矿渣微粉可行性研究报告

高炉粒化 微粉 可行性研究报告 大庆市 XX区 *有限公司 2011 年 5月 目 录 1 总 论 1.1 前言 1.2 项目提出的必要性 1.3 项目基本根况 1.4 生产规模及产品品种 1.5 项目可行性研究的依据 1.6 可行性研究工作范围 1.7 可行性研究设计原则 1.8 技术装备 1.9 资金筹措 1.10 主要技术经济指标 1.11 市场预测 1.12 全国矿渣微粉市场及预测 1.13 大庆市水泥及矿渣粉市场现状及预测 1.14 结论和建议 大庆市萨尔图区 *有限公司 1 1、总 论 1.1 前 言 高炉矿渣是高炉炼铁生产过程中排放的工业废渣，是以硅酸钙为主的熔融物，经水淬冷凝为粒状物。其化学成份主要是 SiO2、 CaO、 Al2O3、 Fe2O3等，与水泥熟料一样，具有潜在的水化活性，而活性的大小与化学成份及水淬产生的玻璃体含量有关。但其必须在碱性激发下才呈现活性。长期以来，矿渣主要被水泥生产企业，尤其是立窑水泥生产企业作为加速水泥熟料中的游离钙消解，降低水泥成本、增加水泥产量等目的混合材来使用。 目前，我国虽然在水泥生产总量上已跃居 世界第一位，但是大小水泥、立窑、回转窑 水泥比例严重失调，水泥结构极不合理，水泥质量的总体水平大大低于世界平均水平。因此，为了迅速改变这种状况，国家有关部门决定对水泥工业结构进行大幅度的调整，大力实施“上大压小”的政策，自 2000 年始，立窑水泥产量已减少了 1 亿多吨，也就意味着混合材掺量减少 3000 多万吨，而其中大部分为矿渣则是不争的事实。随着高炉矿渣需求量的下降，使高炉矿渣的来源变得丰富。加之近年来钢铁行业发展迅速，也要为矿渣处理寻找新的出路，矿渣的价格也将走低。 另一方面，由于矿渣与水泥熟料相比具有玻璃体含量高，易碎难磨的物理特性，和水泥熟料一 起粉磨时，难以磨细，影响了其潜在活性的发挥。因此，目前世界上许多发达国家，兴起了矿渣单独粉磨的生产工艺，并取得了良好的使用效果。实验表明：只有将矿渣磨至比表面积 350m2/kg 以上时，活性才能得到激发，且比表面积越高，活性越好，甚至可以超过水泥的活性。另外，矿渣微粉掺入混凝土后，可以降低混凝土集料（沙、石等）热化反应引起的混凝土体积膨胀开裂；矿渣微粉内较多的钙钒石结晶，能 大庆市萨尔图区 *有限公司 2 降低混凝土的孔隙率，从而降低氯离子的渗透，形成对钢筋的防腐保护层；降低水泥中的铝酸三钙及可溶性氢氧化钙的含量，因而降低由于硫酸盐等侵蚀引起 的混凝土膨胀，改善混凝土的泵送、坍落度损失等工作性，提高混凝土的后期强度，具有良好的耐久性、耐蚀性和耐磨性。尤其适合配置高标号、高性能的混凝土。 矿渣微粉是高炉矿渣经烘干、粉磨至适当细度的粉体，由于上述的优良性能，使其成为优质的混凝土掺合料和水泥混合材，近年来世界上的美、英、日、加等国已得到广泛的应用，并都有各自的产品标准。我国的北京、上海等地也相继在一些重大工程中采用了矿渣微粉，均取得了良好的效果。我国也于 2008年 7月颁布实施了用于水泥和混凝土中的粒化高炉渣微粉国家标准。矿渣微粉的著多优良性能也为越 来越多的混凝土制造商和建筑商所赏识。 我国建材工业“ 十二五 ”规划明确指出： 大力发展循环经济。 鼓励推广矿渣微粉细磨技术。 积极发展磨细矿渣、磨细粉煤灰等替代物，使单位体积混凝土中水泥用量（在目前掺加水泥混合材的基础上）降低 15% 20%。高性能的混凝土中除了有水泥、集料、高效减水剂外，必须掺加足够数量的矿物细掺料。 矿渣微粉是一种具有可持续发展和环保性的“环境协调型绿色建筑材料”，作为掺合料配制高性能混凝土是对传统混凝土技术上的突破，不仅能有效利用高炉冶金渣，变废为宝，还对缩减矿渣占地、减少环境污染起到促进作用 。矿渣微粉已成为生产高品质水泥、配置高性能、大体积、长寿命混凝土的首选物料之一。掺有矿渣微粉的混凝土具有水化热低、耐腐蚀、流动性好，后期强度高，防微缩，可使混凝土界面粘结性能改善等特点， 大庆市萨尔图区 *有限公司 3 被国家建设部确定为建筑业十项新技术之一。 至今，国际上通行的矿物细掺料就是矿渣微粉。 矿渣微粉的使用不仅改善、提高了混凝土的性能，同时由于其大大低于优质水泥的价格也降低了混凝土的生产成本，并降低建筑物的造价，会产生良好的社会经济效益。 大庆市 XX 区 *有限公司根据自身的各种优势及发展需要，决定投资建设一条年产 15 万吨 的超细矿 粉生产线，现 提出项目可行性报告。 1.2 项目提出的必要性。 项目建设的必要性： 变废为宝保护环境 本项目是 大庆市 XX 区 *有限公司 利用鞍钢、本钢、抚钢及 本市 电厂生产中排放的工业废渣 矿渣、粉煤灰进行深加工，实现资源的综合利用， 符合循环经济要求。 改善生产环境，减少废渣场地占用和环境污染，符合低碳经济要求。 变废为宝，利国利民。 提高产品质量、改善产品结构 矿渣微粉的著多优良性可以提高混凝土和水泥的产品质量，增加产品品种，扩大应用领域，改善产品结构，促进产品销售。 降低生产成本，提高经济效益 本项 目是直接利用钢厂废弃的资源，运输费用低廉，产品成本大大低于优质水泥成本，在混凝土中替代优质水泥掺量达 3050%，在普硅水泥中的掺量也高达 30%，经济效益十分可观。 是实现 经济 可持续发展的 有力 举措 本项目经济效益和社会效益并重，利用自身资源优势，实现工业生产的 大庆市萨尔图区 *有限公司 4 良性循环，既成为新的经济增长点，又促进 地区经济 的可持续发展。 1.3 项目基本概况 （ 1） 企业名称： 大庆市 XX 区 *有限公司 （ 2） 项目名称：年产 15 万吨超细粉工程 （ 3）企业地址： 大庆市 XX 区 工业园 1.4 生产规模及产品品种 （ 1）生产规模 粉磨能力 ： 15 万吨 /年 粉磨物料：矿渣、粉煤灰 （ 2）产品品种 超细矿粉，比表面积 430m2/kg 1.5 项目可行性研究的依据 （ 1） 大庆市 XX 区 *有限公司年产 15 万吨粉磨站 可行性研究报告。 1.6 可行性研究工作范围 从矿渣、粉煤灰及煤等原、燃料进厂到物料储存、矿渣烘干、矿渣的粉磨、储存、矿渣微粉的散装发运为止的生产线，涉及的专业有工艺、总图运输、电气、过程控制给排水、建筑、结构、环保、工程经济、技术经济 大庆市萨尔图区 *有限公司 5 等专业。 1.7 可行性研究设计原则 （ 1）贯彻执行国家和省市关于基本建设项目的有关规定、 方针和政策。 （ 2）坚持生产可靠、技术先进、节约投资、提高经济效益的原则。 （ 3）工艺方案优化、工艺流程简化、布置紧凑，选用节能的机电设备，降低能耗和生产经营费用。 （ 4）采用先进的高细粉磨技术，降低粉磨能耗。 （ 5） 矿渣微粉是 一种具有可持续发展和环保性的“环境协调型绿色建筑材料”，作为掺合料配制高性能混凝土是对传统混凝土技术上的突破，不仅能有效利用高炉冶金渣，变废为宝，还对缩减矿渣占地、减少环境污染起到促进作用。 生产过程中将 严格执 行国家的环保政策，以防为主，防治结合，搞好环境 治理，使之符合国家环保要求。 1.8 技术装备 从项目规模和性质出发，本项目将完全采用国产设备。主要生产设备采用了开流矿渣微粉型管磨机。本报告选用的主机设备如下： 序号 项 目 规 格 数 量 备 注 1 矿渣烘干 2.4 18m 高效回转烘干机 1 2 矿渣粉磨 2.4 13m 开流矿渣微粉管磨机 2 粉磨物料 :矿渣和粉煤灰 大庆市萨尔图区 *有限公司 6 3 成品散装 矿渣微粉汽车散装机 2 1.9 资金筹措 本项目建设静态总投资为 2134.99 万元，全部建设资金为 大庆市 XX 区*有限公司自有资金。 1.10 主要技术经济指标 序 号 项 目 名 称 单 位 数 量 备 注 1 建设规模及品种 矿渣微粉（产品全部散装） 吨 158400 2 主要生产设备 2.1 2.4 18m 高效回转烘干机 台 1 2.2 2.4 13m 开流矿渣微粉磨 台 2 2.3 矿渣微粉汽车散装机 台 2 3 全厂性指标 3.1 设备总重量 t 530 3.2 装机容量 Kw 1850 3.3 年耗电量 104Kw h/a 1188 3.4 日耗水量 m3/d 100 4 项目建设投资 万元 2366.86 5 总估算投资构成 大庆市萨尔图区 *有限公司 7 序 号 项 目 名 称 单 位 数 量 备 注 5.1 建筑工程 万元 792.70 5.2 设备购置及安装 万元 1080.85 5.3 其它费用 万元 261.45 6 厂区总平面指标 8000 6.1 场区占地面积 6000 6.2 建构筑物占地面积 2000 6.3 建筑系数 % 24 6.4 绿化系数 % 24.9 7 劳动定员 名 40 7.1 全员劳动生产率 吨 /人 年 3960 8 吨产位指标 8.1 吨产品综合电耗 Kw h/t 65 8.2 吨产品投资 元 /t 134.78 8.3 产品综合成本 元 /t 138.13 9 利税指标 9.1 销售额（年均） 万元 2963.55 9.2 销售成本（年均） 万元 2177 9.3 销售税金（年均） 万元 215.55 9.4 销售税金附加（年均） 万元 19.40 9.5 销售利润（年均） 万元 767.2 10 财务经济评价指标 大庆市萨尔图区 *有限公司 8 序 号 项 目 名 称 单 位 数 量 备 注 10.1 全投资财务内部收益率（税后） % 25.54 10.2 投资回收期（含 1 年建设期） a 4.96 10.3 投资利润率 % 32.41 10.4 投资利税率 % 42.40 1.11 市场预测 大庆 XX 区 *有限公司拟建设 15 万吨 /年的生产线，每年生产 15 万吨的渣微粉。掺矿渣微粉搅拌的混凝土，具有经济性，并适合在集中搅拌的商品混凝土使用，而且还可以提高和增加混凝土的许多性能。如矿渣微粉与水泥、石子、黄沙搅拌成的混凝土，具有后期强度高、水泥化热低、耐磨性好，与钢筋粘结力好等优点，特别适用于高层建筑、大坝、机场、大型深基础及水下工程。本项目的产品主要供给予大庆市诸多混凝土搅拌站和 哈尔滨、齐齐哈尔等地区的各家水泥生产企业，产需求量在 200 万吨以上，同时还可根据市场需要 销往吉林、内蒙等地。 1.12 全国矿渣微粉市场及预测 据统计， 1995 年全国工业废渣为 7.4 亿吨，累计堆存量达 65 亿吨，占地 56 万公顷。我国是世界上头号产煤大国， 1996 年粉煤灰排放量达 1.4亿吨，加上高炉矿渣、钢渣等，预计通过化学活化和机械活化每年可得具有胶凝性的固体废渣 4 亿吨左右。我国开发利用工业废渣已进行几十年，也取得显著成绩，但比起美国等发达国家来说，我国工业废渣的利用仍不 大庆市萨尔图区 *有限公司 9 高，有待于进一步扩大对废渣的利用市场 。 目前我国工业废渣主要用作生产水泥的混合材、新型墙体材料的原料以及混凝土的水泥外加剂。从许多工程使用工业废渣的实际情况看，使用后不仅能获得较高的经济效益且能提高工程质量。如在安徽省铜陵金隆铜业公司精矿库地基的复合地基处理，造价仅为前者的 45%，而其性能满足设计和使用要求，其他基承载能力提高幅度为原天然地基的 23 倍；北京首都时代广场应用超细矿渣微粉高性能混凝土，其工程的耐久性如抗渗、抗冻、抗老化性都有改善，且降低工程成本；此外还有采用磨细粉煤灰配制混凝土建造的江阴长江大桥工程等许多利用废渣建设的工程都产生 良好的效果。 我国建材行业“十二 五”期间技术改造工程重点其中包括，调整结构、合理利用资源、大幅度降低能源消耗、加强环保、增加产品品种。生产水泥、粘土砖等墙体材料需用大量的石灰石、粘土等自然资源（仅生产水泥每年就需要 5 亿吨以上的石灰石），再大幅度增加建筑材料的产量，则必须考虑可持续发展的需求，最佳途径就是充粉利用工业废渣，这样就正符合国家建材行业“十二 五”发展规划和政策，不仅可减少废渣的占地面积和其造成的环境污染，而且有助于合理利用自然资源、满足工程的许多性能的要求，另外，这几年来，国家制定了一系列有关废 渣综合利用和对袋装水泥使用限制的有关规定，这些都将大大促进散装水泥及商品混凝土的推广应用，为实现国家散装水泥的发展目标（到 2000 年散装率达到 20%，到 2010 年散装率达到 40%，十一 五期间散装率达到 60%）创造有利条件，提高了全国各地开发和推广应用工业废渣的积极性，而国家颁布的用于水泥和混凝土中的粒化高炉矿渣微粉国家标准必将促进矿渣微粉的生产 大庆市萨尔图区 *有限公司 10 和利用。 混凝土商品化生产和供应以及降低其成本已成为我国建筑业和建材工业面临的机遇和挑战。目前，我国建筑业在迅速发展，从而为商品混凝土的发展创造了条件，“十二 五”期间，我国城镇住房投资占全国固定资产投资的比重大体上要保持在 13%左右，若按平方米住宅建设需用 300 千克水泥计算，“十二 五”期间每年可带动 7500 万吨的水泥用量，如矿渣微粉可按与优质水泥用量（此处优质水泥用量按每年 7500 万吨的 1/3 考虑）的1/3 掺入，则“十二 五”期间每年将消耗矿渣微粉 833 万吨，而矿渣微粉的价格大大低于优质水泥的价格，这样掺入矿渣微粉的商品混凝土成本就可降低不少。这里仅仅分析在我国住宅建设方面矿渣微粉的潜在市场，而在我国铁路、能源、交通等基础设施、水利建设和其他建筑业方面的矿渣微 粉的潜在市场也将是巨大的。 1.13 大庆 市水泥及矿渣微粉市场现状及预测 本项目交通条件优良，产品可经公路及其辅线运至附近的各大水泥生产企业和各搅拌站。 “振兴东北”是国家的重要战略决策。“十二五”期间，大庆市坚持以科学发展为主题，以转变经济发展方式为主线，围绕“提前五年建成全面小康社会，让发展基础更坚实，让人民生活更幸福”的奋斗目标，全面实施“一二三四五”发展战略，大力调整产业结构促进经济快速健康发展，整体改善民生全面加强社会建设，统筹推动城乡发展加快城市化和城市现代化，不断创新体制机制深化改革扩大开放， 全力加快大庆科学和谐跨越发展。 为适应城市建设对建筑材料的需求，近几年来福地的商品混凝土发展很 大庆市萨尔图区 *有限公司 11 快，至 2010 年大庆市商品混凝土总生产能力 210 万立方米， 2010 年仅消费散装水泥一项就达 220 万吨。每立方米商品混凝土若按消耗水泥 400 公斤计算， 2010 年消耗水泥 220 万吨，如果大庆的商品混凝土生产都推广使用矿渣微粉其年用量可达 50 万吨以上。据预测 2011 年大庆市生产商品混凝土 240 万立方米，需消耗散装水泥 260 万吨，由此估计 大庆 市 2011 年矿渣微粉年用量可达近 60 万吨。 随着省里全力推进“八大经济区”、“十大 工程”，扩张升级“十大产业”等战略政策，大庆市环城高速公路的建设等市政项目的开工，我市水泥用量及商品混凝土需求量的不断增加，矿渣微粉用量将随之不断增加。 1.14 结论和建议 （ 1）将高炉矿渣粉磨成矿渣微粉，用其代替部分水泥来搅拌制备的混凝土，或掺入水泥中配制出具有低热、耐磨和耐久性好的新型矿渣硅酸盐水泥，再用来制备的混凝土可用于各种大型基础工程建设，在世界许多国家及地区得到了广泛应用，产生了良好的经济效益和社会效益，并呈现出较强的发展潜力。我国钢铁工业和水泥工业界对这一发展趋势也都十分重视，近年来加强了这方 面的研究开发工作，取得了一些实质性的进展。高炉矿渣微粉在美国、英国、日本等国家已有各自的产品标准，都得到了广泛的应用。高炉矿渣微粉作为一种产品在