產(chǎn)過程中無廢氣產(chǎn)生；只有在廢液精制過程中，因為溫度升高，所以有微量 HCl 氣體溢出 （廢液中 HCl 含量為 0.3%） 。 每 立 方氣體中僅含 0.8ppmHCl。被水吸收后 ，排放水的 PH 也不會低于 6，不會超過國家排放標準（ PH=6-9） 。 9.2.2 廢渣：本工藝 在 亞鐵精制過 程中 產(chǎn)生一種固體廢渣 主要 成分是廢液中的 泥沙 ， 其量很少 ,無毒。 每噸鐵黑不超過 1 公斤 ,每過 一個月集中處理一次 ,處理方法 直接掩埋。 9.2.3 廢液： 每噸 鐵黑 產(chǎn)品生 成 2噸 8%的 NaCl 鹽水 ，經(jīng)過濃縮提取 可 得副產(chǎn) 物工業(yè)食鹽 。 9.2.4 粉塵：在干燥及包裝過程中有大量粉塵產(chǎn)生。處理方法是在粉碎過程中先經(jīng)旋風(fēng)除塵器一級除塵，然后經(jīng)過袋濾除塵，就能將粉塵除凈達到排放標準。 包裝過程中安裝袋濾引風(fēng)裝置即可達到操作現(xiàn)場為負壓，粉塵經(jīng)袋濾回收 利用 ，既解決污染，又減少產(chǎn)品損失。 9.2.5 噪聲：只有鼓風(fēng)機和除塵引風(fēng)機噪聲大，所以其都安裝在室外，對員工無影響 ,且其產(chǎn)品均為成型產(chǎn)品 ,符合國家出廠標準 。 9.3 環(huán)境保護 新建裝置投入運行后 ,無廢水、廢渣、廢氣排放，噪聲設(shè)備符合國家標準 ， 所以能達到環(huán)保要求。 第 十 章 勞動保護與安全衛(wèi)生 - - 10.1勞動保護與安全衛(wèi)生 10.1.1建設(shè)項目生產(chǎn)過程中職業(yè)危害因素分析 因為該項目為無機反應(yīng)，從原料到中間產(chǎn)物及產(chǎn)品都是無毒無害品，且操作工藝簡單， 反應(yīng)條件溫和，低溫常壓，不產(chǎn)生廢氣等有害氣體，職業(yè)危害問題基本不存在。 10.2職業(yè)安全衛(wèi)生防護的措施 10.2.1防塵 上一套成熟的除塵裝置，操作環(huán)境在負壓下操作，操作環(huán)境防