超微细重钙粉体功能新材料开发建设项目可行性研究报告.docx
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超微细重钙粉体功能新材料开发项目
可行性研究报告
专业资料
第一节概述
第一章总论
1.1项目概述
1、项目名称：
30万t/a超微细重钙粉体功能新材料开发项目
2、项目规模：
总投资18000万元（其中二期7500亿元）
3、项目建设单位：
4、项目（公司）法人代表：
5、项目选址：
6、项目建成时间：
2.5年（其中二期1年）
7、建设性质：
新建
8、项目主要经营范围：
方解石初级加工（开采），深度加工（超微细纳米级重钙粉系列）和制品加工（PPRPECPVC等管材系列）等新材料研发生产及销售经营。
1.2项目提出的背景
XX县是XX省率先对外开放县之一，也是XX省承接长三角产业转移的前沿阵地。
在省委省政府的大力支持和全县上下的齐心协力， 经过数年
艰苦创业，积极探索，经历了成长、规范、发展的历程，较好地发 挥了
作为XX东南的形象窗口、承接辐射、示范带动作用，对促进区域经济社会发展做出了积极贡献。
XX县已经成为所在地区经济发展新的增长点和招商引资的热点地区，在扩大开放、产业升级、推进工业化和城镇化等方面发挥了重要作用。
但在经济社会发展日新月异的今天，工业强县，仍然是XX经济社会发展的主要战略；招商引资，仍然是XX发展县域经济的主要抓手；项目建设仍然是XX实现率先崛起的主要动力；承接长三角产业转移，仍然是XX加快产业优化升级的主要途径。
xx区位优势突出，陆路交通发达，产业基础良好，配套能力较强；矿产、土地、水、劳动力资源丰富，承载空间较大；综合商务成本低，投资环境十分看好。
因此，
溧阳客商为了紧紧抓住xx县经济发展突飞猛进的大好机遇，好的投资环境，在XX
注册“XX青峰石料有限公司”，拟投巨资建设超微细重钙粉新材料开发项目。
该项目将依托中国地质大专院校提供强有力的技术支撑，生产工艺自动化程度高、规范科学、软技术是国家发明专利，引进外国先进的超细设备。
研发生产面向国内国际两个市场的高效率、无污染、系列化、功能化的重钙系列化产品。
1.3项目投资的必要性
⑴有利于变矿产资源型为资源效益型
XX县对方解石资源的开发利用起步于上世纪80年代末，盛行于90年代。
但由于矿产资源利用方式不合理，突出表现为矿山数量多、规模小、布局分散、出售原材料（初级加工产品）为主、资源利用率低、经济效益不高、安全状况差等；普遍存在着大矿小开、小矿乱开、一矿多开等浪费资源的现象。
由于产品的粗放型档次低，适用领域受到局限，产量和价格的局限性很大，致使些小型个体加工户处于倒闭状态。
本项目建设，投资规模大，依托国内地质大专院校提供强有力的技术支
撑，生产工艺自动化程度高、规范科学、软技术是国家发明专利，引进外国先进的超细设备。
研发生产面向国内国际两个市场的高效率、无污染、系列化、功能化的重钙系列化产品，有利于变矿产资源型为资源效益型，有助于全面整合优势资源，最大限度的提高产品附加值。
⑵有利于矿产资源综合利用水平和深加工能力的提高
以出售原矿和初级矿产品为主的小型工矿企业，一则矿山资源综合开发利用与矿山固体废弃物综合利用情况较差，矿产资源深加工能力和制品加工能力不高，科技含量低，没有得到综合开发利用，大大降低了资源的综合利用水平附加值。
二则大量矿业开发造成了对地貌、植被、岩土、水域及大气等自然资源的影响和
破坏，特别是占矿山总数98％以上的小型矿山，其“三废”排放达标率、土地复垦率和生态恢复率都很低，采矿活动诱发的地面塌陷、崩塌、滑坡、泥石流和水土流失等地质灾害有加剧的趋势。
本项目建设将有效改变那种以出售原矿和初级矿产品为主的小作坊型、流散型、小规模型工矿企业作业工艺模式，有利于矿产资源综合利用水平和深加工能力的提高。
⑶有利于发展资源节约型资源低耗型经济
要认真贯彻落实党中央、国务院实行经济发展战略宏观调控的方针，从xx的实际情况看，节约资源、发展资源低耗型经济，应视作促进地方可持续发展的长远大计。
搞好矿产资源综合利用项目规划，对矿产资源进行整合与优化配置，做到充分、合理、永续利用。
是本项目建设的立足点之一。
矿产资源综合利用项目规划，是提高矿产资源综合利用价值的重要手段，如饰面用花岗岩，就不应做普通建筑石料用；可作高级耐火材料用的高铝黏土矿，不应做铝工业原料用；水泥用灰岩、化工用灰岩，不应做普通建筑石料用等，进一步提高共、伴生矿产的综合利用水平。
本项目在方解石初加工、深加工和制品加工中，将顺序渐进，依靠科技创新和科技进步，开展重钙产品研发生产，努力生产“高、精、细”的高附加值产品，大力发
展资源低耗型经济，努力降低单位工业产值的能源和原材料消耗。
第二章项目编制依据及原则
第一节编制依据
⑴《中华人民共和国循环经济促进法》；
⑵《中华人民共和国环境保护法》；
⑶《中华人民共和国清洁生产促进法》；
⑷《中华人民共和国矿产资源节约与综合利用“十二五”规划》；
⑸《皖江城市带承接产业转移示范区规划》；
⑹《建设项目经济评价方法与参数（第三版）》；
⑺《国家产业结构调整指导目录（2011年本）》；
（8）《xx省工业产业结构调整指导目录（2007年本）；
（10）《xx县经济社会发展“十二五”规划纲要》；
（11）《xx县“十二五”产业发展规划》
（12）《xx县扩大开放、促进发展二十条》
（13）《xx省产业结构调整指导目录（2006年本）》
圍《皖江城市带承接产业转移示范区开发园区发展规划纲要》
（15）《xx县承接转移加快发展二十条》
（16）xx县委、县人民政府《关于加快推进新型工业化的决定（暂行）》
（17）项目单位提供的其他有关资料
第二节项目编制原则
⑴设计应符合国家有关消防、环境保护、节能减排、劳动保护等方
面的规定和规范；
⑵工业设备选型达到国内先进水平；
⑶合理布局、节约用地、先进性与经济性相结合，尽量减少工程投资。
⑷重钙粉生产线建设工程将以工艺技术比较先进、流程合理、降低
能耗、提高重钙粉产品的品种和质量，以较低的投入、高的经济效益回报为中心。
⑸精心设计、合理安排，充分利用现有资源。
⑹在生产线设计中，因地制宜地采用国内相类似的生产厂家已使用的先进、比较成熟、可靠的新工艺、新技术、新设备。
提高设备的可
靠性和运转率，减少停机次数，减少无效的能耗。
⑺对主要设备、工艺流程、电器控制仪表的确定将进行技术论证，确保技术上先进，经济上合理。
⑻重视环境保护，采用高效环保设备，切实保证工程各项环保指标达到国家标准。
第三节研究范围
本报告对市场需求、产品方案、生产规模、工艺技术方案、原辅助材料及燃料供应，建厂条件和厂址、公用工程和辅助设施方案，环境保护和劳动安全，公司组织、劳动定员，项目实施规划、投资估算和资金筹措及财务评价等问题进行研究。
第三章重钙的性质、技术指标和用途
第一节重质碳酸钙性质
1.1物理性质
方解石粉是“重质碳酸钙”的简称，主要成分是重质碳酸钙，重质碳酸钙也简称为“重钙”。
方解石粉是方解石经机械设备深加工而成，为天然优质的重质碳酸钙，含碳酸钙为98％以上，白度在94-97度，细度60目至1250目。
重质碳酸钙是用途广泛的无机盐填料，也是当今高新科技中的重要填料，使用的范围有塑料、橡胶、涂料、建材、造纸、纺织品、密封剂、印刷、油墨、日化用品、食品、饲料、药品、复合肥料等工业产品，为生产加工业中最常用的填充剂。
重质碳酸钙白色粉末，无色、无味，密度2.6-2.94，硬度3，分解温度898.6
C,具有玻璃光泽，结构致密，在空气中稳定。
几乎不溶于水：
不溶于醇，溶于酸，遇稀醋酸、稀盐酸、稀硝酸发生泡沸，并溶解。
杂质少，粒度均匀，加工工艺性能好，DOP吸油值低等优点。
加热到898C开始分解为氧化钙和二氧化碳。
重钙是由天然碳酸盐矿物如方解石、大理石、石灰石磨碎而成。
是常用的粉状无机填料，具有化学纯度高、惰性大、不易化学反应、热稳定性好、在400C以下不会分解、白度
高、吸油率低、折光率低、质软、干燥、不含结晶水、硬度低磨耗值小、无毒、无味、无臭、分散性好等优点。
由于它的沉降体积（1.1-1.9mL/g/g）比用化学方法生产的轻质碳酸钙沉降体积（2.4-2.8mL/g）小,因此被称为重质碳酸钙。
图3-1方解石晶体及石粉
1.2理化性质
重质碳酸钙（方解石粉）的化学式为 caco3,其理论化学组成为：
CaO:
56.03%,CO2：
43.97%,经常有MgO、FeO、MnO等类质同象代替。
其结晶体主要有复三方偏三面晶类的方解石和斜方晶类的文石 ，
在常温常压下，方解石是稳定型，文石是准稳定型，目前主要以方解石为主。
在常压下，方解石加热到898C、文石加热到825C，将分解为氧化钙和二氧化碳；重质碳酸钙（碳酸钙，下同）与所有的强酸发生反应,生成水和相应的钙盐
（如氯化钙CaS）,同时放出二氧化碳；在常温（25C）下,碳酸钙在水中的浓度积为 8.7X1029、溶解度为0.0014,
碳酸钙水溶液的pH值为9.5〜10.2，空气饱和碳酸钙水溶液的 pH
值为8.0〜8.6。
碳酸钙无毒、无臭、无刺激性 ，通常为白色，相对密
度为2.7〜2.9。
莫氏硬度方解石为3,文石为3.5〜4。
方解石具有三组菱面体完全
解理 ，文石亦具有解理。
重质碳酸钙的沉降体积 :
1.
2〜1.9ml/g，比表面积为1m2/g左右;重质碳酸钙由于颗粒大、表面光洁、比表面积小,因此吸油值较低，为48ml/100g左右。
1.3颗粒形状
重质碳酸钙的形状都是不规则的，其颗粒大小差异较大，而且颗粒有一定的棱
角，表面粗糙，粒径分布较宽，粒径较大，平均粒径一般为1〜10卩m。
重质碳酸钙按其原始平均粒径（d）分为：
粗磨碳酸钙（＞3[1m）、细磨碳酸钙（1〜3[1m）、超细碳酸钙（0.5〜1卩m重质碳酸钙的粉体特点:
a.颗粒形状不规则;b.粒径分布较宽;c.粒径较大。
由于碳酸钙填料为无机粉体，与有机高分子的相容性差，直接添加到高分子材料中难以均匀分散， 还会影响材料的加工性能和力学性
能，因此，一般在填充高分子材料之前要对其进行表面改性处理。
改性后CaCO3的吸油值都有明显下降，并且活化值高，吸油值就小。
这是因为吸油值与CaCO3粒子的平均粒径、堆砌密度等有密切关系，CaCO3粒子经表面处理后，其堆积密度降低，分散度提高,颗粒间隙减小，吸油量也减小。
虽然改性剂的覆盖降低了CaCO3表面极
性，从而削弱了CaCO3粒
子间相互作用和聚集程度，使之变得更加疏松,CaCO3比表面积增大，从而吸油量增大，但此吸油量增大不至于抵消前述作用。
各种改性剂单独使用不如与其他改性剂复合使用效果好，吸油值是一个间接反映物体比表面积和孔隙率的指标，由于所用原料为重质碳酸钙，孔隙率几乎为0，比表面积的大小和颗粒间的间隙决定吸油值大小。
未改性的碳酸钙的吸油值较高,说明其粒子表面没有被改性剂所覆盖,其堆积密度较
大,分散度小,颗粒间隙数目大,吸油量高。
未活化的重质碳酸钙放入纯水中全部下沉,活化度为0,而经过活化处理后的重质碳酸钙放入纯水中则会浮在水面,经测定其活化度可达99.5%,这是因为经偶联剂和复合表面剂活化处理后的CaCO3表面致密地覆盖了一层有机膜,从而使其表面由亲水性变为疏水性,这将改善填料在树脂基体中的分散性并能降低熔体的加工粘度重钙和轻钙的生产差别及改性技术:
轻质碳酸钙：
又称沉淀碳酸钙，简称轻钙，是将石灰石等原料段烧生成石灰和二氧化碳，再加水消化石灰生成石灰乳（主要成分氢氧化钙），通入二氧化碳碳化石灰乳生成碳酸钙沉淀，经脱水、干燥和粉碎制得。
或者由碳酸纳和氯化钙进行复分解反应生成碳酸钙沉淀，经脱水、干燥和粉碎制得。
轻质碳酸钙的沉降体积为2.4-2.8mL/g。
轻钙是通过化学方法制成的，重钙则主要通过机械破碎、研磨分选的方法得到
的。
轻钙和重钙并非轻重之分，它们的真实密度分别为2.4〜2.6g/cm3和2.6〜2.9g/cm3,差别不大，其主要区别在于视密度不同， 即同等
重量的粉末，自然堆砌的体积相差较大，工业上用沉降体积将其区分，即在无水乙醇中单位质量的碳酸钙粉末自然沉降堆积在一起的体积。
通常轻钙的沉降体积都是在2.5mL/g以上，而重质碳酸钙因矿石晶形不同，化学组成不同而有所不同，一般为
1.2〜1.9mL/g。
普通轻钙的颗粒在充分分散开来的情况下呈枣核形，长径约5〜12卩
m，短径为1〜3卩m，平均粉径为2〜3卩m。
但由于末经过表面处理，在轻钙生成并经脱水、干燥后，
往往众多粒子凝聚在一起形成像葡萄嘟噜一样的团粒，因此在国标中对轻钙的质量要求仅仅是从125卩m和45卩m筛余物上来判断，并没有直接反映出真实的粒径大小和分布。
表3-2 重钙粉的主要产品及粒径
型
定
义
指 标
号
51
<5（卩m）
61
<6（卩m）
81
d97表示每100公斤粉体含有97公斤
<8（卩m）
101
的粉体颗粒小于粒径d97（卩
<10（卩m）
151
m）
<15（^m）
201
<20（卩m）
251
<25（m）
第二节重钙技术指标
白度要求 碳酸钙含量
备注
表3-3
粒径（目）
用范围
（%）
（%）
325
95
98
造纸
350
96
100
人造石
400
96
100
:
防火天花板
600
95
98
:
牙膏膏体，肥皂
800
95
塑料橡胶.电缆.pvc等
1000-1250
95
95
涂料•乳胶漆•纸面涂等
白度要求
水份要求
吸油量
碳酸钙含量 三氧化二铁
酸不溶物
粒径（目）
1250
1000
800
600
400
325
表3-4
（%）
（%）
（%）
（%）
（%）
（%）
96
0.3
30
98
0.3
0.4
95
0.3
30
98
0.3
0.4
95
0.4
28
98
0.4
0.4
95
0.4
25
98
0.3
0.4
94
0.4
22
98
0.3
0.4
94
0.5
20
98
0.5
0.4
注：
百度和钙含量要求不应小于指标，其它不应大于指标
表3-5 微细重钙技术指标
JS-100
JS-250
JS-325
J8^00
JS-6D0
&8.8
988
96,8
988
98.8
白度％N $2
$4
95
[95
J5
筛余物 ■
*
■
■
3
诵余物何5um）壬 ■
■
3
2
0J
JS余如 »
3
■
■
■
3
■
*
-
PhfflL 910.5
9±0.5
9±0.5
9±0.5
9±0.5
吸油均（MU100g） p0-22
20-24
22-28
22-30
22-30
水檢％ 0.5
OS
0.5
0.5
05
F也6三氧化然％ 0.02
0.02
0.02
ro.02
p0.02
©0童一乳化二確％^01
0.01
om
I001
0.01'
MgOM-ftft% po/1
OJ―
0;1
ro,i
poj
AL。
三氧化铝％ 0.01
0.01
0.01
0.01
0.01
坤孤腻子、肥料、钊料、迪錐、橡和、油眼徐料*电线电缆、塑料管材-牙开医药、油田等軒业:
表3-6 超细重钙技术指标
粒径
（（|1¥1）井
筛余锣（20um）W
丽
Od
0,01
bo
Q
JS-500
JS-1250
JS-1500
JS-2300
JS-25C0
1urn
25
30
35
45
50
2uiri
40
Iso
Leo
I70
85
&LIT
60
TO
80
90
93
3um
75
85
97
99
100
10um
85
97
「99
wo
15um
97
r99
HOO
20um
99
1100
30um
00
粒径D60（um）
3
I2
N.5
I1.3
I1
粒轻:
D97（um）
15
10
8
6
4.5
白度％王
95
[95
p96
97
Phfil
9t0.5
9+0.5
9+0.5
9+0.5
9±0.5
10-22
20-24
I22-28
L2230
22-30
Mi%
0.5
0.5
0,&
0.5
0.5
贞比雨（吨/m3）
2.7
2.7
27
2.7
2.7
假比审（吨Jn”）
1
0.65
0.8
07
0.6
CaCOj^^ft%
98.8
98.8
93.8
98.6
9S.8
FesOg■-Kit找％
0.02
0.02
0.02
0.C2
0.02
£iQ「饕化防％
0.01
"O.OI
C.01
0.01
0.01
MgO隊化At怀
0.1
0J
0.1
0J
0J
ALQH二讥化铝％
0.01
301
0.01
001
0.01
沉降体机tml>
30
35
45
55
60
43,5
43,5
43,5
43.5
43,5
OOP瞰收量
C.EI/1OQg）
4045
42-50
45-50
48-58
5O-«0
用途H乳胶務高椚無K飽料.单林像離化妆趴杓筑医药等行业
第三节重钙的应用领域
目前,碳酸钙已广泛应用于造纸、塑料、塑料薄膜、化纤、橡胶、胶
粘剂、密封剂、日用化工、化妆品、建材、涂料、油漆、油墨、油灰、封蜡、腻子、毡层包装、医药、食品（如口香糖、巧克力）等。
其作用可增加产品体积、降低成本，改善加工性能（如调节粘度、流变性能、硫化性能），提高尺寸稳定性，补强或半补强,提高印刷性能,提高物理性能（如耐热性、消光性、耐磨性、阻燃性、白度、光泽度）等等。
发达国家对碳酸钙的需求量很大，品种也很多。
为用途广泛的无机盐填料之一，
也是当今高新技术中的重要填料。
由于重钙的工业性能好、来源广、价格低，愈来愈受各行业的重视，新的应用领域不断出现。
塑料工业把重质碳酸钙称为填料之王，占全部填料的一半以上。
具有高纯度、高白度、无毒、无臭、细油质低、硬度低、磨耗值些分散性好、遮盖率好、亲和性好、热稳定性好、惰性大等众多优点，且应用范围广、应用潜力大、具有良好的经济性，是理性填料。
3.1在造纸中的应用
碳酸钙在造纸中主要作纸张的填料，为了保证纸张的一定强度、白度，同时降低成本，在纸张中添加大量碳酸钙。
造纸行业中大量使用碳酸钙是基于国际上造纸工业从酸性造纸工艺转向碱性或中性造成纸工艺，这样就可以大量使用价廉的碳酸钙代替以往的滑石和瓷土。
碳酸钙作为造纸用填料，有几个优点超过高岭土和
FGCC。
1、具有较高的不透光性和光泽度。
2、作为填料，增量能力提高。
3、粒径均匀。
4、颜色保持力度强。
3.2在涂料中的应用
在涂料中碳酸钙可作为白色颜料，起一种骨架作用，碳酸钙在涂料工业中可作为体质颜料。
由于碳酸钙颜色是白色，在涂料中相对胶乳，溶剂价格便宜，而且颗粒细，能在涂料中均匀分散，所以是大量使用的体质颜料。
由于环保意识的提高，在建筑方面涂料已大量用水性涂料，由于碳酸钙是白色又亲水，价格又便宜，所以得到广泛应用。
碳酸钙的填入可以增强底漆对基层表面的沉积性和渗透性。
在涂料中腻子是
用来填平基面，是整体涂料的中间层，不论什么腻子都需要加大量填料，腻子中的填料主体是重质碳酸钙，再少量加一些锌钡白以增加粘性防止漆层松散，同时适当地加入沉淀碳酸钙以便干后打磨。
在厚漆中，碳酸钙可以使涂料增稠、加厚，起一种填充和补平作用。
所以在厚漆
中通常添加重质碳酸钙和轻质碳酸钙，添加重质碳酸钙可达24.6%〜78.5%。
在面漆中，即罩面漆中，半光和无光漆则要采用增加体质颜料来削减光泽的办法，碳酸钙就是理想的消光填料。
碳酸钙在多彩涂料中可作为其中一种添加剂发挥其作用， 达到既降低
材料成本，又能提高装饰效果的目的。
在多彩涂料中可用轻质碳酸钙，即沉淀碳酸钙，其吸油量为80%左右，粒度15微米左右，比重2.7左右，折光率为1.60左右。
也可用重质碳酸钙（方解石粉）即天然产大理石等研磨而成。
在金属防锈涂料中，碳酸钙是体质颜料，还有一点防锈作用，在金属防锈涂料中
碳酸钙的适当用量为30%。
碳酸钙在涂料中应用情况见表3-7所示。
涂料品种
碳酸钙名称 用 量（%）
表3-7 碳酸钙在涂料中的应用
醇酸半光、无光漆
轻钙
5—5.6
油性调和漆
重钙
7—15
酚醛磁性调和漆
轻钙
3.5—7
钙酯黑板漆
重钙
50
绉纹美术漆
轻钙
40
般底漆
轻钙
10—13
金属防锈底漆
轻钙
30
轻钙
25
二道底漆
重钙
10—15
腻子
重钙
40—70
建筑乳胶化
轻钙
16—20
3.3在塑料中的应用
碳酸钙被广泛用在填充聚氯乙烯（PVC）、聚乙烯（PE）、聚丙烯
（PP）、丙烯晴丁二烯-苯乙烯共聚物（ABS等树脂之中。
添加碳酸钙对提高改善塑
料制品xx些性能以扩大其应用范围有一定作用，在塑料加工中它们可以减少树脂收缩率，改善流变态，控制粘度。
还能起到以下作用：
1、提咼塑料制品尺寸的稳定性。
2、提高塑料制品的硬度和刚性。
3、改善塑料加工性能。
4、提咼塑料制品的耐热性。
5、提咼塑料制品的增白和不透明度。
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