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白云石制轻质氧化镁、无水硫酸钙、二氧化碳项目（一期工程）可行性研究报告第一章 项目提要1.1 项目名称白云石制轻质氧化镁、无水硫酸钙、二氧化碳项目（一期工程）1.2 承担单位XXX市XX县XX矿业投资1.3 建设地点湖南XXX市XX县禾亭镇1.4 建设性质新建1.5 建设内容及规模本项目是用白云石制轻质氧化镁、无水硫酸钙和干冰的生产线建设项目。本项目为一期工程，总建筑面积为5100m2，其中：生产区建设包括生产供料车间300m2、生产车间960m2、轻质氧化镁成品车间720m2、无水硫酸钙成品车间720m2、干冰回收成品车间400m2，原料堆场2000m2，合计建筑耐久年限为50年，建筑安全等级为二级。项目建成后，可生产年产2500吨轻质氧化镁和12000吨无水硫酸钙和3000吨干冰，矿物钙镁利用率均在92%以上。项目建成后可实现年均收入5203.64万元，年均利税369.03万元，项目经济效益相当可观。因此项目业主拟通过一期工程产生的效益向当地政府争取土地和政策的扶持，拟在XX县冶金建材工业园区内征地500亩，用于扩大投资规模建设项目的二期工程，二期工程计划总投资7600万元，形成年产8000吨工业级轻质氧化镁、40000吨无水硫酸钙和9000吨干冰的生产规模。1.6 建设期限2009年1月2009年11月1.7 总投资及资金筹措项目总投资2579万元，项目建设资金来源全部由项目业主自筹。 1.8 项目效益项目建成后，可提高公司产品的质量及增强市场应变能力，适应国际市场需求，同时也符合我国合理高效利用资源的产业政策。项目建设中工艺过程无污染，经济效益显著，年均产值5203.64万元，实现年均利税369.03万元，可安排城乡就业人员80人。本项目的建设将会充分发挥企业优势，可望取得良好的经济效益及社会效益。1.9主要技术指标（见下页）主要技术经济指标表1-1 序号项 目 名 称单 位数 据备 注1总投资万元2579其中：固定资产万元2152.11流动资金万元426.892建筑面积3100其中生产供料车间300生产车间960轻质氧化镁成品车间720无水硫酸钙成品车间720干冰回收成品车间4003原料堆场20004财务内部收益率%38.40所得税前投资回收期年3.84所得税前财务净现值万元3588.78所得税前5财务内部收益率%29.97所得税后投资回收期年4.47所得税后财务净现值万元2444.52所得税后6投资利润率%30.887投资利税率%45.198盈亏平衡点%58.28第二章 项目区域概况2.1 建设单位简介XX县XX矿业投资成立于2008年10月23日，法定代表人：XXX，注册资本XXX万元人民币，经营范围：投资矿业开发、投资房地产、土地开发等。机构设置及编制人数：公司下设总经理办公室、生产科、销售科、安保科、物资储备科、财计科、环境监测科、后勤科等8个科室共80人。2.2 发展目标第一期工程总投资2579万元，其中设备及安装投资1558万元，建筑工程投资376万元，其它工程建设投资135万元，预备费83.11万元，流动资金426.89万元，建设工期为8个月，可年产2500吨轻质氧化镁和12000吨无水硫酸钙和3000吨干冰，矿物钙镁利用率均在92%以上。工艺过程无污染，经济效益显著，年产值5203.64万元，实现利税369.03万元，可安排城乡就业人员80人。第二期工程总投资7600万元，计划于2010年开工建设，工期为2年，占地面积500亩，拟建XX县冶金建材工业园区内。其中，征用土地500万元，设备投资4500万元，建筑工程投资1500万元，流动资金1100万元，可年产8000吨工业级轻质氧化镁、40000吨无水硫酸钙和9000吨干冰，年产值达1.6亿元，年上交国家税收3000万元，年实现利润4000万元，可安排城乡就业人员300人。2.3 项目区域概况XX县位于湖南省XXX市南部，毗邻两广，处湖南改革开放的前沿阵地。现辖17个乡镇，4个国有林场，土地总面积2498平方公里，总人口78万，其中县城面积32平方公里，人口8.3万。XX区位优势明显。永（XXX）连（广东连州）二级公路纵贯全境，与高速公路或铁路联结，县城距长沙、广州均在400公里以内，可“朝发午至”；距XXX机场100 公里，距湘南“门户”郴州120公里，距国际旅游名城广西桂林180公里，车程均在2小时以内。随着衡枣高速的通车，洛湛铁路、贵（州）福（州）铁路、二广高速、夏蓉高速的修建，XX作为区域“交通中心”的 优势将更加突出。随着湖南省公祭舜帝陵大典的举行及九疑山旅游开发的整体推进，XX作为辐射海内外的“旅游观光、祭祖朝圣中心”的优势将更加凸显；作为周边地区“商贸物流中心”和“沿海产业转移承接地”的优势将更加鲜明。XX资源富集，物产丰饶。以石灰岩、锑、铅锌、铀矿为主的矿产资源丰富，可建设大型水泥厂和实施规模开采；以九疑山为龙头的4A旅游资源富集，开发潜力巨大；以小水电为主的水能资源丰富，达12万千瓦，目前开发不到三分之一；以国有企业闲置资产和学校、医院等政府主办事业为主的国有资产及城镇土地储备量大，商机无限；以粮食、蔬菜、烤烟、生猪、肉兔、竹木、水果等为主的农林产品丰富，生产、销售、加工潜力巨大；以九疑大道、城市引水、城镇开发等项目为主的国家、省、市重点工程多，投资效益丰厚。2007年，该县完成地方生产总值415321万元，同比增长14.2%，增速较去年高2.3个百分点。其中第一产业增加值140099万元，同比增长5.6%，第二产业增加值82305万元，同比增长20.3%，第三产业增加值192917万元，同比增长17.9%。三次产业结构比为34：20：46，第一产业比重由于受农产品价格快速上涨的影响，较去年提高了1个百分点。第三章 市场预测3.1轻质氧化镁(1)产品介绍轻质氧化镁又称工业氧化镁，为白色无定形粉末，无臭、无味、无毒。难溶于纯水及有机溶剂，在水中溶解度因CO2的存在而增大，能溶于酸或铵盐溶液中。熔点2852，沸点为3600。经1000以上高温灼烧可转化为晶体；温度升高至1500以上则成死烧氧化镁或烧结氧化镁。遇空气中的二氧化碳生成碳酸镁复盐。在空气中能逐渐吸收二氧化碳和水分，应密闭贮存，保持干燥。(2)产品用途用于制造陶瓷、搪瓷、耐火坩埚、耐火砖等。用作磨光剂、粘合剂、油漆及纸张的填料，在人造纤维、橡胶（氯丁及氟橡胶）中作促进剂与催化剂，与氯化镁等溶液混合后可制镁氧水泥。医药上用作抗酸剂和轻泻剂，用于治疗胃酸过多，胃和十二指肠溃疡等病。也用于玻璃、染料、酚醛塑料等工业。在化学工业中用于制造金属镁和镁化学品，如硫酸镁、氯化镁及其他化学品，另外也用于水处理、烟道气的洗涤等。(3)轻质氧化镁化工行业标准项目指标型型优等品一等品合格品优等品一等品合格品氧化镁（MgO）质量分数/% 95.093.092.095.093.092.0盐酸不溶物质量分数/% 0.100.200.150.2 硫酸盐（以SO4计）质量分数/% 0.20.50.81.0筛余物质量分数%150m试验筛 00.030.0500.030.0575m试验筛 0.30.50.80.30.50.8铁（Fe）质量分数/% 0.050.060.100.050.060.10锰（Mn）质量分数/% 0.0030.0100.0030.010氯化物（以Cl计）质量分数/% 0.0350.100.150.150.200.30灼烧失量质量分数/% 3.55.05.53.55.05.5堆积密度，g/mL 0.200.200.250.200.200.25(4)发展现状我国是世界上生产镁化合物的主要国家之一通常用于制取镁化合物的固体矿物原料为菱镁矿、白云石、水镁石,制取镁化合物的液体原料为天然水溶性镁盐及其溶液海水和盐湖水, 氯化镁一般由海水和盐湖水通过晒制食盐和制浪后的废液为原料制得的。我国轻质氧化镁生产品种有工业氧化镁、活性氧化镁、食品级氧化镁、医药级氧化镁、高纯氧化镁、氧化镁晶须等,目前我国轻质氧化镁总的生产能力约15kt/a,生产厂家30余家。生产厂均属小型化工厂, 一般均在0.6kt/a以下, 最大规模1kt/a。(5)存在的问题a.我国氧化镁生产规模小, 设备陈旧, 不能适应国内外,特别是国外市场需求。国外特别是美国、西欧普通苛性锻烧氧化镁厂均在万吨级以上, 而我国轻质氧化镁厂达到千吨级寥寥无几, 绝大部分在300-500t/a级。河北科技大学根据我国白云石碳化法生产氧化镁实际情况提出最小经济规模为超细含镁碳酸钙10kt/a, 联产轻质碳酸镁1.65 kt/a、轻质氧化镁1 kt/a。对现有规模较小企业可以通过技术及设备改造, 使生产能力接近经济规模。新建企业根据经济实力及市场, 不能低于此规模, 最好向万吨级靠近。b.氧化镁产品质量不稳定, 物耗及能耗较高。造成原因其一是规模小、设备简陋, 必然导致产品质量不稳其二新技术、新设备未能采用, 例如二次碳化新工艺采用将大大降低含镁碳酸钙中镁含量, 提高含镁碳酸钙使用范围, 同时可提高镁回收率10%-15%, 轻质碳酸镁工厂成本可降低11%,产量提高26%以上。采用连续管式热解器比热解罐热解能耗可降低31%, 轻质碳酸镁生产总能耗可降低15%。c.精细二镁产品无论在数量上还是质量上均不能满足市场需求。近年来精细二镁产品科研成果不断出现, 如活性、电熔、硅钢、高纯氧化镁也不断投人市场, 但品种、数量均不能满足国内市场需求, 更谈不上出口外销, 由于二镁精细品种生产量少, 也严重影响二镁企业经济效益。如普通轻质氧化镁国内价格目前不超过8000元/t, 而硅钢级氧化镁达2万元/t以上, 高纯氧化镁达3万元/t以上。生产功能化氧化镁产品是镁盐发展方向之一。(6)发展前景我国有丰富镁资源, 不仅有海水、盐卤、井卤等液体资源, 还有十分丰富的菱镁矿、白云石、水镁石等天然矿物资源, 为发展镁化合物及精细二镁产品提供了坚实的资源优势, 生产氧化镁具有能源保证。我国具有多种原料路线生产氧化镁企业, 特别是近十几年来, 白云石碳化法得到长足发展, 在工艺、设备等方面具有中国特色, 科技成果不断出现并运用于生产实践中, 含镁碳酸钙成功制成并应用, 解决了白云石碳化法废渣污染, 提高了经济效益, 在世界上处于领先水平。近年传统以卤水制镁盐正向高纯、高附加值、专用化、功能化产品发展。精细二镁产品发展迅速, 各种活性氧化镁、专用氧化镁电熔、硅钢、电子、高纯等、医药及食品级氧化镁及碳酸镁、体操用块状碳酸镁、透明碳酸镁等相继投放市场, 减少进口量、增加出旧量, 形势喜人。3.2无水硫酸钙(1)产品介绍白色粉末。在163失去结晶水变成无水物。溶于酸、铵盐、硫代硫酸钠和甘油，微溶于水。与水混合后形成塑性易浇砌浆体，隔一定时间后硬化成坚固石状体，并伴有微量的体积膨胀及放热。属于气硬性建筑胶凝物质。分型和型两种。型俗称高强度建筑石膏，型俗称熟石膏(plasterof paris)或烧石膏(burnt plaster；calcined gypsum)。由生石膏经粉碎至一定细度后加入高压釜，用蒸汽加压蒸煮，干燥、粉碎制得型。由生石膏经粉碎、煅烧、粉碎、筛选后制得型。(2)产品用途型用作建筑上高强度石膏构件、石膏板，铸造模型及机械加工时的固定胶凝加工件。型用作建筑材料，粉饰石膏构件，石膏塑像，陶瓷器造型，雕塑模型，粉笔及作为胶凝剂、固定剂、牙科医疗材料等。项目指标陶模型石膏粉模型石膏粉建筑石膏粉医用石膏粉农业用石膏粉特级一级一级二级外观白色至清灰色粉末细度（100目筛余物），%2222525拉伸强度，N/cm2120110100907070终凝时间，min13(3)发展现状a.建筑石膏生产规模从年产几千吨到1020万吨的大型自动化程度较高的生产线，从简单的-半水石膏到几十种不同性能、多种用途的石膏胶结料。目前，已能生产部分取代进口的模型石膏粉、自流平材料、黏结剂等高档材料，国产粉剂石膏已在北京、上海等地得到推广应用。建筑石膏粉的产品质量有很大的提高，建筑石膏、模型石膏的国家或行业标准制定并进行了多次修订。生产工艺由早期的先烧（脱水）后磨工艺发展到先磨后烧及脱水粉磨一体化的新工艺，生产设备也由土炒锅、小回转窑发展到大型的脱水粉磨一体化的立式磨，水泥生产中先进的旋风预热器在山东省泰和集团得到了很好的应用，节能、高效的自磨机、立式细磨机及油锅炉等先进设备也在一些企业推广应用。b.纸面石膏板。2000年，纸面石膏生产以来已突破1亿平方米。据不完全统计，加上外资或合资企业红面石膏板总生产能力将达到4亿平方米。产品质量提高，品种和功能增多，已逐步开拓国内市场，并批量出口。纸面石膏板的成本大幅下降，约面和石膏板的复合应用技术有了很大的进步，市场竞争能力和占有率大大提高。c.石膏砌块、条板等新型墙体材料。目前国内既有台年产1万平方米砌块的土设备，也有引进和国产年产2060万平方米的机械化生产线。江苏、湖北、四川、山西及两广各省市石膏砌块和条板预计2010年国内总产量约为2000万平方米。d.石膏装饰材料。石膏装饰材料品种繁多、五光十色、量大面广。广东广得石膏公司、株州台联合总公司、北京、上海、大连及国内不少大中城市或乡材都能生产开发出各式各样的石膏装饰材料。经过多的睥改进、创机关报，各种高强、防潮、防火又具有环保功能的石膏装饰板、石膏线条、灯盘、门柱、拱眉等装饰制品不断涌现。此外，具有吸音、防辐射、防火功能的石膏装饰板正在或将要被推广应用。预计2010年石膏装饰材料的总产量将在30万吨左右。e.硬石膏。我国硬石资源非常丰富，远景地质储量上千亿吨过去开采利用不多。以南京石膏矿为代表的单一硬石膏矿床开发30年来，硬石膏的开发利用有了很大的发展。初期同二水石膏一样，仅作为水泥的缓凝剂。伴随着水泥工业的发展，由于天然的化学的二水石膏的竞争，矿山的产值与效益很低，仅在华东、东北及西南等缺膏地区或交通不便地区得到开发应用。近30年不，硬石膏在混凝土膨胀剂和特种水泥、硬石膏胶结料及制品等方面的庆用有了很大的发展。在吴中伟院士的关心和指导下，我国的“膨胀混凝土”、“混凝土结构自防水”及无机防水材料有了很大的发展，以硬石膏为主要原料的混凝土膨胀剂年产销量达40万吨，预计2010年达到百万吨。最近，湖北大冶灵乡红星石膏矿建成投产。该矿的硬石膏品位多在90%以上，有1/3在95%以上，白度90%以上，是国内也可能是世界上最好的硬石膏矿石。它可以生产白度很好的面层粉刷硬石膏、自流平材料、嵌缝联接材料及一系列装饰、装修材料和墙体；要吧生产优质高效混凝土膨胀剂和白水泥；是家禽、家畜、水产饲料良好的添加剂，同时又是食用菌、大豆、油菜、水果等农作物的重要培养基；磨细硬石膏要吧代替煅烧石膏点豆腐；经过超细、提纯之后，特别是双90（2微米颗粒含量90%、白度90）的优质产品可代替轻钙、煅烧高岭土、立德粉及部分钛白粉用作橡胶、塑料、涂料（包括油漆）及造红的功能型填料。f.化学石膏化学石膏是人类在生产和环境治理过程中排放出来的废弃物，主要有：生产磷肥时排除的磷石膏，生产氟酸过程中排出的氟石膏，生产柠檬酸当中排放的柠檬石膏，制造食盐时副产的盐田石膏，治理烟气中的有毒气体二氧化硫而排出的脱硫石膏等。(4)前景方向1.超细、提纯、改性的无水硫酸钙。目前，国内已有专家将二水石膏经过脱不、超细、提纯和改性等一系列加工后，制造成一种称为凯色粉的高档产品。它可以取代立德粉、超细的煅烧高岭土、滑石、重质碳酸钙（或轻钙），可以代替部分钛白粉用作橡胶、塑料、涂料中的填料。由于中工后的我水硫酸钙与有机材料亲合力强，可以大量掺入，掺入量为重钙或轻钙掺入量的2倍以上，制品的强度、刚性、表面硬度、耐酸性、耐候性、热稳定性均有所提高，而每吨制品的成本即下降了200多元。根据他们的成果，在山西晋城已建成加工厂进行批量生产。凯色粉已在江苏、上海、海南等地推广应用。根据实验资料，石膏专业委员会专家组准备在湖北大冶灵乡用优质硬石膏加工微米级硫酸钙，用于橡胶、塑料及涂料中，与凯色粉一样将得到很好的应用。而优制硬石膏无需煅烧，又可以简化一些加工厂工艺，节省能源，降低成本，提高产品的市场竞争能力，有望大量发展。2.石膏晶须（纤维硫酸钙）。90年代初，上海建筑科学院就研制成主账径比的石膏晶须（可达100），采用水热法蒸压工艺，但公公是实验室结果，没能坚持下去，当时也不太了解它的作用和重要性。之后，东北大学和沈阳昂立新材料公司用水热法制造出长径比为20左右的石膏晶须，用作尼龙的增强材料，取得一定成果，并建立了一条年产600吨的生产线。武工大也研究出制造石膏晶须的专利技术。山西、大事阳有些专家也进行了研究。在南京、山东，用常压溶解重结晶的原理，以化学石膏、天然二水石膏试验，制造了一些二水纤维硫酸钙，因工艺、设备不完善，纤维的长径比仅2030，多为纤维束，还实验了几种干燥、脱胎换骨水的方法，目前尚未找到完善的工艺和设备。用这些纤维硫酸钙在造纸厂做试验也未获得满意的结果。根据有关资料介绍：国际上石膏晶须的商品名称为“ONODA-GPF”，基本上用水热法制造，有半水和无水几种。石膏晶须主要用于树脂、橡胶、涂料、造纸中的增强剂或功能型填料，又可以用于磨擦材料、建筑材料、密封材料、保温及阻燃材料等。石膏晶须具有优良的性能，作为增强剂可提高制品强度30%左右。目前国际市场上的价格为每吨3万元。我们预测的价格每吨不到1万元。石膏晶须是一种对人体无害或危害极小的矿物纤维，国内仅有一家试生产，市场基本上是一片空白，大多数人还不了解、不会用，总以为价格比一般填料高而不敢用。其实，石膏晶须（纤维硫酸钙）是一种性能优良、价格低廉（比碳化硅、二氧化钛等纤维低好多），也是绿色环保材料，应该大力发展。3.轻质、高强、耐水、保温的石膏复合墙。长期以来，国内不少单位开发了一些石膏复合墙体，如轻钢龙骨纸面石膏板夹岩板复合墙体、纤维石膏板或石膏刨花板等与龙骨的复合墙体，加气（或发泡）石膏保温板或砌块复合墙体，石膏与聚苯泡沫板、稻草板、蜂窝纸芯、麦秸芯板等复合的大板等。特别是纤维增强低硷主水泥（GRC板）或硬石膏水泥压力板与各种有机、无机芯材复合墙体，既可以做内墙也可以做外墙。有条件的地区和工厂，可与建筑设计、施工及建设单位密切配合，组织生产各种装配工石膏复合墙板、屋面乃至包括门客的盒子间。这种工厂化生产建筑物各种组件，而后现场装配，可提高建筑速度和质量，降低造价，减轻工人的劳动强度和环境污染，是新型建材的发展方向。3.3干冰（二氧化碳）(1)产品介绍干冰是固态的二氧化碳，在常温和压强为6079.8千帕压力下，把二氧化碳冷凝成无色的液体，再在低压迅速蒸发，便凝结成一块块压紧的冰雪固体物质，其温度是零下78.5。干冰蓄冷是水冰的1.5倍以上。(2)产品用途和氧气或氢气比较，二氧化碳显得易液化、固化。只要把压强加到601.01105Pa，二氧化碳气就可变成无色液体。若继续降温、加压很快可由雪状固体变成外形像冰一样的固体。固态的二氧化碳称做“干冰”。“干冰”是一种比冰更好的致冷剂，它冷却的温度比冰低的多，可以产生-78 的低温。而且，“干冰”熔化时，不会像冰那样变成液体，它直接蒸发成为温度很低的、干燥的二氧化碳气体，因此它的冷藏效果特别好。“干冰”经常用于保藏容易腐烂的食品。用飞机从高空撒布“干冰”，它能使空气里的水蒸气冷凝，变成水滴下降。因此“干冰”可用于人工降雨。植物的生长发育离不开光合作用。在植物体中的叶绿素通过光合作用能将二氧化碳转换成糖和淀粉。在温室里施用二氧化碳作肥料，可以提高农作物的产量。(3)干冰质量标准纯度：99.99（白色晶体状）密度：1.4G/C.C温度：-78.9含水量：30ppm酸度：符合试验气味：无异味油份：未检出(4)市场现状国内拥有可以开发利用的丰富的CO2资源。国内现有大、中、小合成氨厂1000多家,以中型厂计,如对排放的CO2废气加以回收,每厂每年即可开发1万5万t的CO2产品。国内酒精厂、石化厂、炼油厂等也均有优质的CO2资源。另外,我国在10多个省的30多个地区发现了高含量的CO2气田,多数气田CO2纯度在95%以上,最高可达到9988%,是几乎可以直接利用的优质天然CO2资源。80年代初期,我国合成氨厂、酒精厂开始回收利用排放的CO2，生产规模均在3000ta以下,基本上是自产自用或以销定产,当时国内CO2产销量不足3万t。80年代末期，国内CO2产销量迅速增长到20万t，市场已经初具规模。进入90年代,随着我国工农业经济的多元化发展,国内CO2需求量快速增长,至1997年国内55家中型合成氨厂中已建成34套CO2回收装置,总生产能力约23万ta,其中最小规模为1000ta,最大规模为3万tA,万吨以上规模有9家；国内酒精厂、啤酒厂已有百余家安装了CO2回收、精制装置,总生产能力可达18万ta,最大规模为2万ta；炼油厂、石化厂已建成和在建数套大型CO2回收装置,华东石油地质局利用江苏黄桥CO2气田、东北石油地质局利用吉林万金塔CO2气田开发的南北两大气田气CO2产品也先后投入市场,总生产能力在15万ta以上。目前国内CO2生产能力近60万ta,国内市场需求量在50万ta左右。预计2000年,国内CO2市场规模将达到83万ta,接近世界发达国家(如日本)80年代末、90年代初的市场规模。国内CO2市场需求量的快速增长,引起众多海外CO2公司的高度重视,上述CO2生产装置的迅速发展,与海外著名气体公司的参与密切相关。近年,世界各大工业气体公司,如英国的BOC公司、法国的法液空公司、美国的普莱克斯公司、CBI公司、日本的岩谷公司以及我国台湾的泾福公司等先后投资国内,在资源丰富、市场潜力较大的省市纷纷建厂。其中英国BOC公司投资最大,在我国成立的合资公司最多,液体CO2的产量和市场占有率也最高。BOC公司以其开发的新型CO2生产设备作为资本投入方式,在我国已引进8套1万ta的液体CO2生产设备,其中6套已在抚顺、大连、迁安、胶南、兴平、资江正式运行,另2套正在寻找合作伙伴。世界三大工业气体公司之一的美国普莱克斯公司独自经营的固体CO2项目已在湖南省岳阳正式签订项目书。该项目将采用世界最先进的技术回收巴陵鹰山石油化工厂排放的CO2,第一期工程投资800万美元,年设计生产能力3万ta。法液空公司和泾福公司则分别立足青岛、上海等重要沿海开放城市合资开发、经营CO2等工业气体产品,为提高市场占有率和竞争力,其规模也在不断扩大。与国外公司的合作,不仅解决了国内资金短缺问题,也引进了先进的工艺技术,使我国CO2行业的整体技术水平上了一个台阶。例如，BOC公司的全低压工艺与我国传统的高压工艺相比,流程简单,自动化水平较高,成本大幅度降低,产品质量可达到国际标准。同时,为推动我国天然CO2气田资源的开发利用,国内科研部门已开发成功从天然CO2提纯食品级CO2新工艺。该工艺根据天然CO2杂质的性质,采用气化、提馏、吸附3种分离单元组合的工艺路线,对于含有30余种杂质的天然CO2，在常温下就可以达到食品级CO2的标准要求。在设计上,合理利用了压缩机和制冷机的低温热能,做到了最大限度的节能,使吨CO2产品的能耗仅为1215kWh,约为其它CO2精制装置的10%。与国外现有精制CO2技术比较,该工艺投资省、能耗低、对杂质的适应能力强、应用范围广,不仅适用于天然CO2的精制,也可用于工业排放CO2的精制,属国内外首创。这标志着我国CO2生产技术已达到国际先进水平。(5)前景分析目前，我国CO2市场需求量与消费结构，各省市的差别较大。沿海开放城市、经济发达省份需求量较大，一般在4万6万ta，其消费结构因各省市工业布局的着重点不同而异。广东省是国内CO2市场比较活跃的地区之一，全省CO2生产能力805万ta，市场需求量约5万ta，其中饮料、啤酒占53%，焊接13%，冷冻12%，烟草10%，其它12%。江苏、上海两地CO2市场规模为11万ta，上述各种行业所占比例差别不大。山东CO2生产能力65万ta，市场需求量约5万ta，啤酒、汽水等饮料和烟草各占30%，冷冻、冷藏占15%，焊接占10%，油田驱油器、气体肥料各占6%，医药、消防等其它领域占3%。东北地区消费领域工业上主要用于焊接、油田驱油，农业上常用作大棚蔬菜的气体肥料，其它方面用量较少。我国CO2价格各地区差别也较大。由于我国CO2市场形成较晚，再加上CO2产品需要在保温、保压条件下运输，目前还没有形成全国统一的市场格局，其价格因地域不同而高低悬殊。市场比较活跃的地区，全国平均价格为7001500元t。随着我国CO2生产能力的逐年扩大，一些大的生产厂家和用户正在努力改善贮运装置，适于长距离运输的大型槽车越来越多，全国统一的大市场在23年内即可形成，届时市场竞争不可避免，一些小型生产厂将会逐渐被淘汰，具有一定实力、又善于经营的合成氨厂、酒精厂、石化厂、气田厂将分庭相争，合成氨厂因资源丰富、质优、成本低，在市场竞争中将处于优势地位。国内CO2市场潜力较大，常规用量将会进一步增加，一些新的应用领域将不断涌现。饮料行业是国内CO2的一大市场，目前我国饮料的人均消费量不到5kga，而美国为150kga，西欧为110kga。随着我国人民生活水平的不断提高，饮料行业对CO2的消费量年均增长速率将会超过20%。CO2和氟里昂是两种常用的烟丝膨化剂，而后者属于禁用品，这将为CO2在烟草行业大显身手提供不可多得的机遇。液体CO2用于烟丝的膨化处理，可使每箱香烟(约需烟丝50kg)节约烟丝2.53kg，并可提高烟丝的质量。年产10万箱香烟所需的烟丝，膨化时需消耗3000tCO2。我国每年香烟产量在2000万箱左右，如均经膨化处理，则约需CO260万ta。目前上海、宁波等地已开始使用这种技术，巨大的利润将促使越来越多的烟厂应用这一技术，预计CO2在烟草行业的需求量将以年均25%的速度增长。CO2气体保护焊接一直是我国重点推广的技术项目之一，全国已有1万多台CO2气体保护焊机，今后还将继续增加。这一行业对CO2的用量将一直持续增长，预测增长幅度保持在10%左右。CO2在食品加工行业可用于食品的冷冻、冷藏、灭菌、防霉、保鲜等，为适应国际食品市场竞争和国内高档食品保鲜的需要，这将是液体、固体CO2潜在的巨大市场。伴随近年来“三高”农业的迅速发展，在农业上，为使大棚蔬菜高产、优质，山东、河北、黑龙江省等正在推广应用CO2气体肥料，CO2在这一领域的应用前景十分广阔。第四章 资源条件评价4.1 矿区地质概况矿区位于XXX市XX县禾亭镇境内，距县城北东东方向，直线距离约10km。地理坐标东经11202001120230，北纬253830253930，面积约1.55km2。省道（1818线）从矿区北西侧通过，并有乡村公路连接工作区，交通方便。矿区属低山丘陵区，最高海拔519m，最低380余米，相对高差140余米，区内属岩溶地貌，地形较陡，局部为悬崖，植被发育，以野生灌木为主，局部为松，油茶及小竹子，通行条件不甚好。4.2 矿区地质特征地层矿区出露地层为泥盆系上统佘田桥组及第四系，现就各类岩性及分布特征分述如下：泥盆系上统佘田桥组（D3s）大面积分布于普查区内，依据本次填图结果，可分为三个岩性段，上部为深灰暗灰色中厚层状泥质灰岩，夹厚层状白云质灰岩；中部为灰深灰色厚层状隐晶质灰岩夹白云质灰岩及白云岩，局部见有薄层泥质灰岩；下部为泥质灰岩夹厚层状结晶灰岩。较普遍地见有硅质条带及方解石脉穿插，局部见铁锰质沿裂隙充填。岩石表面常风化成刀砍状，节理裂隙发育。四系（Q）主要见于矿区的东部、北部及南西角的山洼中，其它地方也有断续出露，主要由残坡积物和冲积物组成，厚度0.53.0m不等。构造区内构造简单，以断裂为主，褶曲不发育，周家横窝岭深大断裂(属区域北东向断裂)通过矿区南部，断层走向北东东，倾向北北西，倾角较陡5070，其性质表现为压扭性。断层破碎带宽度0.52.0不等，主要由破碎的结晶灰岩、泥质灰岩、白云岩及石英脉组成，角砾棱角及次棱角状，大小相差悬珠，胶结物为钙泥质，局部地方可见明显地横向擦痕，该断层为区内矿化体的形成提供了有利的通道。受其影响次级小断裂及羽状裂隙亦较发育。普查区内地层为单斜构造，走向NWSE，倾向SW，倾角一般在2045之间，局部地段见有小型褶曲。岩浆岩普查区及其周边未见岩浆岩出露。围岩蚀变断层及矿化带两侧发育有轻微的硅化、白云石化和绿泥石化。4.3物化探异常特征矿区位于编号为54Pb、Zn金属量异常区中。该异常为级异常区，面积7.5km2，Pb、Zn含量一般在0.020.07左右，最高可达2%以上。4.4矿体地质特征铅锌矿化主要产于北东向大断裂所派生的张性断裂及羽状裂隙中，现矿化带控制长约600余米，宽度0.53.0m左右，矿化带主要由石英脉，硅化或白云石化灰岩组成，少量铁质和泥质。走向NNW，倾向SWW，倾角5070左右。铅锌矿主要为细脉状、星点浸染状和小团块状，细脉厚度一般在1以下，断续延长数厘米至数十厘米不等,分枝复合,尖灭再现发育，小团块一般见为25mm510mm左右。金属矿物为方铅矿、闪锌矿，脉石矿物主要为石英、方解石、白云石和铁泥质。经探槽取样分析：平均品位Pb：1.60% 、Zn：1.52%。矿化带两侧的围岩局部见有轻微的硅化及白云岩化，并偶尔见有星点状的铅锌矿。4.5矿床开采技术条件1、内部条件通过二年多的地质普查工作，初步查明该铅锌矿化体主要产于北东东向深大断裂所派生的张性断裂及羽状裂隙中，现矿化带控制长度600余米，宽度0.53.0m左右，铅锌矿呈细脉状或星点浸染状产于破碎带及附近裂隙中，经探槽取样分析结果Pb：1.60% 、Zn：1.52%。经过进一步地质工作及深部验证，预计该矿可以达到小型矿床水平。2、外部条件水文地质条件、含水层本矿区属碳酸盐岩溶地貌，主要含水层有第四系（Q）松散层，泥盆系上统佘田桥组（D3s）隐晶质灰岩、泥质灰岩及白云质灰岩含水层。地下水主要存在形式为：裂隙水、岩溶水及接触带水。、地表水矿区地表水体不发育，只有一条短小溪沟，由矿区向北东流向境外。该小溪水主要来自大气降雨及泉水补给，属间歇性溪沟，对矿床开采影响不大。综合上述条件，该矿水文地质条件属中等类型。、工程地质条件本铅锌矿在成因上，属中低温热液充填交代型矿床。矿体较严格受断裂构造控制，围岩主要为隐晶质灰岩及白云质灰岩，此类岩石较完整、坚硬，加之区内断裂构造不发育，由此该矿工程地质条件简单。、环境地质条件矿区内为中低山岩溶地貌，植被发育，除低洼处有少量旱地外，没有农田分布。地表施工及矿产开采对环境影响小，主要是废渣废土的堆放处理。综上所述，矿山总体环境地质条件较好。、其他外部条件矿区交通条件好，供水、供电亦很方便，加之本地劳动力充裕，同时，该矿为较严格地受断裂构造控制的脉状矿床，未来开采方式应采用平巷开拓。综合上述各项条件，该矿开采的外部条件较好。4.6 对地质勘探工作的评价4.6.1 勘探工作概况省地质局区测队于七十年代初期在该地区开展了区域地质调查，并先后提交了1：20万桂阳幅地质报告，矿产报告及综合水文地质报告。又于八十年代初期开展过1：5万地质填图。在此工作的基础上,在该地圈出级金属量铅锌异常7.5K。本铅锌矿位于该异常的中心4.6.2 评价矿区属低山区，气候温暖潮湿；植被发育，地面水系不发育，稻田与耕地甚少，地貌类型单一，区内断裂构造不发育，岩性主要为隐晶质灰岩、泥质灰岩及白云质灰岩，属硬质岩石，总之地质环境条件简单。第五章 建设方案5.1 生产工艺流程目前国内利用白云石生产轻质氧化镁的生产方法有白云石碳酸化法。白云石碳酸法，将白云石（XMgCO3yCaCO3）煅烧，加水消化制得Mg(OH)2及Ca(OH)2,用CO2碳化得到碳酸氢镁和副产碳酸钙，除去碳酸钙后母液（重镁水），再经热解，得到碱式碳酸镁，再经850-900燃烧，可制得轻质氧化镁。该工艺流程长、设备庞大、脱水时间长，能耗高，生产能力小，工艺操作控制难度大，工人劳动大，副产品为碳酸钙。副产品无水硫酸钙：目前国内采用的先进的生产工艺为升降膜式蒸发器，该方法是将氯化钙溶液连续进入升膜蒸发器和降膜蒸发器浓缩，然后再进入滚简式冷却制片机再经粉碎、烘干、包装，得到无水粉状硫酸钙产品。副产品二氧化碳气体直接空气中（未回收利用），严重污染环境和资源的浪费。该工艺设备冗长，劳动强度大，设备腐蚀严重，设备占地面积大，能耗高，产品质量差（最高氯化钙含量达到96%），设备投资大，环境污染严重。该公司通过实验研究，采用公司独有的同步逆位煅炼炉和浓缩干燥一体机技术，完成本生产工艺路线，使生产过程缩短，能量得到充分利用，工人劳动强度低，产品质量高，环境污染小。该项工艺过程是：1酸分解将一定量的白云石粉加入到理论耗量105%盐酸中，控制搅拌速度。此时钙镁浸出率会达到95%以上。2钙分离在每吨白云石分解液中直接加入理论耗量724公斤的浓硫酸，此时钙可迅速彻底沉淀，得到沉淀物，虽然含杂质较多，但较容易分离。精制后的硫酸溶液体进入“浓缩干燥一体机”一步法生产高纯无水硫酸装置。该工艺使物料在雾化状态下连续浓缩，解决了目前常规生产工艺在铁制容器中浓缩形成的对物料严重污染的问题，同时也解决了对设备的严重腐蚀问题，从本质上提高了产品质量，可使产品质量达到国际或行业标准。本工艺燃料消耗和电耗均低于常规酸法二水硫酸钙生产工艺。CaSO4含量可达98%以上高于国家标准。无水硫酸钙产品质量比较（W/%）成分CaSO4Fe3+Mg2+水分水不溶物企业标准960.004130.5本工艺98.560.0040.5160.530.393镁分离制氯化镁用沉淀钙离子后得到的氯化镁溶液，将提纯的氯化镁溶液送到浓缩干燥系统进行干燥，得到碱式氯化镁粉体。4制氯化镁工艺操作为：将碱化氯化镁粉体直接送到动态煅烧炉进行干燥煅烧，得到高纯轻质氧化镁粉料，经高效收粉器收集冷却包装。尾气中富含氯化氢气体，经氯化氢收集器收集制得盐酸。盐酸送到白云石反应釜中，制氯化镁液体，完成全部工艺过程。轻质氧化镁的产品质量见下表。轻质氧化镁质量比较（执行标准GB9004-92）成份Mg0Ca0C1-SO42-烧失量盐酸不溶堆积密度特级品98.00.300.100.250.60.120.24工业级95.01.00.300.30.120.120.25医药级98.00.50.140.30.120.100.255制干冰干冰是固态的二氧化碳，在常温和压强为6079.8千帕压力下，把二氧化碳冷凝成无色的液体，再在低压下迅速蒸发，便凝结成一块块压紧的冰雪状固体物质，其温度是零下78.5，这便是干冰。干冰蓄冷是水冰的1.5倍以上，吸收热量后升华成二氧化碳气体，无任何残留、无毒性、无异味，在灭菌作用。它受热后不经液化，而直接气化。干冰是二氧化碳的固态，由于干冰的非常低，温度为摄氏负78.5度，因此经常用于保持物体维持冷冻或低温状态。在室温下，将二氧化碳气体加压到约101325Pa时，当一部分蒸汽被冷却到-56左右时，就会冻结成雪花状的固态二氧化碳。固态二氧化碳的气化热很大，在-60时为364.5J/g，在常压下气化时可使周围温度降到-78左右，并且不会产生液体，所以叫“干冰”。工艺流程如下：二位一体煅烧炉盐酸吸收塔浓缩干燥一体机无水硫酸钙盐酸制作干冰收集气体粉碎酸分离过滤镁离子过滤浓缩干燥一体机过滤无水硫酸钙浓缩干燥一体机精制钙离子硫酸分离镁离子镁离子钙、镁分离碱式氯化镁白云石尾气排空轻质氧化镁高效冷却机高温热源燃烧室5.2 土建工程5.2.1 基本情况基本设计资料(1) 基本地震烈度：4-5级(2) 设计地震烈度：4级(3) 基本风压值(离地高10米)：3.5Kg/m25.2.2 建筑结构生产供料车间：建筑面积300m2,可采用简易棚。生产车间：建筑面积960m2，车间屋檐高度为8米，车间跨度为12米，长度为80米。轻质氧化镁成品车间：建筑面积为720m2，车间屋檐高为8米，车间跨度为12米，长度为60米。无水硫酸钙成品车间：建筑面积为720 m2，车间屋檐高为8米，车间跨度为12米，长度为60米。干冰回收成品车间：建筑面积为400 m2，车间屋檐高为8米，车间跨度为12米，长度为60米。原料堆场：面积为2000m2。5.3 设备选型根据本项目产品的生产流程及实际需要，所需设备具体选型如下：主要设备表序号设备名称单位数量功率1雷蒙磨台1162kw2搅拌机台1180kw3浓缩系统套170kw4干燥系统套1振动流化干燥1180kw闪蒸干燥1180kw5煅烧系统套1120kw6热源系统套155kw7热能转换系统套155kw8二氧化碳回收系统套1300kw第六章 外部条件6.1 原材料及燃料、辅助材料供应 原料供应(1)主要原料为白云石来源：本公司矿山(2)原料资源的可靠性该公司白云石矿产资源丰富，主要位于XX县禾亭镇，蕴藏量达1.55平方公里，矿产品主要含量为：XMgCO3YCaCO3，其中镁钙元素含量分别为12%，23.2%。(4)燃料、辅料供应生产用燃料主要来源于湖南省，如湘潭、株洲、XXX、衡阳，产量与质量完全能满足生产需要，供应无任何问题。运输主要靠水运或铁路运输。6.2 给 水(1)给水水源、取水和输水及水处理方案本工程水源主要用舂水，部分生产及生活采用井水。本工程最大小时用水量3m3，现有的水源完全可满足本工程使用。(2)矿区给水矿山井下溶矿利用化工冷凝水，热水用量2500m3/天，用量需3000m3/天，选用第四系合水层作水源，保证生活用水50m3/天。 (3)厂区给水根据工艺要求，新鲜水除锅炉房不允许长时间断水之外，其余工序要求不严，为保证锅炉连续运行，锅炉房及消防专管供水。供水方式：循环水池 混合冷凝器 去矿山 生产用水提河水 过滤 蓄水池 加压泵房 锅炉消防用水深井 生活河水经泵提至厂区循环水池(15156)，大部分去混合冷凝器少部分经过滤至蓄水池，蓄水池500m3。经加压装置增加后送至各生产工序，其中加压设备选用恒压变量自动供水装置，型号为BBY150-60，Q=50m3/h，H=60m，N=15kw，可满足生产供水需要。 生活用水井水，部分可补充至锅炉消防系统。各生产工序用水量表序号用水车间名称水量m3/h水质备注1硝水精制8.5过滤消毒河水注：混合凝器靠循环水池循环2蒸发23离心干燥34锅炉205化验0.5井水6生活用水1井水总用水量35蒸发冷凝水，洗罐水、冲洗地面水及精制部分的废水等(生活污水除外)，全部回收，送到矿山。6.3 供 电(1)供电范围a、生产供料车间、生产车间、轻质氧化镁成品车间、无水硫酸钙成品车间、干冰回收成品车间、原料堆场等。b、车间外部供电线路：10KV高压进户、低压配电线路、厂区道路照明。c、通讯及联络信号。d、供电安全：接地极及网、防雷设施。(2)供电方案a、负荷计算：根据工艺及相关专业所提设备用电量大约在2000千瓦左右，经计算，负荷情况为：有功功率：1400KW无功功率：388KVAR视在功率：1452KVA总电流：2207A需要分数：0.7功率因数：0.96b、供电方案确定新建配电室一座，面积约为200平方米，内设：电力变压器S9-1000/10/0.4 2台高压开关柜：XGN- 4面低压配电屏GGD-4面电力补偿柜 为全面生产及生活供电。6.4 供 热(1)厂区供热本项目生产工艺用汽量主要在蒸发工序和干燥工序，用汽量约42吨/小时，锅炉房只考虑热力除氧用汽量，不考虑汽泵用汽量，(非常开设备)自用汽量3t/h。热力管网距离主要用汽较迫近，架空保温敷设管网热损失按5%估算约1.5t/h。浴室最大小时用汽量为1t/h，如果考虑淡结水利用，只要水质满足生活饮用质标准，可不考虑蒸汽用量。综合以上条件，锅炉房容量为46t/h，额定工作压力1.27Mpa，饱和蒸汽。(2)供热设备的选择热煤采用饱和蒸汽。根据锅炉房容量和锅炉容量标准化，适用一台40吨蒸汽锅炉。世界能源发展大致可分为柴薪、煤炭、石油天然气和可持续发展四个时期。我国由于化石燃料资源以煤为主。石油储量不多，能消费结构一直处于煤炭为主时期。进入新世纪以后，环保和可持续发展成为我国的基本国策，因此燃油炉、 燃气炉、电热炉随着西汽东输等国家大型重点工程建设和局部电力过剩分时电价的推行，有一定的发展。但我国以煤为主的能源结构在较长时期尚难改变。据专家预测，即使到2050年，煤碳在我国能源消费结构中的比例仍将达50%以上。本项目不具备燃油、燃汽和电热利用的优势，采用上述燃料，运行成本约5倍，这样以来生产产品将没有低成本的优势，不具有竞争力。综合以上考虑，锅炉选用燃料锅炉。前期调研考察厂址附近煤矿有常宁煤矿，可保证本项目的然供应。煤的成份为：低位发热值23400KJ/Kg硫 份0.37%挥发份4.7%水 份7.67%固定碳47.53%灰 份20.5%燃煤锅炉现阶段主要有固定床、流化床和室燃炉三种。可研阶段我们首选流化床锅炉。因为流化床具有强化燃烧，强化传热，燃烧效率高，燃料适应性广，排放污染物少等优点。同时也有动力消耗大，操作人员技术要求高等特点。比较表明，一台同容量10吨炉，循环流化床比同参数的抛煤链条炉可提高热效率7%，在排放污染物方面，又减少NOx排放量75%以上，如在炉内采用脱硫剂(石灰石)则在钙硫比为2时，循环流化床炉脱硫率可超过90%，无需再烟气脱硫装置。在节约燃料和环保方面具有比较明显的优势。10吨以上锅炉循环流化床目前市场上已投入运行较多，技术可靠成熟、运行平稳、成本费用较低、环保效果好，所以本项目选用两台循环流化床锅炉。6.5 贮运设施及机械化运输(1)成品贮运配备4台叉车用以装卸及堆放产品，成品输出采用火车运输和轮船运输两条途径。(2)原料贮运锅炉用煤经水运至码头后，改用拉煤车运至厂内。锅炉选用40吨锅炉1台，年耗煤量约为40.5万吨，在锅炉房外设置面积为2000m2的简易煤棚1个用以贮放燃煤。(3)包装用品包装袋年用量为300万条，厂内自购。第七章 建厂条件和厂址方案7.1 建厂条件(1)厂址地理位置、地形地貌概况厂区位于XX县禾亭镇，禾亭镇位于XX县境中部，距县城13公里。东临太平镇，南接冷水镇、舜陵镇，西界仁和镇，北壤保安乡镇内地形以丘陵为主，土地肥沃，资源丰富，省道1818线从境内通过，又是宁新线、宁嘉线的交汇处，农村集市贸易活跃。(2)工程地质、地表裂度、水文地质本矿区在成因上，属中低温热液充填交代型矿床。矿体较严格受断裂构造控制，围岩主要为隐晶质灰岩及白云质灰岩，此类岩石较完整、坚硬，加之区内断裂构造不发育，由此该矿工程地质条件简单。本矿区属碳酸盐岩溶地貌，主要含水层有第四系（Q）松散层，泥盆系上统佘田桥组（D3s）隐晶质灰岩、泥质灰岩及白云质灰岩含水层。地下水主要存在形式为：裂隙水、岩溶水及接触带水。、地表水矿区地表水体不发育，只有一条短小溪沟，由矿区向北东流向境外。该小溪水主要来自大气降雨及泉水补给，属间歇性溪沟，对矿床开采影响不大。综合上述条件，该矿水文地质条件属中等类型。据中国地震烈度区划图(1990)有关资料该区基本烈度为4度。厂区地表、地下水资源丰富，南有舂水，可满足工业生产的大量需要。根据历年资料，舂水最枯流量22.1m3/s。生活水及少量生产水用深井补充，供应。(3)气象条件本区属亚热带气候，四季分明：春夏多雨，秋冬干旱，冬寒夏热。年平均气温17.9，最高气温40.8(1954年8月16日)，最低气温-7.9(1972年2月9日)，年平均相对温度78%。年降雨量平均1344.7毫米，最大为1756.4毫米(1953年)，最小为956.1(1963年)，年平均降雨天数为162天，最多197天，最少134天。3-6月为雨季，占全年降雨量的54%以上；3-8月多雷暴雨，年平均雷暴雨54天。年平均蒸发量为1448.3毫米。夏秋多东南风，秋冬以东北风为主，风速一般2-3米/秒，最大风速达25米/秒(1972年)。7.2 场址选择根据建设规模的需要及周边环境的要求，项目建设地点拟选择在XX县禾亭镇，规划总用地25亩，地块呈长方形，水电配套设施建设完善，交通及卫生条件较好，经实地调查、充分论证，确定此选址方案为本报告的推荐选址方案。第八章 组织机构与劳动定员XXX市XX县XX矿业投资设总经理