年产20万吨的超细矿粉生产线可研评测报告.docx

1、年产20万吨的超细矿粉生产线可研评测报告第一章 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Si02、CaO、A1203、Fe203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，作为混合材来使用。目前，我国虽然在水泥生产总量上已跃属世界第一位，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

2、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，立窑水泥产量己减少了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。另一方面，因为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

3、350m2kg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，能降低混凝土的孔隙率，降低氯离子的渗透，形成对钢筋的防腐保护层；矿渣微粉降低水泥中的铝酸三钙及可溶性氢氧化钙的含量，减小因为硫酸盐等被侵蚀引起的混凝土膨胀，从而改善混凝土的泵送、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，凭借其优良性能，成为优质的混凝土掺合料和水泥混合材。近

4、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项目中采用了矿渣微粉，取得了良好的效果。我国也于2000年12月颁布实施了用于水泥和混凝土中的粒化高炉渣粉国家标准,并于2008年重新修订了用于水泥和混凝土中的粒化高炉渣粉国家标准。矿渣微粉的诸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“十五”规划就明确指出：大力发展混凝土搅拌站，推广矿渣和粉煤灰的超细粉磨，根据市场需求配制水泥和高性能的混凝土。而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。至今，国际上通行的矿物细掺料就是矿渣微粉。矿

5、渣微粉的使用改善、提高了混凝土的性能，降低了混凝土中水泥的用量，大大降低了混凝土的生产成本，减小了建筑物的造价，节约了资源，减少了温室气体CO2的排放，产生良好的社会经济效益。实现固体废弃物的无害化、资源化、减量化、能源化，不仅是发展经济和保护环境的重要途径，更是人类社会可持续发展的要求。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、产钢大国，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己有几十年，取得了显著成绩，但比起美国等发达国家来

6、说，废渣利用率仍不高，有待于进一步扩大对废渣的利用市场。公司根据自身的各种优势及发展需要，经过认真仔细的市场调查，为了适应内蒙及包头市经济快速发展的市场形势，为当地建筑行业提供质优价廉的建材产品，同时服务于本地的经济快速发展，我公司吸取有关单位建设矿渣粉生产线的经验，决定投资建设年产20万吨的超细矿粉生产线。1.2 项目名称年产20万吨的超细矿粉生产线1.3项目提出的依据和必要性对水淬高炉矿渣和电厂锅炉产生的粉煤灰按照一定的比例掺合后进行粉磨，制备矿渣超细粉(比表面积 420 m2/kg, 作为混合材掺入硅酸盐水泥中，水泥中超细粉的掺量可达到6070%；用于制备矿渣硅酸盐水泥，能够大幅度地降低

7、水泥生产成本，同时改善混凝土的性能。对于工业废渣，国务院要求各部门加以综合利用，变废为宝，提倡“谁排放谁利用，谁投资谁收益”的原则。对于建材工业，提倡利用工业废渣生产水泥或作为混凝土的掺和料等。近年来，国家对建材工业的政策是“控制总量，调整结构”，其原则是保护环境，节约资源，实施可持续发展战略，在坚持总量控制、加快淘汰落后工艺与装备的前提下，支持属于提高技术水平、产品升级又有市场的重点建设项目。为做好资源节约和工业污染物治理工作，国家发展和改革委员会将利用国债资金组织实施一批节能、节水、资源综合利用重大项目。国家发展和改革委员会办公厅文件发改办环资2004906号）对工业废渣资源化利用是给予重

8、点支持的。用矿渣超细粉配制的水泥强度要远大于相同配比的传统矿渣水泥，此种水泥被学术界称为“新型矿渣水泥”，也被称为“矿渣超细水泥”。超细矿渣粉同样可作为混凝土的掺和料，掺有矿渣超细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，且各项技术指标完全达到国家相关标准。矿渣超细粉是配制高性能、大体积、长寿命混凝土的首选物料之一。广泛应用于工业及一般民用建筑，电厂烟囱、高架公路、铁路、桥梁码头和地下设施等混凝土项目中。现在，日本、新加坡和西欧已广泛使用，国内近几年来在北京、上海及长江流域也开始广泛使用，并被国家建设部定为建筑业十项新技术之一。中国水泥年产

9、量达到10亿吨以上，国民生产总值每年以8%的速度增长，建材工业更是以10%以上的速度增长，矿渣超细粉因其具有优良的产品性能，较低的价格，有着广阔的市场空间。因此本项目投产后，能在一定程度上满足市场对优质超细矿粉的需求，缓减本地区因经济快速发展而造水泥供应紧张的局面，更是为当地解决了工业固体废弃物的排放难题，又吸收部分剩余劳动力，具有很好的经济效益和社会效益。1.4 指导思想与原则1）充分进行技术方案的优化研究，力求生产车间总平面布置紧凑、工艺流程顺畅、尽量减少生产环节、增加厂区绿化面积，建设一个文明、美丽、环保的现代化工厂。2）考虑各生产线在流程及工艺上的衔接，使各生产线形成统一的整体。3）采

10、用国内先进、成熟、可靠的技术与装备，确保整体水平处于国内先进水平。4）在设计中处处体现执行国家节能政策，强化节能设计，为公司实现最大的经济效益提供技术保障。5）在工艺先进的前提下采用优化建筑结构设计等措施，尽可能降低项目投资。6）贯彻执行国家对环保、劳动安全、工业卫生、计量、消防等方面的有关现行规定和标准，采用先进、成熟、可靠的环保技术装备，并做到“三同时”。7）主机设备的选型紧紧围绕投产后尽快达标达产这个中心，使项目建设达到预期的经济效益和社会效益。8）重视辅机设备的可靠性，为充分发挥主机生产能力，辅机设备规格和能力适当留有余地，以避免因为辅机设备故障及能力而影响系统产量和运转率。 采用先进

11、、可靠的集散式控制系统，以达到高效、节能、稳定生产、优化控制的目的，并最大程度地减少操作岗位定员。1.5建设规模与产品方案该项目生产规模为年产矿粉20万吨。矿粉比表面积：42010m/kg。 1.6可行性研究的范围本可行性研究的范围从矿渣原料进厂到矿渣微粉散装出厂的生产线以及必要的辅助生产设施，可行性研究的内容包括粉磨站的建设条件、生产工艺、建筑项目、电气自动化、总图运输、给排水、环境保护、劳动安全、节约能源等，并根据建设规模和技术方案进行投资估算和技术经济分析。1.7主要技术方案矿渣粉磨：采用1套高细管磨系统；高细管磨系统为1台3.013m矿渣磨，能力2028t/h；自动控制：采用集散控制系

12、统对生产线进行集中控制，实现企业现代化管理。1.8工艺生产方法矿渣原料由汽车运输进厂，卸料到指定场地堆放。堆场的湿矿渣经晾晒转运到干渣库中储存；干渣库出料口设定量给料机，通过计量、稳流过后经库底配料皮带送入3.013m矿渣磨内粉磨，矿渣粉出料后经提升机提至散装库中储存、散装。1.9主要技术经济指标该项目主要技术经济指标见表11。表11主要技术经济指标表序 号指标名称 单位 数量 备注1生产规模万吨/年 202产品细度R0.08 %1.03产品比表面积m2/Kg420104系统运转率%805设备重量吨4006装机容量kW15008矿粉平均电耗kWh/t609新增劳动定员人28不含临时工10劳动生

13、产率吨/人年666711固定资产投资万元1303.5212总投资收益率%45.6213投资利税率%36.7514资本金利润率%43.1215财务内部收益率%46.85税后16自有资金财务内部收益率%46.8517投资回收期 本项目利用钢铁厂湿矿渣及电厂粉煤灰作生产原料，符合国家产业政策，有利于资源的综合利用，改善当地的自然环境。 该地区建设力度大，混凝土搅拌站、水泥厂及水泥制品单位对矿渣粉需求旺盛，本项目具有很好的市场前景。 本项目利用公司本身的场地条件，低价时进行大量吸储，有利于发挥本公司管理优势、人才优势和技术优势，既带动本地区的经济发展，也能吸收剩余劳动力，具有很好的经济和社会效益。 (

14、6 本项目总投资为1303.52万元，其中固定资产投资1078.52万元，流动资金225万元，财务内部收益率46.85%，总投资收益率45.62%，投资利税率为36.75%，这些指标说明该项目可获得很好的经济效益。7）本产品能替代2030%的水泥，所以能在一定程度上缓减本地区水泥供应紧张的局面，为混泥土公司提供质量更高的掺合料，使当地的建筑质量更上一个台阶。综合上述结论，我们建议有关部门大力支持，争取项目早日投产，早见效益，实现经济和社会效益双丰收。第二章 市 场 预 测2.1 包头市及周围矿渣微粉市场预测包头座落在黄河之滨阴山南北,内蒙古自治区西部。全市总土地面积2.8万平方公里，北部与蒙古

15、国接壤，南临黄河，流经境内214公里，东西接沃野千里的土默川平原和河套平原。包头地理位置重要，是我国华北地区通向西北地区和呼和浩特、包头、银川经济带的重要枢纽城市。市辖9个旗、县、区，其中5个城区、1个矿区，3个农牧业旗县。全市人口230万，其中城市人口158万人，居住着蒙古、汉、回、满、达斡尔、鄂伦春等43个民族。包头的大规模建设是伴随着新中国的诞生，国家一五计划的实施开始的，是国务院首批确定的全国十三个较大城市之一。经过半个世纪的建设与发展，包头已成为一座新兴的现代化工业城市，形成了冶金、稀土、重型汽车、机械、能源、化工、轻纺、绿色食品等支柱产业，并以“草原钢城”、“世界稀土之都”的美誉闻

16、名于世。 包头市是内蒙古自治区最大的工业城市，经济总量占自治区的四分之一强。2002年，全市国内生产总值突破300亿元，达到333亿元，同比增长20左右，财政收入完成35.3亿元，同比增长24.4左右，城镇居民人均可支配收入达到6980元左右，同比增长18.7以上，全市规模以上工业企业增加值、固定资产投资都突破100亿元，全市社会商品零售总额完成113.3亿元，同比增长15，外贸进出口总额完成3.44亿美元，同比增长15，为十五计划的全面完成奠定了坚实基础。 “十五”和“十五”期间是我市全面建设经济强市和小康社会的关键时期。我市将进一步加大投资力度，组建一批具有国际、国内先进水平的产业集群，实

17、施一批大规模、高水平的工业项目，实现超常规、跨越式发展，不断提高人民生活水平，争取率先在自治区和我国中西部地区全面建成小康社会，率先基本实现现代化，把包头建成我国中西部地区的经济强市，进而建成全国的经济强市。 随着国家西部大开发政策的逐步落实，包头市作为内蒙古、山西、陕西、宁夏等地区的中心城市，发挥着越来越重要的作用。特别是改革开发20多年以来，包头市及周边地区的经济发展速度很快，呼市、包头市、鄂尔多斯市发展尤为显著，已经形成呼、包、鄂金三角地区，是内蒙古自治区的经济中心和强劲的经济增长点。近年来，地方经济快速发展，外来投资增加，基础建设取得了长足发展，人均收入稳步提高。使得当地对基础建材的需

18、求大增，50余家商混站遍布在城市周围，在施工中和商混站矿渣微粉能等量取代水泥20-50%，不但能提高混凝土的强度，还能改善混凝土的性能。这就决定了矿渣微粉在本地区有着广阔的市场。2.2 矿粉市场需求简况及发展趋势2.2.1包头市及周边水泥行业矿粉市场近年来，基础设施建设日益加快，投资额大的工业重点项目逐步落户内蒙，如包头希望集团投资100亿元建设的100万吨电解铝项目、鄂尔多斯-包头-呼市天然气管道项目、包钢冷轧薄板项目、天然气化工基地、煤化工、拉丹高速公路项目等，水泥、混凝土等建材需求量会逐年大幅上升。据统计，2000年仅包头市水泥消耗量是90万吨，2002年就达到140万吨，年均增长20万

19、吨；呼市和鄂尔多斯市的水泥消耗量年为150万吨，仅包头和周边地区年水泥的消耗量接近300万吨。目前，包头市水泥生产企业水泥的生产能力为160万吨，实际年生产量70万吨， 包头市每年水泥产能在200万吨以上。以矿渣微粉掺入量20%计算，每年需要40万吨。2.2.2矿粉在包头市及周边预拌混凝土中应用市场包头市及周边生产预拌混凝土搅拌站50余个，设计能力为1000万m3。预拌混凝土若掺入30%矿渣微粉替代水泥，则每m3混凝土用矿粉120kg，合计每年需要矿粉为120万吨，通过以上调查，包头地区矿渣微粉的年需求量在150万吨以上。矿渣微粉在混凝土中掺量可高达20%-50%，也就是说每立方混凝土中矿渣微

20、粉可以等量替代120kg以上的水泥，矿渣微粉出厂价为180元/吨，这样每立方M混凝土可以节省15元以上，高强度等级的混凝土节省更多。以一个年产量15万m3-20万m3的中型混凝土供应商为例，如果使用矿渣微粉，一年可以节约225-300万元，这对于任何一个混凝土供应商来说，具有显著的经济效益。在水泥生产中外加2030%的矿渣微粉不仅提高了水泥的强度和使用性能，还降低了生产成本。因此，本项目年产20万吨矿渣微粉具有广阔的市场前景。2.3 竞争对手分析包头市重要的战略区位决定了其建设速度会越来越快，将成为内蒙经济建设和矿渣粉需求最活跃的地区之一。通过调查分析，包头目前仅有7家企业生产，但年产量较小，

21、总产量不到50万吨/年，远远满足不了市场需求。通过取样检测，当地生产的矿渣粉只能达到S75级，而我公司生产的矿渣粉能完全达到S95级，如有市场需求还能生产出S105、S120的高端产品，其附加值远远高于S95产品，有利于提高企业的竞争能力。这为本公司进行项目建设提供了很好的机遇。2.4 矿渣粉的市场运作及目标市场公司拟建设20万吨年的矿渣微粉生产线。矿渣微粉的价格较低，掺矿渣微粉搅拌的混凝土，具有经济价值，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

22、筑、大坝、机场、铁路、大型深基础及水下项目。本项目的产品主要供给包头市混凝土搅拌站和水泥厂，年需求量在150万吨以上。2.5 结 论综合上述分析，包头市及周边地区矿渣粉市场需求潜力较大。通过本项目建设，能部分满足市场需求，因为本产品能替代2030%的水泥，所以能在一定程度上缓减水泥供应紧张的局面，达到较好的经济效益和社会效益。第三章 建设条件3.1地理位置与交通拟建场地在包头市当铺窑工业园区，正常生产面积约为10亩地，但考虑到原材料在价格较低时大量存储，建议增加20-30亩用于原材料存储，以最大限度降低成本。该地理位置公路交通方便。3.2厂区地形条件拟建场地在包头市当铺窑工业园区，生产场地东西

23、长约100M，南北宽约80M，面积约为12亩，呈长方形，对于布置矿渣粉粉磨生产线有利。3.3原材料高炉矿渣主要原料为粒化高炉矿渣，年湿矿渣用量约为22万吨。包钢矿渣的化学成分如下：化学成份SiO2CaOMgOAl2O3Fe2O3高炉矿渣34.8836.8010.3414.301.513.4 电 源公司项目装机总容量约1500KW，由农电公司负责供电，电力供应有保证。3.5 水 源 生产车间用水量不大，生产、生活用水由自来水公司供水。3.6 资金来源该项目基建投资全部为自有资金。第四章 生产工艺4.1 设计条件与指标4.1.1 生产规模与产品方案该项目规模为年产矿渣粉20万吨。成品细度控制在42

24、010m2/kg。 全部为散装。4.1.2设计指标 系 统 产 量：2228t/h；产品比表面积： 42010m2/Kg；综合电耗:60KWh/t4.1.3工作制度各生产车间的工作制度详见表4-1。表4-1 各生产车间的工作制度序号车间名称周 制班 次备 注1原料配料与输送连续周32矿渣粉磨连续周33矿渣粉储存与散装连续周2散装按需4电控室连续周35化验室连续周24.2 配料方案物料平衡见表4-2， 物料年消耗量见表4-3。表4-2 物 料 平 衡 表物料每年生产天数班制配比 %水分初水分终水分干 基湿 基小 时每 天每 年小时每天每年矿渣30039512126.6638.419152030.

25、22725.45217636粉煤灰51.433.610080外加剂0.0030.0840.20260.6高细矿渣粉28672201800表4-3 物料年消耗量表种类矿渣消耗量粉煤灰消耗量数量万吨/年）21.761.008说明矿渣水份12%4.3 原料来源与物料储存1）高炉矿渣本项目矿渣主要来自包头钢铁集团，由汽车运输至厂区。2）粉煤灰粉煤灰主要来自包头热电厂，由汽车运至厂内。3）助磨剂助磨剂由助磨剂厂家送货到厂。物料储存期见表4-4。表44 物料存储量与存储期物料名称储 存 方 式储 存 量吨）储 存 期天）备 注矿渣露天堆放：5000m23000041.35干渣库密封仓库：700011矿粉存

26、储钢板圆库：1016m2150054.4矿渣粉磨方案在矿粉生产过程中，矿渣粉磨是能耗最高的生产环节，因此在选择水泥粉磨系统时，必须着重选择粉磨效率高、系统能耗低的粉磨工艺和设备，以提高企业的经济效益，并在工艺布置上，尽量简化工艺流程、减少建筑面积、节省投资。公司立足于市场需求，采用生产规模大、产品质量高、单位能耗低的综合思路，迅速形成市场的影响力。粉磨生产线选用3.013m一台套高细管磨机，采用高细粉磨技术，粉磨S95级矿粉产品20万吨。该技术在生产实践中已经成熟，已成为新建和改造矿粉生产线的优选方案。该粉磨方案采用开路粉磨方案：由磨机和高浓度收尘器组成。该方案的生产工艺流程为：物料经烘干后入

27、配料库，库下通过调速电子皮带称计量后送入磨机进行粉磨，出磨物料由提升机送入矿粉储存及散装，该方案的生产工艺流程下图。矿渣粉磨工艺流程图本粉磨系统的可靠性、稳定性好，投资略低、系统简单等特点，建设周期短，能迅速为企业带来良好的经济效益。矿渣粉磨工艺设备表 4-4a编号名 称 规格型号单位数量干渣库1手动单向螺旋闸门400400台32调速皮带秤TDGSK6501800台33带式输送机TD75型台14永磁除铁器台1磨房13.013m矿粉管磨机台12双层双门重锤式锁风翻板阀600600台13气箱脉冲袋式收尘器644台14空气输送斜槽XZ4007.6m6）套15高压离心风机9-194左0台16空压机台1

28、矿粉储存及散装1板链斗式提升机NE50台12脉喷单机袋式除尘器台23库底流态化卸料器B315套24水泥散装机SZ1台25罗茨鼓风机JAS80转速:1750rpm台1粉磨方案技术经济指标表。表4-5 粉磨方案技术经济指标表序号项目单 位方案参数1生产规模万吨/年202技术指标台时产量t/h28比表面积M2/Kg42010综合电耗KWh/t603装机功率kw15004建设投资万元5建设投资构成建筑项目费万元设备费含电气设备万元安装费万元其他费万元4.5 工艺生产过程4.5.1湿矿渣储存及输送堆场的矿渣由装载机运至晾晒场地，经晾晒后由农用车送入干渣库。湿矿渣储存设堆场和堆棚，进厂矿渣先放至堆场空水晾晒之后待用。4.5.2管磨原料配料在3.013M管磨前，设计干渣库、利用库底的TDGSK定量给料机、调速皮带秤计量、由皮带输送机除铁后送入磨机。4.5.3矿渣粉磨矿渣粉磨系统采用连续周工作制，年工作日300天，每天工作24小时。按年生产能力20万吨计算，平均日产量7672吨，平均小时产量28吨。管磨粉磨系统工艺流程：物料经烘干后入配料库，库下通过调速电子皮带称计量后送入磨机进行粉磨，出磨物料由提升机送入矿粉储存及