年产20万吨矿渣微粉综合利用项目建设可行性研究报告.docx
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年产20万吨矿渣微粉综合利用项目建设可行性研究报告
某建材有限公司
年产20万吨矿渣微粉综合利用项目
可行性研究报告
第一章总论8
1.1前言8
1.2建设规模与产品方案10
1.3可行性研究的范围10
1.4主要技术方案10
1.5工艺生产方法11
1.6主要技术经济指标11
1.7结论与建议12
第二章市场预测13
2.1矿粉市场需求概况及发展趋势13
2.2矿渣粉的市场运作及目标市场13
2.3结论13
第三章生产工艺14
3.1实际条件与指标14
3.2配料方案14
3.3原料来源与储存15
3.4矿渣粉磨方案的选择16
3.5生产工艺过程19
第四章总图运输23
4.1场地条件23
4.2总平面布置原则23
4.3总平面布置23
4.4工区绿化24
4.5运输设计24
4.6总图运输技术经济指标25
第五章供配电与自动控制26
5.1供电电源与配电方案26
5.2电压等级27
5.3负荷计算27
5.4电力拖动与控制27
5.5自动化28
5.6检测与计量30
5.7照明30
5.8防雷与接地30
第六章建筑与结构32
6.1实际原则与总体构思32
6.2建筑设计32
6.3结构设计33
第七章给排水35
7.1设计范围35
7.2用水量35
7.3水源给水量35
7.4给水水源35
7.5给水系统35
7.6排水系统36
7.7给排水构筑物及主要设备37
第八章节约与合理利用能源38
8.1设计原则及设计依据38
8.2能源消耗种类和数量分析39
8.3能耗指标39
8.4当地电力供应情况39
8.5节能措施39
8.6节能效果41
第九章环境保护42
9.1设计依据与标准42
9.2主要污染物与污染源43
9.3环境保护措施44
9.4环保机构与人员46
9.5环保指标与投资47
第十章消防、劳动安全与卫生48
10.1概述48
10.2设计依据48
10.3消防49
10.4劳动安全49
10.5工业卫生50
第十一章组织机构与劳动定员52
11.1组织机构52
11.2劳动定员编制52
11.3职工来源与培训52
第十二章进度计划安排53
第十三章投资估算54
13.1编制范围54
13.2投资构成54
13.3编制方法与依据54
第十四章财务评价56
14.1概述56
14.2评价方法56
14.3基础条件56
14.4总成本费用57
14.5财务评价59
14.6评价结论60
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SiO2、CaO、A1203、Fe203等，与水泥孰料一样，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。
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2000年12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“十五”规划明确指出：
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。
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5～6万公顷。
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己有几十年，取得了显著成绩，但比起美国等发达国家来说，废渣利用率仍不高，有待于进一步扩大对废渣的利用市场。
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***市经济快速发展的市场形势，同时也为了使公司具有更好的发展前景，吸取有关钢铁公司建设矿渣粉生产厂的经验，决定投资建设年产20万吨的超细矿粉生产线。
1.2建设规模与产品方案
该项目生产规模为年产矿渣微粉20万吨
矿粉比表面积：
420±10m2/Kg
1.3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、建筑工程、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。
1.4主要技术方案
矿渣粉磨I：
采用一套管磨系统；
一套管磨系统为一台φ3.2×13m矿渣磨，能力27～28t/h；
矿渣烘干：
采用一台φ3.0×25m矿渣烘干机，能力86～90t/h。
自动控制：
采用集散控制系统对生产线进行集中控制，实现企业现代化管理。
1.5工艺生产方法
矿渣原料由船运或汽车运输进厂，由吊机和装载机配合卸料到指定场地堆放。
堆场的湿矿渣经铲车送至进料皮带机上，喂入烘干机内，烘干后的物料经出料罩落到出料提升机中，被提升到干渣库中储存；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φ3.2×13m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。
1.6主要技术经济指标
该项目主要技术经济指标见表1-1
序号
指 标 名 称
单 位
数 量
备 注
1
生产规模
万吨/年
20
2
产品细度R0.08
%
≤3.0
3
产品比表面积
m2/Kg
420±10
4
系统运转率
%
≤88.00
5
设备重量
吨
700
6
装机容量
kW
2016
7
矿粉平均电耗
68
8
新增劳动定员
人
39
9
劳动生产率
9677
10
固定资产投资
其中：
建设投资
万元
2000
2000
1.7结论及建议
（1）本项目利用钢铁厂湿矿渣作生产原料，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。
（2）本项目所需的建设条件均有保障，用电由当地电力部门负责架线到厂区，公路、铁路、交通条件方便，满足运输量的要求。
（3）该地区建设力度大，混凝土搅拌站和水泥粉磨站众多，矿渣粉需求旺盛，本工程具有很好的市场前景。
（4）本技术方案采用开路粉磨，生产可靠性好，技术先进，运行电耗低，有利于降低生产成本，提高产品的市场竞争能力。
（5）本项目利用本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***市的地方经济发展，也能创造出具有很好的社会效益。
（6）本项目全部投资财务内部收益率为16.05%（税后），投资回收期为4.72年（含建设期），总投资收益率15.20%，投资利税率为22.82%，这些指标说明该项目可获得很好的经济效益。
综合上述结论，我们建议有关部门大力支持，争取工程早日投产，早见效益。
第二章市场预测
2.1矿粉市场需求概况及发展趋势
以预拌混凝土若掺入20%矿渣微粉替代水泥，每m3混凝土水泥量为300kg计算，则每m3混凝土用矿粉900kg，合计每年需要矿粉为90万吨，本项目年产矿粉20万吨。
矿渣微粉在混凝土中掺量可高达20%—40%，也就是说每立方混凝土中矿渣微粉可以等两代替100kg以上的水泥。
矿渣微粉出厂价为（230-240）元/吨，这样每立方米混凝土可以节省10元以上，高强度等级等混凝土节省更多。
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200万元，这对于任何一个混凝土供应商来说，具有显著的经济效益。
因此，本项目年产20万吨矿渣微粉具有广阔的市场前景。
2.2矿渣粉的市场运作及目标市场
拟建设20万吨/年的生产线。
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***市及周边混凝土搅拌站，产需求量在60万吨以上；还可根据市场需要。
2.3结论
综合上述分析，***市及周边地区矿渣粉市场需求潜力巨大。
通过本工程建设，扩大生产规模和市场份额，进一步增强市场的定价能力，在规模和毛利率同时提高的基础上实现盈利的持续增长。
第三章生产工艺
3.1设计条件与指标
3.1.1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420±10m2/kg.全部为散装。
3.1.2设计指标
系统产量：
≥27∽28t/h
产品比表面积：
420±10m2/kg
综合电耗：
≤68kwh/t
3.1.3工作制度
各生产车间的工作制度详见表3-1
序号
车间名秤
周制
班次
备注
1
烘干车间
连续周
3
2
原料配料与输送
连续周
3
3
矿渣粉磨
连续周
3
4
矿渣粉储存与散装
连续周
2
散装按需
5
空压机站
连续周
3
6
循环水泵房
连续周
3
7
电控室
连续周
3
8
化验室
连续周
2
3.2配料方案
矿渣粉磨物料平衡见表3-2，物料年消耗量见表3-3
表3-2物料平衡表
物料
每年生产天数
班制
配比
%
水分（%）
物料平衡量（t）
初水分
终水分
干基
湿基
小时
每天
每年
小时
每天
每年
矿渣
300
3
90
15
1
25
600
180000
29.4
705.5
211666
粉煤灰
5
1.4
33.6
10000
石灰石
1.4
33.6
10000
高细矿渣粉
27.8
666.7
200010
焦炭粉
0.7
1.69
508
说明：
系统运转率：
∽82%，焦炭粉值：
7000kcal/kg、能耗以18kg标煤/t料计。
表3-3物料年消耗量表
种类
矿渣消耗量
粉煤灰消耗量
石灰石消耗量
焦炭粉消耗量
数量（万吨/年）
21.1
1
1
0.0508
说明
矿渣水份15%
3.3原料来源与物料储存
（1）高炉矿渣
本项目矿渣主要来自***市临钢集团三德特钢有限公司和江泉钢铁公司，由汽车运输至厂区。
（2）粉煤灰
一般为当地的电厂采购，由汽车封闭灌装运至厂仓内。
（3）石灰石
一般为当地的石灰石厂采购，有汽车运至厂仓内
物料存储期见表3-4
物料名称
储存方式
储存量
（吨）
储存期
（天）
备注
矿渣
堆棚30×60m
露天堆放：
22000㎡
2000
24000
12.9
焦炭粉
堆棚15×25m
560
110
干渣库
圆库：
3-Φ10×24m
3000
3.7
粉煤灰库
钢板库:
3-Φ5×14.5m
3×100
9
石灰石库
钢板库:
3-Φ5×14.5m
3×250
7.5
生产后另加
矿粉存储
圆库:
3-Φ12×30m
3×2500
3.7
3.4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。
立足于市场需求，采用生产规模大、产品质量高的综合思路，迅速形成市场的影响力。
生产采用一套粉磨系统及设备。
原料烘干选用***研究设计院生产的高效矿渣烘干系统，此套系统产量高，能耗低。
粉磨生产线选用3.2×13m一套管磨机，采用合肥院高细磨技术，粉磨s75级矿粉产品20万吨。
该技术在合肥院已有近二十年的研究与应用,解决了一系列制约该技术应用的关键技术问题，基本掌握了该技术的应用条件，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：
物料经烘干后入配料库，库下通过调速电子皮带秤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。
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3-4a
编号
名称规格型号
单位
数量
单重
（kg）
总重
（kg）
烘干车间
1
立式链锤破煤机Φ800
台
1
2
斗式提升机TH315ZH-Y5J4右-15.907m
台
1
3
螺旋闸门300×300
台
1
4
变频调速喂煤机Fu150×2500mm
台
1
5
电磁振动给料机GZ
台
1
6
手动双向螺旋闸门500×500
7
胶带输送机TD75B800×48147.7MM
台
1
8
鼓风机9-19N08D右00
台
1
9
电动蝶ZKJW-0.1CΦ400
个
1
10
HRFT3025节能型高漫沸腾炉及配套设备
套
1
11
高效回转式烘干机Φ3×25M
台
1
12
双层重锤锁风阀FF450S
台
1
13
胶带输送机TD75B650×11716.8MM
台
1
14
长脉冲袋除尘器LLMC84-7
台
1
15
排风机Y4-68N012.5D1450r.p.m
台
1
16
板链提升机NE150×~M
台
1
17
耐热刚下料装置Φ380×3000
套
1
干渣库
1
板链斗式提升机NE50-27.15Q=50t/h
台
1
2
电动三通分料阀DFC-55-II400×400
台
1
3
脉冲单机袋式收尘器DMC（A）-112
台
1
4
料位器
台
1
5
手动单向螺旋闸门400×400
台
1
6
调速皮带秤TDGSK-650×1800
台
1
7
带式输送机TD75GAJF，B500×46.1m
台
1
8
电磁除铁器RCD（C）-5
台
1
磨房
台
1
1
Φ3.2×13m矿粉管磨机
台
1
2
双层双门重锤式锁风翻板阀600×600
台
1
3
离心式引风机Y5-48-6.3C右450
台
1
4
气箱脉冲袋式收尘器PPC64-6
台
1
5
空气输送斜槽XZ400×7.6m（60）
套
1
6
高压离心风机9-19No4左00
台
1
矿渣渣粉储存及散装
1
1
板链斗式提升机NE50-38.13-右
台
1
2
库顶料位计量程：
20m
只
1
3
脉喷单机袋式除尘器DMC-96B
台
1
4
Φ10m库库底充气箱
套
1
5
Φ12m库库底充气箱
套
1
6
库底流态化卸料器B315
套
1
7
水泥散装机SZ-1
台
1
8
罗茨鼓风机JAS-80转速:
1750rpm
台
1
9
罗茨鼓风机JAS-100转速:
1750rpm
台
1
表3-5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
20
2
技术指标
台时产量
t/h
28
比表面积
M2kg
420±10
综合电耗
KWh/t
≤68
3
装机功率
Kw
2016
4
建设投资
万元
2000
5
建设投资构成
建筑工程费
万元
447.31
设备费[含电气设备]
万元
1235.6
安装费
万元
67.3
其他费
万元
249．79
3.5工艺成产过程
3.5.1湿矿渣储存及输送
大棚活堆场的矿渣由装载机运至卸料坑，经皮带秤计量后由皮带机送入烘干机。
湿矿炸储存设堆场和堆棚，进厂矿渣先放至堆场空水晾晒，之后存入堆棚待用。
3.5.2管磨原料配料
在管磨机前，设计一座直径10M干渣库、石灰石仓、粉煤灰仓。
利用库底的TDGSK定量给料机、管式螺旋秤计量后由胶带输送机送入磨机。
3.5.3焦炭粉输送
堆棚里的焦炭粉由装载机铲装后由提升机送入焦粉仓储存。
3.5.4烘干车间
烘干车间采用连续周工作制，该系统采用节煤型高温沸腾炉、高效节能烘干机和高浓度收尘器组成，具有产量高，电耗低的显著优点。
3.5.5矿渣粉磨
矿渣粉磨系统采用连续周工作，年工作日300天，每天工作24小时。
按年生产20万吨计算，平均日产量666.7吨，平均小时产量27.8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秤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。
出磨废气经气箱脉冲受尘器净化处理后排入大气，收尘器收下的粉尘作为成品，一并送入矿粉库。
该粉磨系统技术经济指标见表3-8
表3-8粉磨系统技术经济指标表
最大入磨物料粒度mm
≤10-25
入磨物料水分%
≤1.5
产品细度R0.88%
≤2
产品比表面积m2/kg
420±10
系统产量t/h
82—84
矿粉平均电耗KWH/T
≤68
系统运转率%
≤82
系统主机装机功率KW
1600
系统总装机功率KW
2016
3.5.6矿粉储存及散装
矿粉储存设一座直径12圆库，有效储存2500吨，储存期3.7天。
产品全部为散装。
存储底库均采用库底散装。
每台库下设一台汽车散装机，每台汽车散装机能力为150t/h，库内矿粉通过空气斜槽和库底卸料器送入汽车散装机，由散装机将矿粉装入散装汽车外运。
3.5.7空压机站
为了满足工程用气的需要，在厂区现有空压机站一侧，增加2台L-20/8型空气压缩机，其中一台工作，一台备用，可满足工程用压缩空气。
3.5.8化验室
在综合楼设有化验室，配备了必要的仪器设备，可满足原料、半成品及成品常规化学分析和物理检验。
3.5.9计量设施
笨技术方案对原材料进厂、成品出产以及各生产环节均设置了计量设备，选用150吨地中衡一台。
原材料进厂、成品出厂、水泥粉磨包装等生产工艺环节的计量设备见表3-9。
3-9生产过程中计量设施一览表
序号
计量物料名秤
计量位置
计量设施名秤
1
汽车进厂矿渣
汽车进出厂检验站
地中衡
2
汽车进厂焦炭粉
汽车进同厂检验站
地中衡
3
入烘干机矿渣
进料皮带机上
电子皮带秤
4
入沸腾炉焦炭粉
变频调速皮带秤
电子皮带秤
5
入管磨干矿渣
干渣库配料库底
电子皮带秤
6
粉煤灰
仓底
管式螺旋秤
7
石灰石
仓底
电子皮带秤
8
出厂矿粉
进车进出厂检验站
地中衡
3.5.10主机设备选型
工程主机设备选型见表3-10
3-10主机设备选型表
序号
设备名称与型号
台数
主要技术性能
能力（t/h）
装机
（kw）
班次
班
时
年利用率（%）
1
装载机ZL-50
1
3
8
88
2
装载机ZL-30
1
3
8
88
3
节能型高温沸腾炉HR3025
1
供热温度：
800—1100℃，供热量：
1000×104Kcal/h
150
3
8
88
4
烘干机
Φ3.0×25m
1
系统产量：
28—30t/h
入机水分：
12—15%
出机水分：
1%
30
3
8
88
5
收尘器
LLMC84-7
1
处理风量：
86000m3/h
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