松桃锰系列产品精深加工及配套项目一期工程可行性研究报告.doc

铜仁地区(松桃)锰系列产品精深加工及配套项目(一期)工程可行性研究报告松桃锰系列产品精深加工及配套项目一期工程可行性研究报告第一章 总 论1.1 项目概况项目名称：铜仁地区(松桃)锰系列产品精深加工及配套项目(一期)工程建设规模： 160kt/a电解金属锰（mn99.8%），配套320kt/a硫酸（98%）及余热发建设地址：贵州省松桃县迓驾镇建设单位：贵州武陵锰业有限公司法人代表：电 话：传 真：邮 编：设计单位：长沙有色冶金设计研究院有限公司1.1.1 企业概况贵州武陵锰业有限公司系重庆乌江实业（集团）股份有限公司的全资子公司，是乌江实业实施“电矿结合、多元发展”战略，着力实现电力产业和矿产业的协调发展，而在贵州省投资组建的项目公司。公司成立于2011年1月，注册资本1亿元，位于重庆、湖南、贵州三省（市）交界处的“锰三角”松桃县迓驾镇。公司的组建，主要负责组织实施乌江实业在贵州省松桃县的“锰系列加工项目”。公司将以建设行业内最环保、最节能、最具备可持续发展能力的企业作为生存和发展的宗旨，努力把公司打造成“行业一流、技术领先、清洁环保、高效节能、富有活力”的现代精品企业。重庆乌江实业（集团）股份有限公司始建于1994年10月，是由一个注册资金仅5000万元的县域电力企业发展成的一家以电力、矿业和贸易为主，总资产逾40亿元、年销售收入近20亿元、年创利税近4亿元的综合性集团企业，是渝东南地区电矿产业的龙头企业。多次获“中国最佳诚信企业”、“中国优秀诚信企业”、“中国服务业企业500强”、“重庆最佳诚信企业”、“重庆工业企业五十强”、“重庆企业百强”、“纳税先进企业”、“aaa级信用客户”等荣誉称号。公司电力产业集发电、供电于一体。拥有自发电装机近42万kw、年设计发电能力近16亿kw时，约60万kw的用电负荷，供区分布在重庆市黔江区、酉阳县、秀山县和湖南省花垣县等。公司矿产加工业主要为电解锰、工业硅、铁合金等。其中，旗下的重庆武陵锰业有限公司具备年产电解金属锰逾30kt的能力；重庆乌江实业集团武陵硅业有限公司具备年产工业硅逾60kt的能力。公司贸易产业主要以专业化、市场化和现代化的重庆锰都工贸有限公司为贸易平台，与国内外客户建立了广泛的战略合作关系，销售网络遍布全国及世界各地。1.1.2 项目背景电解金属锰是生产不锈钢、高强度低合金钢及铜、铝等有色金属合金的重要原料，也是制造电焊条、软磁铁氧体、永磁合金及医药化工不可缺少的原料，还是电子行业的基础材料。随着科学技术的不断进步和生产力水平的不断提高，电解金属锰由于它的高纯度、低杂质特点，现已成功而广泛地运用于钢铁冶炼、有色冶金、电子技术、化学工业、环境保护、食品卫生、电焊条业、航天工业等各个领域。近年来，钢铁工业及铝工业的飞速发展，使得电解金属锰的用量日益增加，可以预见，今后钢铁等工业对电解金属锰仍有较大的需求。由于市场对电解金属锰的需求仍在大幅增长，国家正在对电解金属锰行业采取行业准入等一系列的宏观调控政策，一些技术水平落后，节能减排不达标的生产企业将被淘汰，一些有实力的企业正在充分利用当前国家提高电解金属锰行业企业进入门槛的大好时机扩大生产规模。同时，松桃县政府为充分发挥资源优势，加快发展锰工业，大力加强招商引资力度。在松桃苗族自治县国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要中对电解金属锰行业的规划为：电解金属锰产量达350kt/a，而目前松桃县的产能为150kt/a。铜仁地区（松桃）锰系列产品精深加工及配套项目(一期)工程是乌江实业实施“电矿结合、多元发展”战略，着力实现电力产业和矿产业的协调发展，而在贵州省投资的项目。该项目已纳为贵州省2011年重点招商引资项目，并已获批总面积约60km2、总储量约15000kt的矿山作为拟建项目的配套资源保障。1.1.3 项目投资意义本项目是乌江实业始终坚持“电矿结合”发展战略的重要组成部分，而且符合国家产业政策和铜仁地区锰工业发展战略思路的要求。项目的实施，能将公司电矿产业进一步做大做强，使之在市场上更具有竞争力而带来更大的收益，为打造全国知名的精品电矿集团奠定更加坚实的基础。同时，不仅能有力地拉动区域经济的发展和推动区域城镇化的进程，而且也能为我国电解锰行业的良性发展和装备技术水平的提高作出贡献。对于壮大我国电解锰行业，以满足国内钢铁及其它行业飞速发展的需要，带动相关领域的产业发展，具有十分重要的意义。1.2 编制依据及原则1.2.1 设计依据1、2011年1月15日重庆乌江实业（集团）股份有限公司与长沙有色冶金设计研究有限公司院签订的工程咨询合同书（2011长咨字第06号）；2、重庆乌江实业（集团）股份有限公司的委托书；3、贵州武陵锰业有限公司提供的设计基础资料。1.2.2 设计原则1、严格遵循国家有关法律法规和产业政策，执行有关规程、规范和标准；2、严格按照电解金属锰行业准入条件（2008年修订）、电解金属锰行业清洁生产评价指标体系（试行）及清洁生产标准 电解锰行业的要求设计；3、按照有色金属工业项目可行性研究报告编制原则规定（试行）（2001年10月）的要求编制；4、坚持“质量第一，用户满意”的原则，保证总体设计方案技术先进，经济合理，安全可靠；5、在稳妥可靠和投资合理的前提下，力争在现有电解金属锰的生产工艺和装备技术等方面要有较大的改进，达到国内锰行业一流水平；6、重视环境保护，要充分考虑周边环境的容量。废渣、废气和废水的治理同时设计、同时施工、同时投产，使污染物的排放达到国家标准；7、节约能源和资源，从工艺选择和设备选型上，注重节约能源和资源的综合回收；8、采取具体措施，满足职业安全卫生及消防的要求。1.3 设计范围设计范围包括生产流程包含的所有车间及设施，即电解金属锰生产的原料贮存及制粉车间、浸出化合车间、过滤车间、电解车间、溶剂制备车间及渣库等，硫酸生产的原料及熔硫工段、焚烧及转化工段、风机房、干吸工段、尾吸工段、成品工段、余热发电等，以及水源地、污水处理站、厂区总降、机修、办公楼、宿舍、澡堂等辅助设施。1.4 项目建设条件1.4.1 市场条件随着全球钢产量，尤其是特殊钢产量的逐年增加和金属锰新用途的不断发现，全球对金属锰的需求量逐步增大，特别是中国钢铁行业的迅速发展，使得中国钢产量跃居世界第一，金属锰和锰系合金产量亦连续居世界第一。金属锰和锰系合金产品出口已成为中国的优势。在国内电解锰约有70%75%用于下游钢铁行业，45%用于锰钢合金钢，30%用于200系不锈钢。特别是我国200系不锈钢的发展，金属锰在冶金中的比重越来越大。同时，铝锰合金作为现代轻美型建筑材料、装饰工程材料和地下工程的防腐支护材料，使得世界铝工业正在成为电解金属锰的主要用户。近年来，我国电解锰产量、出口量和国内消费量迅速增长，目前这三项指标均跃居世界第一，我国由此成为全球最大的电解锰生产、出口和消费国。到2010年下半年电解锰的价格达到1800020000元/t左右。综合分析，随着我国强调扩大内需的要求，在未来几年国内电解锰需求量依然可观，电解锰的售价将有一定的提升空间。1.4.2 资源条件1.4.2.1 原料供应状况1、碳酸锰矿本项目电解金属锰生产的原料是碳酸锰矿，每年需求量为1213075.2t。贵州省铜仁地区锰矿资源丰富，是我国锰储藏量最为集中的地区，拥有三个大型矿床及两个中型矿床，矿床为晚震旦世沉积锰矿，矿石以碳酸锰矿为主，品位大于15%，远景储量达9000多万吨，占全国总储量的十分之一,素有“锰都”之称。其中松桃县境内拥有20多家锰矿开采企业，全县已形成年产8001000kt的开采能力，锰粉加工厂企业70多家，年生产能力1100kt。如百川锰矿：年开采能力200kt；杨立掌锰矿：年开采能力200kt；03地质大队的西西堡锰矿：年开采能力400kt；公司自有李家湾锰矿：年开采能力300kt；公司自有下院子锰矿：年开采能力400kt。以上矿山均无自己深加工工厂，均可供应本项目。从这些矿山采用公路运输到本厂址都在80km以内。另外，紧邻本厂址的重庆秀山锰矿(约70km)也有丰富的碳酸锰矿资源，可作为原料的补充供应点。并且，公司在铜仁地区已获批总面积约60km2、总储量约15000kt的矿山作为本项目的配套资源保障。2、硫磺本项目生产硫酸的原料是硫磺，每年需求量为52670.59t。目前，全球硫磺供应处于盈余状态，预计今年过剩量将增加到5900kt。据悉，加拿大每年硫磺供应量在4500kt左右；俄罗斯每年硫产量在6000kt左右；哈萨克斯坦计划在今后510年将国内硫磺产量提高至5000kt。中国中石化硫磺产量在1200kt，四川普光气田运行后，将增加2800kt硫磺，中石油三个天然气厂服务后，硫磺产量将提高至1770kt。因此，随着中国国内含硫天然气产量增加的影响，中国硫磺产量将由目前每年2800kt大幅增加至2012年5500kt左右。长久以来，国内硫磺市场资源过剩局面并没有实质性改变，众多过剩硫磺资源逐步沦为社会库存。据数据统计，目前国内码头硫磺港存量超过2800kt，硫磺社会库存总量已经超过3500kt。综上所述，本项目的两种原料-碳酸锰矿和硫磺供应充足可靠。1.4.2.2 辅助材料供应情况1、二氧化锰矿粉作为氧化剂的二氧化锰矿粉在松桃县及周边地区均有供应，且供应充足。2、硫酸硫酸是用来浸出碳酸锰矿的主要材料。本项目配套320kt/a的硫磺制酸装置，完全满足电解锰生产的硫酸需求量。3、液氨液氨是用于调节溶液ph值的辅助材料，邻近的慈利、安乡、叙浦等地均有供应，贵州的凯里也有供应。4、sdd、添加剂、重铬酸钾这些材料用量很少，在吉首、怀化、铜仁等地均可采购。1.4.2.3 燃料供应情况本工程燃料为柴油，用于制酸车间焚硫炉烘炉及转化器升温，每年耗量20t，在松桃县及周边地区均可采购。1.4.3 地理位置、厂址及交通运输条件厂址位于贵州省铜仁地区松桃县迓驾镇冷水村东南约0.6km的轿子坡、旁嘎坡一带。北距迓驾镇约6km，南距松桃县城27km，西北距重庆市秀山县30km。紧邻迓驾大兴二级公路，北面距湘渝高速公路约5km。厂址及周围无风景名胜区和自然保护区及文物保护区。1.4.4 供水条件在工程建设地南边约1.5km处有马鞍河汇入的堰塞湖，马鞍河汇水面积为6161km2，正常水位为390m，正常流量为1.45m3/s，最枯流量为0.764m3/s，且水量稳定，可以满足项目用水要求。1.4.5 供电条件距本项目场地直线距离约17km处有黄板500/220kv变电站，该站隶属铜仁供电局，是一区域性变电站，该站可向本工程提供电源。另有集团公司乌江电力的渝湘220kv线（秀山变电站至湖南花垣县电的220kv输电线路）可“”接接入提供电源。本工程耗电量较大，且对供电电源要求连续、稳定、可靠，拟采用两回供电电源，主电源引自黄板500/220kv变电站，220kv架空线路长约22km；第二电源接引自集团公司乌江电力的渝湘220kv线，新建线路长约8km，两回电源一回工作，一回备用，任一回路均能保证全厂负荷需要。企业利用制酸过程产生的高温蒸汽建一座余热电站，设2台抽汽凝汽式汽轮发电机组，发电机额定电压10.5kv，每台机组额定功率6000kw。1.4.6 工程地质及气象条件1、工程地质厂址所在区域位于扬子准地台东缘梵净山北东松桃岩科寨背斜北部的倾伏端。整个区域无危害性断层通过，区域构造无近期活动迹象，区域稳定性较好，地震基本烈度小于vi度。厂区内地形较开阔、平缓，内外无高陡边坡，无大的不利地质体存在，但存在小滑坡、泥石流、垮岸、崩塌等不良地质现象。2、气象条件区域属中亚热带季风湿润气候，境内气候温和，雨量充足，冬无严寒，夏无酷暑，春、秋两季气温不够稳定，降水丰富，热量较充足，水热同季，夏季雨量变化大，有霜期短，干湿度较为明显。年平均温度16.3，历年极端最高气温39.0，极端最低气温为-12，最大风速12m/s，日最大降水量165.6mm，年均降雨量1378.3mm。1.4.7 政策支持本项目已纳为贵州省2011年重点项目。在项目实施过程中，松桃县政府等相关部门将营造良好的投资环境，协调落实招商引资政策，在用地、用电、用水、税收等方面给与最大优惠和便利。1.5 建设方案1.5.1 建设规模及产品方案本项目建设规模为160kt/a电解金属锰，配套320kt/a硫酸及余热发电。电解金属锰产品质量达到我国电解金属锰行业标准（yb/t051-2003）的djmnd级标准，产品含锰99.8%。硫酸产品指标符合工业硫酸（gb/t2449-2006）一等品标准，h2so498%。1.5.2 电解金属锰生产工艺技术本项目生产工艺以碳酸锰矿作原料，制粉后经硫酸浸出、过滤得到硫酸锰溶液，然后进行深度净化，除去重金属和硅等杂质，制成合格的新液再进行电解，电解得到的电解金属锰经钝化、洗涤、烘干、剥片、包装即得成品。其主要工艺流程为碳酸锰矿制粉浸出净化电解。1、磨矿工艺碳酸锰矿磨粉分原料破碎和磨粉两大工序。电解金属锰行业的原料制备一般都是采用干式磨矿工艺，干磨工艺关键是磨粉设备的选择，有干式球磨制粉和立式磨或雷蒙磨制粉两类设备。综合比较，本设计选用hc2000型纵摆式磨粉机。该磨粉机的特点是有全新研磨系统；投资省，噪声低，能耗比同样处理能力的球磨机和普通结构的r型磨粉机低；占地面积小；节能环保；维护方便；同时该设备给料粒度可达40mm，而且要求不很严格，可完成细碎和粉磨两道工序，简化破碎流程。因此本设计原矿破碎采用颚式破碎机破碎即可满足立磨机给料的要求。2、浸出与过滤工艺设计采用了间断浸出工艺，使用几何容积为320m3的浸出槽。在保证浸出矿浆成分稳定，浸出率高的基础上，整个工序的设备大型化，节省了劳动力、劳动条件好、生产过程易于实现自动化和易于管理。浸出矿浆采用胶带式真空过滤机过滤和600m2的厢式隔膜压滤机压滤，同时在胶带式真空过滤机上在线洗渣。胶带式真空过滤机通过在线三级逆流洗渣可洗出渣中大部分可溶锰，使可溶锰的回收率大大提高。采用大型厢式隔膜压滤机具有机械化程度高，单位生产率高，降低锰渣含水率等优点，目前已在许多行业广泛使用，特别是在选矿、钢铁、煤炭、化工行业，使用最大的压滤机大至8001000m2,而电解锰行业以前使用的压滤机大多在200m2以下。从机械、材料及控制方面来讲，根据碳酸锰矿粉浸出过程的特点，采用大型压滤机不存在机械设备方面的问题。3、净化工艺为使溶液中的杂质除去彻底，保证电解液的质量，并考虑将来回收有价金属，设计中采用了一段净化、两段过滤的工艺。采用在浸出过滤后溶液中进行硫化作业，一段过滤后保持足够的静置时间，再进行二次过滤，确保电解液的质量，为电解提供合格的溶液。在对硫化液进行过滤时，也采用600m2的厢式隔膜压滤机压滤。由于渣量较少，采用减少板框容积的方式，适当延长空气吹扫时间的方式，以降低渣含液、提高锰回收率。4、电解工艺设计采用了人工出板、钝化、洗涤、干燥的操作方式，但由于建设规模大，阴极板出装槽及钝化、洗涤工作量非常大，为减轻操作工人的劳动强度，提高电解金属锰行业的装备水平，设计采用机械吊装运输。电解槽架空布置。1.5.3 制酸工艺技术制酸以硫磺为原料，采用快速熔硫，液体硫磺加压机械雾化，空气焚硫，“3+1”两转两吸的工艺技术。1、熔硫与精硫工艺采用带搅拌的快速熔硫工艺，与常规熔硫池工艺相比，具有效率高，设备体积小。粗硫过滤采用加压过滤，与自然沉降过滤相比，过滤速度快、设备体积小、排渣操作方便。液硫雾化器采用机械雾化工艺与空气雾化工艺相比，具有结构简单、喷嘴加工容易、不易堵塞、操作方便、工艺配管简单、动力消耗低。2、两转两吸转化吸收工艺。与一转一吸相比，不仅提高了硫的利用率，还降低了so2的排放浓度，减少了环境污染。3+2转化流程转化率虽易达到99.8%，但增加了一层触媒，工艺流程复杂，投资增加，阻力提高，动力消耗大。采用“3+1”两次转化工艺与采用“3+2”两次转化工艺相比，转化率仍可达到99.8%以上，并且流程简单，阻力减少，有利于系统操作。1.5.4 余热发电在制酸系统焚硫炉出口设火管锅炉，转化器一段出口设高温过热器，在转化器四段之后设置低温过热器及省煤器，在冷热换热器后加省煤器，用来回收液硫燃烧热和so2生成so3的反应热，产生3.82mpa、450的中压过热蒸汽，用来余热发电，同时产生低压蒸汽供生产、生活使用。制酸装置为两个独立系列，每系列配套余热锅炉系统额定工况产蒸汽24t/h，考虑到工艺生产的负荷波动性，设计最大工况产蒸汽29t/h，选用两台c6-3.43/0.981（6mw）抽汽凝汽式汽轮发电机组。汽机设调整抽汽口（0.981mpa）供蒸汽用户。同时设一套减温减压装置，以便汽轮机检修时提供饱和蒸汽给热用户。余热发电系统额定产汽工况日平均发电功率7700kw/h，最大产汽工况日平均发电功率9566kw/h。1.5.5 总图运输1、工业场地总平面布置根据电解金属锰的特点，结合外部道路、地形特点和风向等诸要素，从迓驾-大兴二级公路西侧开始由东向西方向依次布置了厂前区、生活区、供电区、冶炼生产区、原料堆存区、硫酸生产区、污水处理区和仓库区。厂前区和生活区布置在厂区的东南侧，迓驾大兴二级公路西侧，分别位于厂区主干道的南、北两侧。供电区布置在厂区的东侧，厂前区的北面。冶炼生产区位于厂区中部，由东向西布置了两套年产8万t电解金属锰的厂房。原料堆存区位于厂区南侧。硫酸生产区布置在厂区的西南侧。污水处理区布置在厂区的西南角。仓库区布置在厂区的西北角。渣场位于厂区以北的大坳山沟内，离厂区约0.5km。全厂设四个出入口，即一个人员出入口，两个货物出入口，一个废渣出口。2、内外部运输年运输总量为2797.11kt，其中运入量为1320.64kt，运出量为1476.47kt，采用公路运输。内部货物运输量为160kt，主要是电解金属锰，采用汽车运输方式由电解车间运送至成品库。3、厂内道路厂内道路采用城市型，厂前区路面宽9.0m，两侧设3.0m宽人行道。其他各区内主干道路面宽9.0m，道路转弯半径为9.0m；次干道路面宽6.0m，道路转弯半径为9.0m；支道路面宽4.0m，道路转弯半径为6.0m。路面结构均采用水泥混凝土。1.5.6 给排水1、给水本工程总用水量为273035.1m3/d,新水量为9492.1m3/d(生产新水量为9173.8m3/d,生活用水量为318.3m3/d),循环用水量为260995m3/d,回用水量为2548m3/d,未预见水量704m3/d,消耗水量8474.8m3/d,其循环水回水率为97%。给水系统分为厂区生产、消防给水系统、生活给水系统、循环水系统。生产用水以马鞍河汇入的堰塞湖作为水源地。堰塞湖水经de300超高分子量聚乙烯管道扬送至厂区标高为612m的zyjs-ii-500型全自动净水器处理，处理后自流入底标高为610m的2000m3生产高位水池中，再通过厂区de300高分子量聚乙烯管道送至厂区各用水点。生活用水为市政给水，从市政给水管上接一根de100的钢塑复合管道至厂区生活给水管网。循环水系统分为：电解循环水系统；整流循环水系统；全厂循环水系统。2、排水本工程总排水量为3576.3m3/d,其中生活污水量为276.3 m3/d,有害生产污水量为1439m3/d，一般生产污水量为1861m3/d。厂区前30min的初期雨水送到污水处理站处理达标后，通过厂区回水高位水池回用于工艺系统。暴雨30min后的雨水就近排放至马鞍河。锰渣库雨水在渣库建污水处理站处理后排放。有害生产污水进厂区污水处理站处理后回用于工艺。一般生产污水主要含盐分和ss，先单独沉淀处理除去ss后，309m3/d水量进生产污水处理站处理后回用于工艺，剩余的1452m3/d直接排放进入马鞍河。生活污水经一元化污水处理装置处理并消毒后一部分用于厂区绿化和道路浇洒，一部分直接排放。1.5.7 电力1.5.7.1 供电1、电力负荷设备总装机容量 235022kw设备工作装机容量 228972kw有功计算功率（220kv侧） 178406kw无功计算功率（补偿后） 57939kvar功率因数（补偿后） 0.95年耗电量 1028774k-kwh其中金属锰电解直流负荷为：设备总装机容量 191200kw设备工作装机容量 191200kw有功计算功率 152960kw无功计算功率（补偿后） 39690kvar年耗电量 871872k-kwh余热锅炉给水泵（2110kw）、整流机组冷却水泵等交流负荷及15%直流负荷列为一级负荷；其他主要生产负荷按二、三级负荷考虑。本工程余热电站发电 26000kw，年发电量约67200k-kwh。本工程需外部供电年供电量约961574 k-kwh。2、供电方案根据负荷计算结果和外部电源情况，本工程外部供电电压采用220kv，220kv第一电源引自黄板500/220kv变电站，220kv架空线路长约22km；第二电源接自渝湘220kv线，新建线路长约8km，两回电源一回工作，一回备用，任一回路均能保证全厂负荷需要。动力系统采用10kv配电电压。经方案比较，整流机组一次侧电压采用35kv，降压主变采用两台120mva/220 /35kv双绕组变压器，共设8套35kv整流机组，2台35kv二级动力主变。拟在厂区新建一座220kv总降压变电站，220kv总降变电站选用2台sfpz9-120mva/220/37kv型双绕组有载调压变压器，2台主变同时工作。220kv采用双母线接线方式，整流变与动力主变一次侧电压采用35kv，35kv系统采用单母线分段接线方式，8套整流机组与2台动力变分别接入两段35kv母线。35kv母线馈出8回35kv电缆至8台整流变压器一次侧，馈出2回线至2台动力变一次侧。动力10kv母线采用单母线分段接线方式，以10kv电缆放射式向二级配电室及总降附近的车间变压器与高压电机配电。根据用电负荷的大小及分布情况，除设总降10kv配电室外，另设空压站10kv配电室、余热电站10kv配电室及水源地10kv配电室，其10kv电源均取自总降10kv配电室。余热电站内设2台容量为6000kw的发电机组，发电机额定电压10.5kv。根据就近并网的原则，采用10kv接入总降与系统并网。1.5.7.2 电动及通信1、低压配电系统在原料贮存及制粉车间、浸出化合车间、过滤车间、电解车间、硫酸车间、余热发电等主要生产车间分别设置变配电室。低压配电系统对重要设备采用双回路单母线分段运行，低压配电系统对其它非重要设备采用以变压器为单元的单母线分段运行。低压配电方式为在主要车间采用一级或二级放射式配电，在生产和生活辅助设施等场所内设动力配电箱作为二级配电。在低压配电室集中设置电容补偿，使功率因素达到0.95以上，减少线路损失。2、电气传动及自动控制根据工艺要求，对必须调速的设备采用交流变频器调速，对大于75kw以上无须调速、并对起动力矩无特殊要求的大功率电机采用数字式电机软起动器启动，其它低压用电设备均采用直接起动方式。为实现原料贮存及制粉车间、浸出化合车间、过滤车间、硫酸车间和余热发电等生产工艺的集中联锁、自动操作和自动化管理，设计了以plc控制系统为主控装置的融集中控制和过程控制为一体的工业自动化系统，整个自动化系统由plc主从站和调度室监控站组成，实现工业计算机系统的监控和管理。工业自动化系统具有对全流程上的用电设备实施集中联锁自动操作、生产过程的自动调节、物料累积、电气参数的读取和赋值、各工艺过程实时监控、控制组图形、控制系统图形、工艺参数历史趋势图、控制系统调整画面、系统事故报警记录、主要设备开停记录及工艺参数打印报表等其它管理功能。为方便现场紧急事故处理或就地操作，正常生产以主控室内集中联锁操作为主，在现场设置就地操作和事故开关；同时在各主要岗位均设置声光联系信号。3、线路选择和敷设正常环境内的配电线路一般采用铜芯电力电缆沿电缆桥架敷设，局部采用铜芯导线穿钢管敷设。在腐蚀环境，配电线路则采用防腐铜芯电力电缆沿防腐电缆桥架敷设，或采用铜芯导线穿厚壁pvc管敷设。爆炸危险区域内的电缆全部选用阻燃电缆。敷设电气线路的沟道，电缆或钢管所穿过的不同区域之间墙或楼板处的孔洞，应采用非燃烧性材料严密堵塞。车间内低压配电线路采用vv型电力电缆沿桥架敷设。4、照明工作照明灯具根据车间环境特征、生产工艺对照明质量的要求及安全要求选择和布置。车间内正常环境选用普通型节能灯具。照明网络电压一般采用220v。灯具悬挂高度6m的大面积场所的采光采用金卤混光灯照明，控制室和值班室采用节能荧光灯照明，其余场所则采用成套工厂节能灯照明。灯具悬挂高度2.2m的场所，照明电源采用24v安全电压。照明配电箱安装在环境较好的场所。重要的岗位或消防通道、紧急出口装设事故照明。5、防雷及接地本设计中硫酸车间、余热发电车间和有爆炸危险环境的车间按工业二类建筑防雷标准设置雷电保护设施，其它建筑物按工业三类建筑防雷标准设置雷电保护设施。各车间厂房根据国家有关规程规范进行防雷设计，避雷带、接地装置尽量利用建筑物的金属构件，避雷带、人工接地装置选用防腐产品。低压配电采用tn-c或tn-c-s系统，所有用电设备的金属外壳、进出建筑物的金属管道和建筑物的各种金属构件，均应做等电位连接。6、通信在办公楼设置全厂通信系统一套。各车间仪表控制室、值班室、办公室等处设置电话分机，线路引自全厂的通信系统，本设计仅预埋从车间外进电话插座的一段管线。1.5.7.3 自动化仪表1、运行控制方式在浸出化合车间，过滤车间，电解车间和制酸系统分别设置一间主控制室，采用计算机系统集中监控浸出化合车间，过滤车间，原料储存及制粉车间，电解车间，氨水制备车间和制酸系统过程参数。同时在车间各重要岗位设置现场仪表间，采用现场监控器监控本区域过程参数。2、计算机系统计算机系统由现场级及中央控制级组成(1) 现场级在各工段控制室内设i/o模块机柜（现场远程i/o站）及监控屏，采集所有来自现场的开关量和模拟量信号并输出驱动信号，现场级完成电动机顺序逻辑控制，工艺过程参数的检测与监控。(2) 中央控制级中央控制级为设在各车间主控制室的监控操作站及管理计算机，crt和打印机等组成.系统功能为：计算机控制系统连续地，及时地采集和处理不同工况下的各种运行参数和设备运行状态，并有良好的中断响应。通过监控器和功能键盘，为运行人员提供工艺过程在正常和异常工况下的各种有用信息。通过打印机完成打印制表，开关跳变与顺序记录，事故追忆，crt画面拷贝等功能。在线进行各种性能计算和经济分析。1.5.8 热工1、空压站压缩空气要求无尘、无水、无油，其中仪表用气要求压缩空气压力露点-20，空气压力要求为0.60.8mpa（a），根据统计洁净压缩空气计算负荷：250m3/min。考虑管网漏损系数、用气设备磨损增耗系数以及未预见消耗系数后，空压站总设计负荷为300nm3/min。本工程设计选用离心式空气压缩机3台，2用1备，以及三级过滤设备3套。2、热工管网厂区热力管网包括压缩空气管网，蒸汽管网、锅炉给水管网等，管网采用枝状架空敷设，局部采用高支架以确保车辆通行。蒸汽管道、锅炉给水管道等需进行保温，保温材料采用导热系数低、容重小的节能型材料。管道热补偿采用自然补偿、方形补偿。1.5.9 通风及空调1、原料贮存及制粉车间的通风原料贮存及制粉车间埋刮板机和带式定量机落料点在生产中有粉尘产生，每个车间设置一个风量为24000m3/h的除尘系统，含尘气体经长袋低压脉冲除尘器净化后通过4-68no8c型离心风机排至室外。2、浸出化合车间的通风浸出化合车间在生产时产生二氧化碳、硫酸雾、水蒸气、氨气及粉尘，对车间的浸出槽进行局部排风，每个车间设置风量为16614m3/h的净化系统二个，风量为22152m3/h的净化系统一个。排气经玻璃钢净化塔净化后通过风机排至室外。3、电解车间的通风每个电解车间抛光室设置1台t35-n2.8型玻璃钢轴流风机,进行全面通风换气，剥锰台局部通风设置两台4-68no8d型离心风机来改善工人的操作环境。4、化验室的通风化验室试设置风量为4500m3/h的通风柜排风系统一个，有害气体经4-68no5a型离心风机排至室外，操作室设置1台t35-n2.8型玻璃钢轴流风机,进行全面通风换气。5、空调在各车间的控制室、仪表室、值班室设置冷暖分体型空调机组，以确保室内温度夏季28、冬季16。1.5.10 机修与化验1、机修机修车间主要担负全厂的日常维修和年大修的工作。考虑到维修车间工作比较繁杂，因此，维修车间配置了车床、磨床、铣床、钻床、剪板机、焊接机等设备及一些手工工具。2、化验全厂的化验工作由厂化验室和现场化验两部分组成。全厂在浸出化合、净化、水处理、氨水制备车间设有现场化验室。全厂化验室设在综合楼里，负责全厂进厂原料和辅助材料、产品等各种试料样品的加工和分析化验工作。1.5.11 锰渣库拟建锰渣库库址位于电解锰厂北边的大坳山沟内，离电解锰厂约0.5km。山沟由三条支沟组成，地形东北高西南低，呈三角叉形。汇水面积5.73km，流域长度3.22km。锰渣库建设设计分一次性建成和分期建设两方案，分别为方案一和方案二。方案一：该方案锰渣库需建初期坝1座。设计拟在山沟沟底标高405.0m处建基本坝，坝顶标高460m，坝高55.0m。初期锰渣库总库容333.0104m3，有效库容283.0104m3，可为160kt/a电解锰厂服务3.3a。基本坝坝顶460.0m以上采用锰渣上游法干法堆存。锰渣堆积坝分为1#堆积坝和2#堆积坝。1#堆积坝锰渣堆高25.0m，堆积总库容466.0104m3，有效库容466.0104m3。2#堆积坝锰渣堆高50.0m，堆积总库容608.0104m3，有效库容577.6104m3。该锰渣库总库容1407.0104m3，有效库容1288.3104m3，可为电解锰厂服务15.1a。方案二：该方案设计拟建两座锰渣库，分别为1#库和2#库，2座锰渣库分期建设，先建1#库，待1#库快使用完时再建2#库。1#库建在库址右山沟。1#库需建一座基本坝和一座副坝，设计拟在沟底标高425.0m处建基本坝，坝顶标高460.0m，坝高35.0m。副坝建在基本坝右岸山顶458.0标高垭口处，坝顶标高460.0m，坝高2.0m。1#库初期锰渣库总库容204.6104m3，有效库容153.5104m3，可为160kt/a电解锰厂服务1.8a。基本坝坝顶460.0m以上采用锰渣上游法干法堆存。锰渣最终堆积标高485.0m，锰渣堆高25.0m，堆积总库容685.1104m3，有效库容612.3104m3。可为电解锰厂服务7.2年。2#库建在该工程库址左岸山沟。2#库需建基本坝1座，设计拟在沟底标高420.0m处建基本坝，坝型为碾压堆石坝，坝顶标高470.0m，坝高50.0m。初期锰渣库总库容94.6104m3，有效库容66.6104m3，可为160kt/a电解锰厂服务0.78a。基本坝坝顶470.0m以上采用锰渣上游法干法堆存。锰渣最终堆积标高510.0m，锰渣堆高40.0m，总库容596.6104m3，有效库容566.7104m3。可为电解锰厂服务6.7a。综合比较，方案一虽比方案二服务年限长，但其投资高，运行管理复杂；方案二可分期建设，前期投资低，后期运行管理费用低，污水处理量小，施工运行管理方便。因此设计推荐方案二。1.5.12 土建工程本项目总建筑面积223040m2，需水泥83531t，钢材25173t，木材10767m3。主要的生产厂房承重结构为钢框、排架结构或者钢筋砼框、排架结构。钢筋混凝土贮槽、水池等特种结构采用现浇钢筋混凝土结构，钢筋砼构件拟尽量采用现浇，部分采用预制吊装，如排架柱、大跨度屋面梁、屋面板、吊车梁等。辅助生产部分以砖混结构为主，部分为现浇钢筋砼框架结构。生活福利设施建筑为砖混或钢筋砼框架结构。为使厂房建筑结构形式尽量达到统一，以提高设计标准化，厂房跨度及柱距在满足工艺要求的前提下，尽量采用标准模数，以便采用标准构件。主要生产厂房的平面配置及剖面选择中采用的柱网以300mm为扩大模数，空间高度以100mm为扩大模数。依据当地气候条件、工艺流程特点及生产用途要求，工业建（构）筑物拟分别采用敞开、半敞开和封闭型式。建筑设计除满足工艺要求外，应尽量改善生产环境与劳动条件，全面考虑车间的采光、通风、隔热隔声、防水等要求，并采用相应的保护措施。1.6 环境保护1.6.1 主要污染源及污染物种类、数量1、废水工程总排水量为4757.3m3/d，其中有害生产污水量为1439m3/d，主要为电解车间钝化工序产生的含cr6+废液、阴极板洗水及地面冲洗水，一般生产废水量为1861m3/d，渣库渗滤液500 m3/d，厂区初期雨水约700m3/d。生活污水量257.3m3/d。2、废气本工程的废气污染源为原料贮存及制粉、浸出化合工序、电解和制酸过程中产生的废气。其中，原料贮存及制粉主要是含尘废气，气量为18000m3/h，粉尘浓度约为2g/m3；浸出化合工序废气产生量66456m3/h，主要含co2及少量的硫酸酸雾和粉尘，硫酸酸雾和粉尘产生浓度分别为260mg/m3和2g/m3；试验室通风柜排风，间断使用，排气量为4000m3/h，含少量粉尘；焚硫炉烟气烟气量为49417.99m3/h，so2和so3浓度分别为285714mg/m3和10714mg/m3。3、噪声本工程的噪声污染源主要是离心鼓风机、空压机、鄂式破碎机、纵摆式磨粉机、风机、水泵等工作噪声，噪声强度一般为85110db（a）。4、固体废物本工程产生的固体废物主要是电解锰渣（包括化合渣和净化渣）、阳极泥、制酸车间的过滤硫渣、污水处理站的铬渣和锰渣（包括厂区污水处理站和渣库污水处理站的锰渣）。其中，电解锰渣产生量为1277067t/a（含水25%）。阳极泥产生量为12800t/a,主要含约50%的mn。过滤硫渣产生量为54.67t/a，主要含硅藻土、硫磺等。污水处理站铬渣产生量为332.5kg/d，含水率为85%，锰渣产生量为56925kg/d，含水率为85%。1.6.2 污染物治理措施及排放方式1.6.2.1 废水含铬废水和硫酸车间地面冲洗水进入含铬废水调节池，采用铁盐石灰法将cr6+变为cr3+后再采用氢氧化物沉淀法去除，上清液进入含氨氮污水调节池，同时电解车间地面设备冲洗水和过滤车间洗滤布机水也进入氨氮污水调节池，经脱氮系统加脱氮剂去除氨氮污水中氨氮后进入含锰废水调节池，同时一般生产污水、厂区初期雨水、其它车间地面冲洗水及跑冒滴漏及洗滤布机水进入含锰污水调节池，采用氢氧化物沉淀法去除mn2+，上清液进入中间水池，一部分处理后污水在中间水池直接排放，剩余部分进入回水池，回用于工艺。铬渣送至危废物回收中心存放，锰渣送至锰渣库存放。锰渣库含锰渗滤液进入含锰废水调节池，采用石灰法沉淀后，上清液进入排放水池后达标排放，底流经压滤机分离，滤液进入含锰废水调节池，锰渣堆放至渣库。降雨时，前30min厂区内初期雨水含有厂区地面和车间屋顶的矿物粉尘，将初期雨水统一收集到厂区雨水池，经初期雨水调节池处理后，进入厂区污水处理站处理达标后回用。生活污水经一体化污水处理设备处理后，115.2m3/d用于道路清洗和绿化，142.1m3/d达标排放。本项目外排水均处理达标后，排入马鞍河。1.6.2.2 废气1、原料贮存及制粉原料贮存及制粉主要是在埋刮板机和带式定量下料机产生的粉尘，设置长袋低压脉冲除尘器除尘后由高于车间屋顶排气筒排放。净化效率达99%以上，排放的粉尘浓度100mg/m3，能够满足大气污染物综合排放标准（gb16297-1996）中的二级标准要求。2、浸出化合工序废气浸出化合工序废气中含有硫酸雾和粉尘，本工程针对此类废气设置了含酸雾气体经玻璃钢酸雾净化塔吸收中和收尘后，由高于屋顶5m的排气筒排空。净化效率达95%以上，排放的硫酸雾浓度45mg/m3，粉尘浓度120mg/m3，能够满足大气污染物综合排放标准（gb16297-1996）中的二级标准要求。3、试验排风试验室通风柜间断排风，主要污染物为粉尘，经移动式除尘器处理后，粉尘浓度120mg/m3，能够满足大气污染物综合排放标准（gb16297-1996）中的二级标准要求。4、焚硫炉烟气焚硫炉烟气经余热锅炉回收余热后，送两转两吸系统制酸，制酸尾气采用氨酸法脱硫，处理后的废气经高60m的排气筒排空，排放量为45238.6m3/h，so2和硫酸酸雾浓度为134.88mg/m3和18.02mg/m3，能够满足大气污染物综合排放标准（gb16297 -1996）中的二级标准要求。1.6.2.3 噪声本工程的噪声源主要有鄂式破碎机、压滤机、空压机、大功率输送泵及锅炉鼓风机、引风机等，设备噪声源强为90110db(a)，采取消声、隔声、基础减振以及设独立隔声房间等措施予以防治。4、固体废物电解锰渣和污水处理锰渣送渣库堆存；污水处理含铬污泥送送危险废物回收中心。1.6.3 绿化设计拟对整个工业场地的空闲地进行植被恢复，厂房四周、道路两旁等均进行绿化，部分空地进行组团式绿化。在树种选择时，选用对粉尘具有阻挡作用且适于当地生长的植物（乔、灌木和花卉）。1.7 节能、劳动安全卫生与消防1.7.1 节能1.7.1.1 主要能耗本项目电解金属锰的能耗主要是电耗，占单位能耗的98.46%。硫酸的能耗主要是电耗和蒸汽，分别占单位能耗的51.18%和48.37%。1.7.1.2 节能措施1、采用新技术和新设备,加强生产管理，提高工艺技术指标；2、选用性能可靠的节能设备及材料；3、提高水的循环利用率；4、高压深入负荷中心,减少供电网络损耗；5、提高功率因数，减少无功损耗；6、加强能源的计量和管理；1.7.2 劳动安全卫生1.7.2.1 职业危险因素及其影响根据生产工艺和主要设备的特点，生产过程中所产生的物理或化学变化，有如下因素可能造成职业危害：1、原料破碎、磨粉过程、熔硫工段中会产生粉尘；2、浸出过程有酸雾逸出，硫酸有泄露的可能，对人体产生危害；3、电解槽存在漏电的可能； 4、电解金属锰生产的浸出化合、净化、电解和硫酸生产的焚烧及转化工段、干吸工段、尾吸工段、成品工段等过程的跑、冒、滴、漏，存在腐蚀和烧伤的危险；5、熔硫工段、焚烧及转化工段、余热发电工段各设备均在较高的温度状态下工作，存在高温伤害的危险；6、余热发电工段有余热锅炉，属于压力容器，存在爆炸的危险；7、硫酸生产过程中产生的二氧化硫、三氧化硫以及电解金属锰生产过程中使用的氨水都属有有毒物质，可能产生使人中毒的危险。8、硫磺和液氨车间存在火灾的危险；9、各车间楼梯、平台有可能产生人员跌落的危险；10、电击：高、低压电气设备及线路的某些部位有可能漏电或被人体接触而发生电击事故，雷击也会发生伤亡事故；11、噪声：鼓风机、空压机及破碎设备会产生噪声；12、机械伤害：各运转设备的外露部分存在伤人的危险；13、各车间梯子、平台、楼面边缘有可能产生人体或重物跌落造成伤亡事故等。1.7.2.2 防范措施根据规范、规程和标准，从工艺设计、总平面布置、建筑设计、通风、电力设计等方面保证安全防范措施的落实。除优化设备的设计和合理进行车间配置外，还注意到总平面布置在改善环境方面的合理性，并加强建筑设计在通风采光方面的措施，采用了全面的、完善的自然通风或机械通风设施来消除粉尘和外逸气体的危害，采取消声和隔声措施减弱设备的噪声。各车间设有工人操作室、休息和更衣室,各室设置空调或电风扇，并设有浴室和厕