综合利用天然水镁石粉矿废物生产天然氢氧化镁无机阻燃剂项目可行性研究报告

1、综合利用天然水镁石粉矿废物生产天然Mg(OH)无机阻燃剂项目可行性研究报告海城精华矿产有限公司目录第一章概述错误！未定义书签。1.1项目概况 错误！未定义书签。1.2编制依据 错误！未定义书签。1.3主要研究的内容 错误！未定义书签。1.4主要结论 错误！未定义书签。1.5主要经济技术指标表 错误！未定义书签。第二章 项目背景及建设的必要性 错误！未定义书签2.1项目建设的背景 错误！未定义书签。2.2项目建设的必要性 错误！未定义书签。第三章市场分析错误！未定义书签。3.1市场现状情况 错误！未定义书签。3.2市场前景预测 错误！未定义书签。3.3市场竞争优势分析 错误！未定义书签。3.4规

2、模确定 错误！未定义书签。第四章 场址选择与建设条件 错误！未定义书签。4.1场址选择 错误！未定义书签。4.2建设条件 错误！未定义书签。第五章工艺技术及设备选型 错误！未定义书签。5.1工艺技术 错误！未定义书签。5.2设备选型及设备清单 错误！未定义书签。第六章原辅材料供应错误！未定义书签。6.1 主要原材料供应错误！未定义书签6.2 辅助材料消耗量错误！未定义书签6.3 燃料及动力错误！未定义书签第七章 总图布局及工程技术方案 错误！未定义书签7.1 总图布置7.2 工程方案第八章 节 能错 误！未定义书签错 误！未定义书签错误！未定义书签8.1节能原则 错误！未定义书签。8.2用能标

3、准和节能规范 错误！未定义书签。8.4 主要节能措施错误！未定义书签8.3 项目所在地能源供应条件和结构合理性分析 错误！未定义书 签。第九章环境保护与消防错误！未定义书签9.1环境保护 错误！未定义书签9.2环境影响分析 错误！未定义书签9.3消防错误！未定义书签第十章 劳动安全及卫生 错误！未定义书签,10.1编制依据 错误！未定义书签10.2劳动安全措施 错误！未定义书签10.3劳动卫生 错误！未定义书签第十一章 组织机构与劳动定员 错 误！未定义书签11.1项目组织管理 错误！未定义书签11.2劳动定员及来源错误！未定义书签人员培训错误！未定义书签。第十二章 项目实施进度错误！未定义书

4、签。项目实施的主要内容错误！未定义书签。建设进度错误！未定义书签。第十三章 投资估算与资金筹措错 误！未定义书签。编制依据错误！未定义书签。工程估算说明错误！未定义书签。投资估算结果错误！未定义书签。资金筹措错误！未定义书签。第十四章 项目招标错误！未定义书签。编制依据错误！未定义书签。招标确定错误！未定义书签。第十五章 经济评价错误！未定义书签。编制依据错误！未定义书签。基础数据错误！未定义书签。流动资金估算错误！未定义书签。项目总投资错误！未定义书签。投资使用计划与资金筹措错误！未定义书签。年销售收入和年销售税金及附加估算错误！未定义书签总成本费用估算错误！未定义书签。利润总额分配错误！未

5、定义书签。财务盈利能力分析错误！未定义书签。错误！未定义书签。11.312.112.213.113.213.313.414.114.215.115.215.315.415.515.615.715.815.915.10 不确定性分析15.12评价结论 错误！未定义书签第十六章社会效益评价错误！未定义书签,16.1项目社会效益 错误！未定义书签第十七章结论和建议错误！未定义书签,17.1结论错误！未定义书签17.2建议错误！未定义书签1 总论1.1项目名称综合利用天然水镁石粉矿固体废物生产天然氢氧化镁无机阻燃剂 项目1.2项目产品产品名称：天然氢氧化镁无机阻燃剂1.3产品用途用于建筑装饰、电线电缆

6、及合成材料等领域1.4项目承担单位概况 海城精华矿产有限公司是由海城市精华微粉厂与台湾益泰安实业有限 公司共同投资兴办的具有法人资格的合资企业。注册资金 169 万元，其中 海城精华微粉厂投入 86 万元，占投资比例的 51 ，台湾益泰安实业有 限公司投入 83 万元，占投资比例的 49 。公司于 2000 年通过了 IS09002国际质量体系认证。海城精华矿产有限公司成立于 1997 年，地处于辽宁省海城市铁西经 济开发区，是省级高新技术企业，省级科技创新示范企业，省级非金属矿 深加工工程技术研究中心。是致力于新材料（菱镁、滑石深加工）高新技 术产品的研究、开发、生产和经营业务的科技型企业。

7、在资源日益紧张的 今天，公司本着坚持走科工贸相结合、资源节约的道路，以深加工技术研 发为核心，力争带动本地区经济的快速增长，拉动区域产业发展，充分发 挥我市矿资源储量优势，做强做大支柱产业，加速区域经济发展，填补我 省、市高科技矿产品化工产业的空白，并且在我省、市现有滑石、菱镁石 产业的基础上进一步提高滑石、菱镁制品的科技含量和科技附加值，转变 传统能源消耗型生产加工模式，辐射周边并可带动其他上下游企业延伸产业链条企业现有员工 120 人，具有本科以上学历的科技、管理人员占总数的 40；从事高新技术产品研究开发的人员占总数的 18。其中具有教授和 高级工程师的 5 人，博士 4 人，硕士 4

8、人，聘请海外研发团队国外专家 4 人。其中研究人员具有多年相关领域的研究成果，专家都是本行业中技术 学科带头人。公司主导产品有超细目活化滑石粉系列产品及天然氢氧化镁无卤阻燃 剂、化工填充剂、无载体功能性母粒。广泛的应用在造纸、塑料、橡胶、 油漆、陶瓷、食品、医药、化妆及化工等诸多领域。具有品位高、白度 高、电绝缘、热绝缘和吸性强、耐酸碱性好等特点，广泛的应用在造纸、 塑料、橡胶、油漆、陶瓷、食品、医药、化妆及化工等诸多领域。滑 石粉年生产 5 万吨，其中微细粉 1 万吨。公司矿山占地面积 150 万平方 米，年产滑石 3万吨。公司先后在沿海等地成立 7 个办事处，形成较系统 的销售网络。公司有

9、进出口经营权， 95的产品出口到东南亚、欧洲、海 湾等国家和地区。1.5可行性研究报告编写单位及技术负责人 编写单位：鞍山焦耐设计研究总院环境工程设计研究院 技术负责人：李鑫1.6可行性研究报告编制依据1.6.1天然氢氧化镁无机阻燃剂研制报告1.6.2 可行性研究报告编制 委托书1.6.3 产品有关技术资料1.7可行性研究报告的概况、结论和建议1.7.1 概况1.7.1.1建设规模 根据市场需求，建设规模确定为年产天然氢氧化镁无机阻燃剂 2.0 万 吨；年处理天然水镁石粉矿废物 2.2 万吨。1.7.1.2 厂址 天然氢氧化镁无机阻燃剂生产项目建设在海城精华矿产有限公司 厂内，部分厂房和设备利

10、用海城精华矿产有限公司现有厂房和设备，并充 分利用公司现有的供水、供电、供汽（气）等条件。1.7.1.3 原料来源及产品销售 原料：本项目用原料为天然水镁石，由海城精华矿产有限公司有限公 司按一定规格供应。年需用量：天然水镁石：2.2万吨/a,粒度三10mm偶联剂： 450万吨/a产品 天然氢氧化镁无机阻燃剂，由海城精华矿产有限公司销售 部统一销售。1.7.1.4 工艺方案 根据天然氢氧化镁无机阻燃剂特性，确定其生产工艺流程为：超细粉体制备（包括风动输送、原料干冷、粉碎、分级及超细粉 体收集）及粉体表面改性（包括复合偶联及超声波雾化、高速打散、涡轮超细分级）。1.7.1.5投资估算本项目总投资

11、6785.85万元，其中：固定资产投资6600万元，建设期 利息86.40万元，铺底流动资金99.45万元。1.7.1.6资金来源a. 固定资产投资资金来源本项目固定资产投资中企业自有资金为3600万元，约占54.55%,其余45.45%从银行借款，借款年利率为5.76%。b. 流动资金来源本工程所需流动资金为 331.52万元，其中99.45万元为企业自有资 金，占30%，其余从银行借款，借款年利率为 5.58%。1.7.1.7技术经济指标见下表1-1技术经济指标表表1-1序号指标名称单位指标备注A产品产量1天然氢氧化镁无机阻燃 剂t/a20000B原材料消耗量1天然水镁石粉矿t/a2200

12、02偶联剂t/a450C动力消耗1生活用水m3/h6生活用水m3/d11.552电装机总容量kW2700有功功率kW2035年耗电量103kWh/a161193米暖用蒸汽t/h2t/a6816142 天 /a4压缩空气103m3/a23760D投资1固定资产投资万元6600.002建设期利息万元86.403流动资金万元331.52E财务预测指标1销售收入万元/a7440.03达产年2原材料费用万元/a1989.00达产年3动力费用万元/a1598.14达产年4销售税金及附加万元/a615.80达产年5总成本费用万元/a4516.88平均年值6利润总额万元/a2216.35平均年值7所得税万元/

13、a731.40平均年值8税后利润万元/a1484.96平均年值9全投资内部收益率（税前）%36.3910全投资内部收益率（税后）%26.6811全投资回收期（税前）年3.8312全投资回收期（税后）年4.7213净现值（ic=11%,税前）万元1084414净现值（ic=11%,税后）万元630015投资利润率%31.5816投资利税率%40.24F其他指标1职工定员人94其中:生产人员人86管理及服务人员人82工程用地面积m天然氢氧化镁无机阻燃剂是一种环保新产品，用其生产的材 料燃烧时毒气产生量极少，保护了环境，大大减少材料燃烧导致人中毒事 件的发生。 采用超细粉体制备（包括风动输送、原料干

14、冷、粉碎、分级及超 细粉体收集）及粉体表面改性（包括复合偶联及超声波雾化、高速打散、300001.7.2结论涡轮超细分级）生产天然氢氧化镁无机阻燃剂工艺技术成熟可靠。（3）利用天然水镁石粉矿废物生产环境友好型天然氢氧化镁无机 阻燃剂产品，是矿山资源化再利用项目，符合国家循环经济发展战略； 同时减少了天然水镁石粉矿废物（0-5m m）随处堆放刮风时引起的粉尘二 次污染，亦是一个环境保护项目。（ 4）天然水镁石通常用来做耐火材料，如轻烧粉等，耐火材料价格 低廉，经济效益差；天然氢氧化镁无机阻燃剂是高科技产品，价格 高，是轻烧粉价格 4 倍多，附加值高，经济效益好。（ 5）利用天然水镁石粉矿固体废物

15、生产环境友好型天然氢氧化镁 无机阻燃剂 ，实际上是“变害为利”“变废为宝”，即生产出经济效 益好的天然氢氧化镁无机阻燃剂，亦可以节省矿山资源。（ 6）建设规模为年生产天然氢氧化镁无机阻燃剂2 万吨，经济效益好，经济上可行。综上所述，本工程项目不仅进是一个环境保护项目，亦是一个废物资 源化再利用工程，同时还生产出高新产品，具有较好的经济效益，是一项 循环经济工程，应尽快实施。1.7.3 存在问题和建议 应对天然水镁石粉矿废物产量和成分进一步调查落实，为初步设计和 施工设计提供可靠的设计数据。2 项目建设的背景及必要性2.1项目建设的背景及必要性2.1.1 项目产品符合当今世界阻燃剂发展方向 阻燃

16、剂是能使聚合物不易着火和着火后使其燃烧变慢的一种助剂。卤 素阻燃剂以其阻燃效果好、不影响材料物化性能而得到广泛应用。加入 卤素阻燃剂的聚合物在燃烧时发烟量大、易放出腐蚀性气体（如HC1、HBr等）和有害性气体，易造成二次危害。当今环保要求越来越咼，含卤 有机阻燃剂已经正被限制使用，欧共体国家的环保组织已经发表禁止含 卤阻燃剂进入欧洲市场的法令。国内安全防火法令也逐步建立。含卤有 机阻燃剂也将受到限制，给无机阻燃剂的发展创造了很大的空间。生产 优良的天然无机阻燃剂是绿色环保的迫切要求。本项目生产的氢氧化镁阻燃剂是一种咼科技的环保无机阻燃剂 产品，不含卤素。它在应用时是依靠化学分解吸热以及释放出水

17、而起到 阻燃作用的，具有无毒性、不腐蚀加工机械、分解后生成的氧化镁化学 性质稳定的特点，不产生二次危害，是发展最快的、环保型的阻燃剂。氢氧化镁阻燃剂促进聚合物碳化作用，是有机阻燃剂的换代产品，与氢氧化铝相比，氢氧化镁的分解温度高一些 （氢氧化铝为220C左 右，而氢氧化镁则在350400C），更适合某些聚合物的加工要求，还有 促进聚合物碳化的作用，近年来氢氧化镁阻燃剂应用领域在不断扩大。氢氧化镁阻燃剂由天然矿物水镁石经超细粉碎到所需粒度后、 再经表面改性制得，在合成材料中除具有阻燃效果外，还要有抑制发烟 和氯化氢生成的作用，并且赋予材料无毒性，无腐蚀性。由于热分解温度高，可以使添加氢氧化镁的合

18、成材料能承受很高的加工温度，利 于加快挤塑速度，缩短模塑时间，有助于提高阻燃效率。氢氧化镁粒径 细，对设备磨损小，利于延长加工设备使用寿命，同时原料易得，生产 成本低，可广泛用于聚丙烯，聚乙烯，聚氯乙烯，高抗冲聚苯乙烯和 ABS等领域。它是有机阻燃剂的换代产品，是国内外阻燃剂技术的发展 方向之一。2.1.2 利用天然水镁石粉矿固体废物作为生产 氢氧化镁阻燃剂 ,不仅 是矿山废物的资源化综合利用项目，而且是一个循环经济工程。2.1.2.1粉矿产生来源粉矿指矿物的开采、选矿、生产过程中产生的各种粒度小于5mm的废石和尾矿粉渣。由于开采出的非金属矿石通常有品位非常纯的优矿和 由有需求的主矿种与伴生围

19、岩共同构成的次矿，因而为获得品位高的纯 的矿石而直接采集优质纯矿，及大块有伴生围岩共同构成的次矿，并且 对主矿种与伴生围岩共同构成的次矿，需将伴生围岩剥落后从而获得优 质原料主矿。这样对有伴生围岩共同构成的次矿粒度较小多弃之不采。此外，为获得较为纯净，高品位的矿石，必须进行选矿，也由此产生了 粉矿。由于我国其他地区多数水镁石的矿石品位不是很高，多数呈多组 分共伴生，矿物嵌布粒度细，再加上选矿、制备技术不高，设备自动化 水平低以及管理水平落后等因素，流程普遍存在有用矿物回收利用水平 低的现象。目前，我国矿产资源总回收率只有30%左右，以采选回收率计，非金属矿只有2060%造成大量资源损失于废粉矿

20、中。2.1.2.2 粉矿未被有效利用原因及其造成后果从历史背景角度分析，我国是水镁石资源大国，主要集中在青海、四川、陕西、吉林、河南及辽宁，其中以辽宁风城和宽甸地区储量 大品位高。长期以来，水镁石原料主要用于制做镁质耐火材料产品，如 轻烧镁粉、重烧镁砂等，由于综合利用技术水平低，企业只针对水镁石 矿石中的纯高品位矿种进行单一开采的情况比较普遍，浪费了大量的宝 贵资源。企业在将主要水镁石原料开采、手选之后，在废弃的废矿粉渣 中，还含有丰富的高含量水镁石。同时在生产过程中排放出来的废渣、 生产过程产生的粉矿中仍有大量可再利用的生产价值，但是由于我省水 镁石资源在世界占有绝对优势“镁都”，一些企业自

21、恃拥有绝对资源优 势，资源重视观念不够等原因，极度开采大块高纯度矿石，忽略这类资 源，弃置情况比较普遍。众多非规范的小企业把这些水镁石粉矿当做工 业废弃物就地弃置，大量的粉矿堆积在山涧之中。从技术角度分析，从水镁石化粉矿废料理学性能上看，其MgO65.0%，粒度三5mm由于其粒度较小，平均粒径并不均匀，同时粒径太 小则因其表面积增大，吸油量大，分散困难反而使加工性不好。需要对 其进行生产过程粒径控制技术的开发，以及产品的质量检测技术的严格 管控。另一方面正常产品需要水镁石矿原料Mg(OH)2含量95%以弥补技术处理的不足，但由于粉矿大部分纯度Mg(OH)2含量92%利用起来技术处理难度较大，无

22、法满足高品质产品的要求，应用价值不高。这 样既不符合大多数矿山及生产企业应用便利的需求，又没有满意的质量 保证，因此不予以花费更多精力解决这些技术难题，而直接选用利用方 便、品位好的矿石作为加工原料。正是由于综合利用技术落后，资源综合利用观念的淡薄，在长期的 水镁石矿开采、生产过程中产生了大量废弃0-5mm的粉矿，造成大量0-5mm的水镁石粉矿无法得到利用，使宝贵的水镁石矿山资源白白的浪费 掉，据统计，目前被废弃掉的水镁石粉矿量近 10 余万吨，使国家矿山 资源受到极大的损失；另一方面，这些粉矿在刮风时尘雾四起，对生产 环境、周围居民生活环境、农业生态环境造成严重污染，并产生危害后果，如：农田

23、板结、农作物减产、大气质量低下，工厂生产和周农业生 产的矛盾日趋加剧，使当地居民的生存条件受到严重威胁。2.1.2.3精华矿产粉矿技术开发及综合利用综合勘探、综合评价、综合开发、综合利用，历来是我国矿产资源 探、采、选各环节人们共知的政策措施，但由于思想认识、经济政策等 原因，始终没有收到令人满意的成效。导致了非金属矿资源利用率低 下，浪费严重，矿区生态环境日益恶化，从而严重消弱了非金属矿工业 可持续发展的基础和后劲。综合利用要求“低开采、高利用和低排 放”，综合利用对矿业开发的核心要求是降低原矿物的开采量，提高矿 物的利用率，减少废弃矿物的处置及堆存量。海城精华矿产有限公司一 直以优化资源利

24、用方式为核心，以提高资源利用率为目标，挖掘资源潜 力，拓宽资源利用范围，实现可持续发展。海城精华矿产有限公司与沈阳化工学院、欧洲知名研究机构意大利 万谱公司合作，针对无机粉体粒径控制技术、化学改性复配勾兑还原技 术解决了粉矿粒径加工性不稳定、应用含量不足的技术难题，使得量废 弃 0-5mm 的粉矿经过精华生产处理，其化学成分和粒度均符合生产天然 氢氧化镁无机阻燃剂的原料条件，是一种很好的原料资源，能够充分利 用。而且天然氢氧化镁无机阻燃剂是一种高科技的、高附加值的产 品，其售价在 3760 元左右，是普通轻烧镁粉耐火材料的 4 倍，经济效 益好。综上分析，利用天然水镁石矿粉矿废料生产天然氢氧化

25、镁无机阻 燃剂，不仅可生产出环保型的阻燃剂、产品附加值高，而且还达到了 矿山废物资源化再利用和解决环保污染的目的。因此本项目是一个矿山 可持续发展项目，不仅具有环保意义、经济意义、亦具有废物资源化综合利用意义，具有十分重要的循环经济战略意义，建设该项目十分必2.2 项目建设的有利条件1) 利用天然水镁石矿粉矿废料生产天然氢氧化镁无机阻燃剂项目 属环保和废物再利用工程项目，符合国家可持续发展政策，可得到政府 部门及省“镁办”的支持，并可享受国家有关的减免税政策。2)本项目建在 海城精华矿产有限公司厂内，可利用现有的场地、部 分设备、部分厂房、附属设施，如 粉磨机、 锅炉房、空压机、变电所 等，可

26、大大减少固定资金投入，加快项目建设速度。3设计规模和产品方案3.1设计规模产品品种：天然氢氧化镁无机阻燃剂年工作天数：330天/年年生产量：20000t/a日生产量：60.6 t/d3.2产品方案利用天然水镁石矿粉矿废料生产天然氢氧化镁无机阻燃剂；年生产量为20000t/a其中400目规格6000吨1250目规格10000吨2500目规格4000吨3.3产品质量天然氢氧化镁无机阻燃剂质量主要技术指标如下表3-1及3-2：表3-1天然氢氧化镁无机阻燃剂理化指标MgO(%CaO(%Fe(%结晶水(%酸不溶物(%)fO(%)白度(%)> 65w 1.80w 0.30> 28w 3.0w

27、0.5> 92表3-2天然氢氧化镁无机阻燃剂物理指标活化指数(%)吸油率(%)吸水率(9天后)比表面积> 99< 26 ± 1< 2.00>15.04市场预测4.1市场分析及需求量氢氧化镁作为阻燃填充材料，在日本、美国已经有10余年的历史，由于这些国家环保方面法规的压力，含卤有机阻燃剂的用量在逐年下降， 美国和日本含卤有机阻燃剂的用量分别占 8%、5.4 %，无 机阻燃剂占60%，而我国含卤有机阻燃剂的用量达 69%。随着我国 国民经济实力的提高、技术的进步以及人们环保意识的加强，我国的橡塑 制品相关行业的安全阻燃法规的逐渐出台，无机阻燃产品的市场前景将

28、十 分广阔。本项目产品主要用于电线电缆材料(如PVC、XLPE、EVA、 EPDM)、各类不饱合聚合材料(PE、PP)及三元乙丙橡胶及各建筑、装 饰材料等行业。无机阻燃剂的市场中，氢氧化铝开发早于氢氧化镁，二者都是当前公 认的具有阻燃、抑烟、填充三大功能于一身的阻燃剂，在同一填充量下， 氢氧化镁阻燃剂好于氢氧化铝。氢氧化铝材料需要合成制取，成本高；我 国有丰富的天然水镁石资源优势，天然水镁石直接加工的产品与合成产品 使用性能上相同，但价格低廉，这使得应用厂家容易接受，因此说，天然 氢氧化镁作为无机阻燃剂有较大发展空间。欧美及日本市场Mg(0H)2阻燃剂需用量和发展速度见下表4-1表4-1欧美及

29、日本市场Mg(0H)2阻燃剂需用量和发展速度地区无机阻燃剂占阻燃剂的百分比(%)Mg(OH)年用量(万吨)预计增长速度(%)美国601012西欧5088日本6467欧美及日本市场Mg(OH)阻燃剂年需用总量为24万吨，如以平均年9% 速度增长，到2010年需求量将达到594万吨，国际市场空间非常大。目前，中国无机阻燃剂仅占阻燃剂用量的 17%，与发达国家相比还 存在相当大的差距。随着我国高分子材料工业快速发展、阻燃法律的不断 健全和完善和环保政策的出台，无毒抑烟型的环保无机阻燃剂阻燃材料需 求量将会随之大幅度增加。因此，国内市场容量也非常大。4.2产品销售方向及售价天然氢氧化镁无机阻燃剂主要销

30、往美国、欧盟及日本等发达国家，根据目前市场销售实际情况，销售价确定为3720元/吨。5原材料及燃料5.1原料及燃料的来源1) 原料为天然水镁石开采过程中产生的0-5mm的粉矿废物，粉矿废物全部来源于周边辽阳、宽甸及凤城等水镁石矿山，由海城精华矿产有限 公司采购。目前，辽阳、宽甸及风城等水镁石矿山现存的天然水镁石0-5mm的粉矿固体废物有10万吨以上，因此，本项目的原料来源是非常丰 富的。2) 添加剂为偶联剂，年耗量为450吨，由海城精华矿产有限公司供 销部门外购。5.2原料质量指标1)水镁石粉矿废物粒度及化学成份见下表 5-1表5-1粒度及化学成份项目MgO%SiO%FqO3%NaOK20%A

31、L 2O3%烧碱%粒度mm数值65.501. 00.500.120.50约35> 52)偶联剂指标见下表5-2表5-2偶联剂指标项目碘值mg/100g皂化值mg/ g酸值mg/ g色度凝固点水分%无机酸%指标0.39210.9210.27486.20.050. 0016 厂址及建厂条件6.1厂址 项目厂址选择在辽宁海城精华矿产有限公司现有生产厂内，不用重新 征用土地；并利用现有附属设施，如锅炉房、空压机、变电所等；同时亦 利用了现有的给排水及交通运输等设施。项目建设用地为 30000m2 ，现有的厂区完全可满足项目建设要求。 6.2厂区气象条件大气压力 冬季 102.23kPa夏季 10

32、0.22kPa3.4m/s3.1m/s292C-178C冬季室外平均风速夏季室外平均风速年最热月平均最高温度年最冷月平均最低温度7 工艺技术和设备7.1工艺方案及设备项目生产工艺分两部分，即水镁石粉矿废物超细粉体细磨工艺和氢氧 化镁超细粉体表面改性工艺两部分。7.1.1 水镁石粉矿废物超细粉体细磨工艺及设备水镁石粉矿废物粒度为小于5mm,环境友好型天然氢氧化镁无机阻 燃剂细度要求小于10卩m,细磨工艺设备是生产天然氢氧化镁无机阻 燃剂产品的关键。目前，矿物细磨设备主要雷蒙粉碎机、球磨机、风动磨机，这些设备 生产的产品粒度可达 10卩m以下，细度达到了天然氢氧化镁无机阻燃 剂小于10卩m的要求，

33、但生产率极低，能耗很高。特别是物料粉碎时产 生大量的热，易导致 水镁石结构水析出，使水镁石变质，影响了产品质 量。针对水镁石含高结构水的特点，海城精华矿产有限公司分别利用圆盘 式、循环式、对撞式气流粉碎机进行粉碎工业试验，确定了粉碎机形式和 最佳操作工艺条件，开发了水镁石干冷粉碎工艺及装置。冷干气流粉碎技术，采用强风冷却和夹套冷却方式，保证水镁石中结 构水不散失，并充分利用气流粉碎的物料自磨原理，保证产品的洁净。该 技术已通过了辽宁省科技局的技术鉴定，获辽宁省科技进步三等奖和国家 专利。本报告采用冷干气流粉碎工艺为物料超细粉体细磨工艺。冷干气流粉碎工艺系统由空压机、冷干机、粉碎机、高速分级机、

34、旋 风及布袋收集装置和排风机等设备组成。冷干气流粉碎技术工艺流程图如下图 7-1 冷干气流粉碎技术工艺过程简述：参见图7-1，来自原料库的小于 5mm、MgO含量大于65%勺天然水镁 石粉矿固体废料，皮带机送到冷干气流粉碎装置的加料斗（ 4），固体废 料由螺旋加料机送入粉碎机（ 6）中粉碎，物料被粉碎到需要的颗粒度后（ 30卩m）,悬浮速度降低，被送入的干冷压缩空气（温度w10C）吹到气流分级机（ 5）中分级，在分级机（ 5）的叶片高速旋转下（ 500-2300 转/分），三10卩m的物料可穿过高速旋转叶片进入成品收集系统；10卩m 的物料由于上升速度小,被高速旋转叶片所阻挡,落回到粉碎机（6

35、）中再次被粉碎，直到粒度小于10卩m穿过高速旋转叶片进入成品收集系统为 止。进入成品收集系统的三10卩m超细粉，其中颗粒较大的超细粉料首先 在旋风收集器（ 7）中被收集,颗粒较小的超细粉料最后在布袋收集器（8） 中被收集。从布袋收集器（8） 中排出的气体含尘浓度小于 50mmg/m3 ,符合国家废气排放标准,通过排风机（ 9）和烟囱排至大气。冷干气流粉碎装置所需的超细粉输送风,由空气压缩机（ 1）提供, 压缩空气经储气罐（2）后，进入干冷机（3）进行干冷，温度从约80 C降 至10C后送入粉碎机（6）中作为输送风使用。冷干气流粉碎装置采用正负压操作,动力由空气压缩机（ 1）和排风 机（ 9）联

36、合提供；超细粉收集系统为负压操作,动力由排风机（ 9）联合 提供,负压操作,生产环境好。冷干气流粉碎系统采用PLC自动控制，对系统的压力、温度、加料量、干冷风量等参数进行自动调节、记录,对设备运行情况进行监控等。7.1.2 超细粉体表面改性工艺及设备 粒子的表面改性是无机阻燃剂发展的另一个重要趋势。无机阻燃剂是 亲水性的,与亲油性的高分子材料基体之间不相容,从而限制了无机阻燃 剂的填充量、降低了其分散性。因此无机阻燃剂在添加之前,必须先经过 表面改性，改性效果的差异对其分散性和相容性能有很大影响，从而大大 改善了无机阻燃剂产品的性能。几种粉体改性技术比较1）偶联剂 +助偶联剂技术：偶联剂 +助

37、偶联剂的复合偶联技术， 例如针对阻燃电线电缆材料，使用硅烷 -172+ 助偶联剂为改性剂。助 偶联剂，实际上是一种脂肪酸类表面活性剂，首先阴离子表面活性剂具有 降低液体表面张力的作用，在超声波作用下可被雾化成小颗粒，在气流粉 碎机内可以与水镁石超细粉较好反应，其次，阴离子表面活性剂中的亲水 基与亲油基分别与氢氧化镁和聚合物发生相互作用，提高了氢氧化镁在聚 合物材料中的分散性和相容性，从而改善了阻燃材料的机械性能。2）高速打散技术： 如采用高速搅拌机等设备将粉体散开，以达到粉 体改性的目的。但是没有强调改性中的高速打散，不可避免的要造成粉体 颗粒的二次团聚，使改性后粉体出现团聚大颗粒。因此，改性

38、效果不好， 最终还不如粗粒径粉体，使超细粉体的补强作用大打折扣。3）改性粉体的分级技术：改性粉体的分级技术就是采用分级机淘汰 改性粉体中的大颗粒，最后保证了改性粉体的粒度质量。4）偶联剂的超声波雾化及高压喷射技术：该技术是海城精华矿产有 限公司在总结了其他粉体改性技术经验、吸收了上述工艺技术优点的基础 上自行开发的新型粉体改性技术。该技术已通过了辽宁省科技局的技术鉴 定，获辽宁省科技进步三等奖和国家专利。粉体改性强调的是偶联剂和粉体的充分接触、混合，但在干法改性 中，已有的偶联剂的雾化技术只是一般的雾化，偶联剂的雾滴较粗，影响 了改性效果。偶联剂的超声波雾化及高压喷射技术采用超声力波雾化装 置

39、，并配以特殊雾化喷嘴，使用 0.60.8MPa气体压力进行高压喷射，使 偶联剂雾化颗粒达到几个微米，形成雾化临界状态，使偶联剂与超细粉充分接触，从而有效地保证改性效果，改性率可达 99%。本报告采用偶联剂的超声波雾化及高压喷射工艺为超细粉表面改性工 艺。偶联剂的超声波雾化及高压喷射工艺见图 7-2 偶联剂的超声波雾化及高压喷射工艺简述： 参见图 7-2 ，偶联剂的超声波雾化及高压喷射工艺系统由密相脉冲式 栓流上料装置、复合偶联剂超声波雾化装置、高速打散装置、高速风及其 调节装置、涡轮超细粉分级装置、旋风及布袋收集装置、排风机等组成。超细粉由密相脉冲式栓流上料装置加入到高速打散装置，在高速打散装

40、置中超细粉被打散；复合偶联剂经超声波雾化后，由压力为0.6 -0.8Mpa 高压气体从喷嘴喷入高速打散装置中，与被打散的超细粉体充分混 合接触，使超细粉体得到改性。改性超细粉体被进入打散装置的高速风携 带到涡轮超细粉分级装置中，在涡轮超细粉分级装置中颗粒较小的改性超 细粉体通过分级机，进入旋风及布袋收集装置后作为成品被收集，颗粒较 大的改性超细粉体落入高速打散装置中再次被打散、改性，直到通过涡轮 超细粉分级装置。高速风风速可调，以满足不同细度的超细粉体改性要求。高速打散装 置和涡轮超细粉分级装置采用正压操作，动力由高速供风机提供；旋风及 布袋收集装置采用负压操作，动力由排风机提供。偶联剂的超声

41、波雾化及高压喷射工艺系统采用PLC自动控制，对系统的压力、温度、风量风速、加料量等参数进行自动调节、记录，对设备运 行情况进行监控等。7.1.3 水镁石干冷粉碎及改性工艺的创新点：本报告采用的气流干冷粉碎技术、超声波雾化复合偶联剂连续表面改 性技术主要创新点如下：（1）对雷蒙磨机操作工艺进行了改进，实现最佳工艺参数组合，在确 保分级精度的前提下，提高了生产效率，防止了堵料、压腔。（2）开发了水镁石气流粉碎技术。采用强风冷却和夹套冷却方式，保 证水镁石中结合水不散失，并充分利用气流粉碎的物料自磨原理，保证产 品的洁净。（3）采用偶联剂超声波雾化装置和连续表面改性技术，解决了晶粒趋 向二次凝聚问题

42、，阻燃剂在聚合物材料中分散性好，无机阻燃材料与高分 子材料具有完好相容性。（4）开发了偶联剂加助偶联剂的复合偶联技术。（5）收集装置采用了布袋反吹风收尘系统，使供风系统处在负压运行 状态，无任何外泄，整套生产线洁净无尘，满足环保要求。（6）设备全部国产化。（7）整个设备的研究、设计完全独立完成，具有自主的知识产权。经国际联机检索，目前国内外均未见水镁石经气流粉碎的高结构水水 镁石超细粉，并使用超声波雾化装置对其进行连续表面改性，制氢氧化镁 阻燃剂的文献报道。2003 年 9 月 3 日，辽宁省科技厅主持召开了海城精华矿产有限公司“天然氢氧化镁阻燃剂的研制”项目科技成果鉴定会。经鉴定委员会专家

43、认真审查和讨论，鉴定意见见附件。7.1.4 天然氢氧化镁无机阻燃剂主要设备天然氢氧化镁无机阻燃剂生产主要设备有：5R雷蒙立式粉碎机，3台 N=3 x 182kw 无润滑油空压机 5 气流粉碎机4 粉体分级机4 鼓风机 3 粉体表面改性机 5台 N=5x160kw台N=4x 45kw台N=4x 18.5kw台N=3x 55kw台N=5 x 132kw台N=5x 15kw 高效涡轮超细粉碎分级机 5 台N=5x 35kw 密相脉冲式上料装置 5 台 PLC 自动控制设施1 套N=5x 5kw7.2设计基础数据a) 生产规模、生产班制年产天然氢氧化镁无机阻燃剂 20000吨年工作天数 330 天、7

44、920小时/年 日产量： 60.6t/d、 小时产量： 2525kg/h工作班制：3 班工作制 /天/24 小时/天 /365 天/年b) 原料性能数据见表 5-1 、5-2 原料质量指标表c) 产品质量指标见表 3-1 、3-2 产品质量指标表7.3车间组成本项目车间组成为： 原料储存库 ； 生产车间，包括超细粉碎及改性工段；成品储存车间； 锅炉房，利用现有锅炉房，增加一台锅炉； 变电所，利用现有变电所，但需增容； 高压雾化装置 5 空压站； 水泵房，利用现有水泵房； 维修、车库、食堂、办公室等生活辅助设施均利用现有设施;8 公用及辅助设施8.1总图运输8.1.1 厂址利用天然水镁石粉矿固体

45、废物生产环境友好型天然Mg（OH） 2无机阻燃剂项目建设在 海城精华矿产有限公司厂内，项目占地面积为 30000m2 。厂址地处公司生产区，可充分利用公司的部分厂房、部分设备 及供水、供电、生活辅助设施等。8.1.2 总平面布置 在满足生产工艺流程、有利生产安全、方便生活以及考虑到运输、地 形、气象等外部条件下，在现有厂区内合理确定全厂的总体布局。主要建构筑物原料贮库、超细磨厂房、 超细粉改型生产厂房、空压站、变电所、 综合泵房、车库、机修等。本工程采用现有厂区的水平型平坡式布置方式，场地设计标高为现有 的厂区设计标高。场地排雨采用现有厂区暗管排水方式。8.1.3 道路运输 本厂生产所需原料、

46、燃料、产品、工业垃圾等的运输，均采用汽车运 输方式，其中原料由各天然水镁石粉矿固体废物收集由汽车送到储存库； 产品外运以外委地方运输公司解决。汽车运输总量42450 t/a，其中：运入量 22450t/a,运出量 20000 t/a。现有厂区道路满足本项目运输及消防要求。 厂区绿化按公司统一规划设计，绿化用地按35%考虑。本工程消防利用现有的厂区消防设施。8.2偶联剂供应生产环境友好型天然 Mg（OH）2 无机阻燃剂用偶联剂由集团有限公司采购，年需量约 450 t/a。8.3给水排水8.3.1 设计依据建筑给水、排水设计规范 GB50015-2003室外给水设计规范 GBJ13-86室外排水设

47、计规范 GBJ14-87建筑设计防火规范 GBJ16-87污水综合排放标准 GB8978-19968.3.2 设计内容 本工程项目的室内供水、室外给排水系统设计等。8.3.3 给水系统 本工程水源由公司现有供水设施供给，自建综合水泵房。按生产、消 防和生活设置给水系统。给水管网设计成环状，以保证各种供水的需要。厂区消防用水按火灾同时发生一次计算，室内按 25l/S 设计，室外按 40l/s 设计，在蓄水池贮有 2h 消防水量。新水用水量为 6.00m3/h;生活日用水量 11.55m3/d，小时最大用水量 1.0m3/h。8.3.4 排水系统 利用现有厂区生产、生活雨水排水系统。生产不产生污水

48、，生活废水经化粪池处理溢流外排至总管网，外排水量0.80m3/h。雨水采用现有的厂区明沟和暗管相结合的排水方式。8.4热力介质及供应本工程生活需用热力介质为蒸汽、压缩空气，其中：生活用蒸汽主要冬季采暖，需用量 2.0t/h;由矿产公司现有锅炉房供热系统供给，现有锅炉房增设一台2.0t/h锅炉，供汽压力按0.4MPa设计。压缩空气主要用于生产和除尘设施，需用量为50m3/min，由5台10m3/min 空压机供给。8.5电气8.5.1 概述本工程由原料贮运、超细磨、超洗粉改型、成品包装和辅助设施组 成，大部分属二级负荷，利用公司现有总降变电所提供两路电源，电压为 10kV ，总降变电所增设 1

49、台 2500 kVA 变压器。工程自建车间低压配电 室。8.5.2 电气传动低压配电采用 380/220V 电压，配电方式以放射式为主，由低压配电 屏向各用电设备送电，采用低压断路器作为短路保护设备，而以低压断路 器或热继电器作为过负荷保护设备。原料贮运、成品贮存等为间断操作，超细磨、超洗粉改型生产、空压 机为连续生产系统，采用连锁集中控制和机旁单机控制两种方式。其中： 连锁集中控制采用带操作站和网络通讯功能的可编程序控制器系统即 PLC 系统进行操作和控制，机旁单机控制用机旁按钮操作（调试和维修）。对 火灾和爆炸危险场所将根据其危险级别选择相应的防爆设备，以保证安全 生产。8.5.3 防雷与

50、接地 根据规范规定，对工业防雷建、构筑物设计将考虑防直击雷和感应雷的措施。对于 10kV 中性点不接地系统，采用 II 接地系统。对于 380V 中性点 直接接地系统，采用 TN-C-S 接地系统，低压配电客观存在作重复接地8.5.4主要技术指标装机情况：装机总容量 2700kW； 计算负荷：有功功率 2035kW； 年工作小时 7920 小时年耗电量 16119.0X 103kWh/a主要电器设备 变压器 2500kVA1 台 10/0.4kV8.6仪表与自动化 本项目的仪表测控内容主要包括原料贮运、超细磨、超洗粉改型生 产、空压机站等。其中超细磨、超洗粉改型生产系统采用 PLC 自动程序控

51、 制。为保证一次仪表的可靠性及安全性，差压变送器拟采用智能型产品。 物位计、流量计结合测量介质情况选用适用的产品，调节阀以选用气动执 行器为主，辅以电子式电动执行器。PLC 系统选用国外的先进系统，原则上要求技术先进、开放性好、操 作方便、可靠性高、可扩展，在国内有良好的技术支持的产品。 8.7通风与除尘8.7.1 通风项目主控室、计算机室、仪表室按室温1825C设置柜式空调机和机械送风设施。办公用房、工人休息室设吊扇。8.7.2 除尘 项目内物料输送、超细磨、超洗粉改型等工艺过程产尘设备进行密 闭，其产尘设备或扬尘点均设抽风点，各点汇集按同一生产系统中同时工 作的生产设备划为一个除尘系统，生

52、产设备与除尘系统连锁，产品收集和 除尘设备均选用高效袋式除尘器。通风、除尘设备维修，由矿产公司有关部门承担。8.8建筑与结构8.8.1 概述 本工程建（构）筑物主要为生产设施和公辅生产管理设施所用。其 中：生产设施包括原料库、超细磨、超洗粉改型厂房 、成品贮存；公辅 设施及生产管理设施包括：变电所（ 现有改建）、空气压缩站 、综合水 泵房等；生产管理设施有综合办公用房、浴室（利用现有的）等。工程建（构）筑物设计主要执行标准和规范：建筑抗震设计规范 GB50011-2001构筑物抗震设计规范 GB50191-93建筑地基基础设计规范 GB5007-2002混凝土结构设计规范 GB50010-20

53、02钢结构设计规范 GB50017-2003 给水排水工程构筑物结构设计规范 GB50069-2002 建筑设计防火规范（ 2001 年版） GBJ16-87 采暖通风与空气调节设计规范 GB50019-20038.8.2 气象条件冬季采暖室外计算温度-18C夏季通风室外计算温度28 C最低气温-337C最高气温36.5C年降雨量733mm夏季主导风向东南冬季主导风向北8.8.3主要设计依据-110cm最大冻土深度抗震设防烈度 7 度 主要考虑设计地质条件：拟建厂址为剥蚀丘陵，底部为积压粘土，其顶部覆盖较薄，地基强度 为 2227t/m2 ，是较理想的建设用地。8.8.4主要设计决定本工程各主

54、要生产系统及生产辅助系统尽可能集中在主厂房内，这种 布置即节省了建设用地，又改善了厂区建筑分散凌乱的现象。主厂房采用 钢结构形式，外墙和屋面采用复合压型钢板，采用塑钢窗户。其他厂房为 砖混结构或钢筋混凝土排架结构。抗震设防，按现行的建筑抗震设计规范构筑物抗震设计规范 等国家及行业规范、规程及标准，对基础和结构进行设计。全部建筑面积 10000.0m29 环境保护9.1 编制依据及采用的环境保护标准1) 建设项目环境保护设计规定 (87) 国环字第 002 号2) 建设项目环境保护管理条例 国务院令第 253号( 1998)3) 危险废物污染防治技术政策 环发(2001)199号4) 中华人民共和国环境保护法( 1989年12月 26日)5) 国务院关于环境保护若干问题的决定(国发 199631 号)6) 中华人民共和国大气污染防治法( 2000年 4月29日)7) 中华人民共和国水污染防治法( 1996年