年产12万吨镍可行性研究报告.docx
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年产12万吨镍可行性研究报告
印尼图班镍铁冶炼厂年产12万吨镍铁项目
可行性研究报告
青山集团工程技术有限公司
二〇一二年九月
1总论8
1.1概况8
1.2项目建设的必要性8
1.3项目建设的可行性与优势8
1.4建设规模及产品方案9
1.5设计基础与建设条件10
1.6设计依据、原则及范围11
1.7工艺选择11
1.8工程主要建设内容12
1.9项目主要子项16
1.10环境保护17
1.11节能、消防及劳动安全18
1.12项目投资及经济效益19
1.13项目效益20
1.14项目进度计划22
1.15存在的问题与建议22
2技术经济22
2.1概述22
2.2综合技术经济指标表26
2.3组织机构与人力资源配置28
2.4投资30
2.5产品产量、销售收入及税金32
2.6项目融资及资金使用计划32
2.7利润及利润分配32
2.8基准收益率34
3冶炼33
3.1概述35
3.2原料、燃料及辅助材料35
3.3产品规格标准36
3.4工艺流程选择36
3.5工艺过程叙述37
3.6主要技术经济指标40
3.7冶金计算主要结果45
3.8主要设备选择计算46
3.9配置说明52
3.10问题和建议54
4热工54
4.1动力中心55
4.2事故柴油发电站59
4.3液氧气化站61
4.4煤气回收63
4.5厂区综合管网64
5收尘65
5.1概述65
5.2焙烧工段烟气处理65
5.3矿热炉烟气处理66
6给排水68
6.1概述68
6.2给水69
6.3消防设施72
6.4排水73
6.5节水和节能措施74
7电力74
7.1设计依据74
7.2设计范围75
7.3供电电源75
7.4用电负荷75
7.5全厂供配电系统76
7.6无功补偿与谐波治理76
7.7继电保护及计量77
7.8主要设备选择77
7.9电力监控系统78
7.10中压系统中性点接地方式78
7.11生产车间的环境特征及配电材料选择78
7.12电气传动及控制78
7.13配电线路79
7.14照明和事故照明79
7.15防雷与接地80
7.16节能措施80
7.17主要电气防火、防爆安全措施80
7.18用电安全措施82
7.19高温、高热防范措施83
7.20存在问题和建议83
8自动化仪表83
8.1概述83
8.2设计原则及装备水平84
8.3仪表选型84
8.4仪表电源86
8.5仪表维修86
9电信86
9.1项目概况86
9.2设计依据86
9.3设计内容和范围87
9.4电话通信系统88
9.5计算机网络系统88
9.6有线电视系统89
9.7工业电视监控系统89
9.8火灾自动报警系统89
9.9线路敷设90
9.10供电电源90
10暖通90
10.1概述90
10.2专业设计依据90
10.3基础资料91
11土建93
11.1概述93
11.2设计依据94
11.3建筑设计96
11.4结构设计98
11.5主要建、构筑物一览表102
12总图运输103
12.1区域概况103
12.2总平面设计104
12.3竖向设计107
13环境保护107
13.1设计依据和设计采用的标准107
13.2建设地的环境现状108
13.3主要污染源和主要污染物排放情况108
13.4主要污染控制措施及预期效果111
13.5绿化112
13.6清洁生产分析113
13.7环境管理和监测机构113
13.8环境保护投资114
13.9环境影响分析115
13.10建议115
14化验115
14.1化验系统任务115
14.2化验系统的配置116
14.3化验设备的选择116
14.4其他116
15机修117
15.1概述117
15.2车间组成及任务117
15.3工作制度及人员118
16节能118
16.1节能法律、法规及行政规章118
16.2节能技术规定118
16.3项目概况119
16.4能源、资源消费总量120
16.5节能措施和效果分析121
17劳动安全和工业卫生121
17.1概述121
17.2设计采用的主要标准及规范124
17.3建设项目主要危险及有害因素分析128
18消防139
18.1设计依据139
18.2项目设计范围及主要生产过程139
18.3项目生产、贮存物品的火灾危险性类别140
18.4工程的防火措施140
18.5消防系统设计的安全可靠性144
18.6消防设计专项投资概算144
19投资估算144
19.1概述144
19.2投资范围145
19.3编制原则及依据145
19.4投资分析146
19.5其它说明147
19.6投资估算147
1总论
1.1概况
1.1.1项目名称：
印尼图班镍铁冶炼厂工程
1.1.2项目建设单位：
腾硕恩工程技术有限公司
法人代表：
项光通
1.1.3项目建设厂址
项目建设厂址位于印尼东爪哇杜板市普沃勒佐县，占地25公顷
1.1.4项目性质与特点
PTMBI公司在杜板的镍铁合金项目采用的是成熟的RK-ESF技术，在印尼东爪哇建设该厂有以下二方面因素：
A、印尼在1999年颁布的关于矿产和煤炭的政府法第4条规定从2014年1月开始镍矿石将严禁出口，镍矿石必须在印尼本土进行加工。
B、可以保证PTMBI公司镍铁冶炼厂有一个长期稳定的镍矿原材料供应。
镍矿石将由PTRKA集团公司供应。
1.2项目建设的必要性
（1）印尼在1999年颁布的关于矿产和煤炭的政府法第4条规定从2014年1月开始镍矿石将严禁出口，镍矿石必须在印尼本土进行加工。
（2）印尼2012年能源和矿产资源部执行的第7号文件要求提高采矿业的附加值。
1.3项目建设的可行性与优势
（1）项目建设符合印尼国家有关产业政策
1）企业发展目标与印尼国家工业经济发展战略吻合
2）资源开发和利用符合印尼国家和地方产业政策的主张
（2）项目建设拥有资源优势
本工程的氧化镍矿原料来源于PTRKA在印度尼西亚马鲁古省南哈马黑拉岛地区的矿山，资源丰富。
（3）项目建设在技术上可行
本项目采用的回转窑烘干、焙烧、电炉还原熔炼（即RK-ESF）冶炼工艺具有国际先进水平，该工艺是在对引进技术进行消化吸收再创新后的推广应用。
设备立足中国国内，其中烘干窑（Φ4.8×42m）、回转窑（Φ4.8×110m）、矿热电炉（33MVA）等设备均是国内制造的同类设备中较大的，工艺技术稳定可靠，因此本项目建设在技术上是可行的。
（4）项目建设在经济上可行
项目建成达产后年平均总成本费用为184197.95万元，经营成本为176971.36万元，单位加工成本为9182.56元/t.镍铁，达产年平均可实现销售收入（含税）为202095.50万元；应纳增值税3952.67万元，销售税金及附加395.27万元，利润总额13549.62万元，年上交所得税3387.40万元，项目实现净利润10162.21万元。
项目投资财务内部收益率税前为15.90%；资本金财务内部收益率为21.00%，均高于设定的基准收益率，表明本项目财务效益较好；借款偿还期内，利息备付率为3.10~27.63，偿债备付率为1.10~1.49表明项目有较好的偿债能力。
以生产能力利用率表示的达产期平均盈亏平衡点为47.60％，表明项目具有较强的抗风险能力。
以上数据表明，项目财务效益较好，并具有较强的抗风险能力及借款偿还能力，项目在财务上可行。
1.4建设规模及产品方案
1.4.1设计规模
年处理红土镍矿：
130万吨（镍含量平均为1.87％）
年生产能力12万吨（含镍量12％）
1.4.2产品方案
粗镍铁合金含Ni：
12％
1.5设计基础与建设条件
1.5.1氧化镍矿成分
本项目原料全部来自印度尼西亚马鲁古省南哈马黑拉岛地区矿山的氧化镍矿，矿石中的镍以氧化物存在于绿镍矿（NiO）、镍磁铁矿【（Ni·Fe）3O4】、镍钒（NiSO4·6H2O）、碧钒（NiSO4·7H2O）和翠镍矿【NiCO3·2Ni（OH）2·4H2O】中。
除上述矿物外，矿床下部蛇纹石的灰绿土层中，还有部分镍附着于暗镍蛇纹石【（NiMg）8·SiO2·nH2O】、镍绿泥石【（NiMg）3·Si2O8（OH）4】和绿高岭石中。
混合氧化镍矿成份见下表1-1
表1-1混合氧化镍矿成份表（干基）
成分
Ni
S
Cr
Fe
SiO2
Al2O3
CaO
P
%
1.87
0.08
1.42
14.4
35.45
2.36
0.28
0.023
氧化镍矿含水<35%，矿石粒度<300mm。
1.5.2外部供电
本项目的外部电源分为110kV、10kV2种电压等级，均由印尼政府电力公司（PLN）提供。
由110kV变电站向本工程矿热炉变压器（2套12MVA×3）提供两回路110kV电源，同时由110kV变电站向本项目的熔炼10kV高压配电室提供两回路10kV电源。
二回路外部电源的要求为当一电源发生故障时，另一电源不应同时受到损坏。
外部电源与本项目的交接点为2处，一处为矿热炉110kV的GIS进线间隔的接头处，一处为熔炼10kV高压配电室进线柜接头处。
全厂共两座33MVA矿热电炉，每座矿热电炉设置3台12MVA，110KV直降式单相变压器，两座矿热电炉年耗电总量约为4.29亿度。
1.5.3外部供水
本项目实施后，生产总用水量为76740m3/d，其中:
新水量为3830m3/d，回用水量为1290m3/d，循环水量为71620m3/d。
项目生活水用量为：
最高日用水量100m3/d，最大时用水量为12m3/h；水质要求满足印尼国家《生活饮用水卫生标准》的要求，从本项目界区边缘线外1m处，设置生活水接管口一个，接管口管径采用DN100mm，给水接管点处的水压0.3MPa。
1.5.4燃料的供应
本工程所用燃料为煤粉以及矿热炉回收的煤气，褐煤通过海运到达厂区，用立式研磨机制备。
1.6设计原则及范围
1.6.1设计原则
（1）采用先进而且成熟可靠的工艺，确保项目顺利达产达标。
（2）注意节约投资，设备选型立足于中国国内。
（3）主工艺装备及自动化水平达到中国国内先进水平。
（4）高度重视环境保护，采取有效的治理措施减少三废污染，达标排放。
（5）选用节能工艺、设备，降低综合能耗。
1.6.2设计范围
本项目可研设计范围为：
从原料进入原料库至粗镍铁合金产品及副产电炉水淬渣为止，全过程的生产及辅助设施。
但不包括以下内容：
（1）码头及码头至精矿库的运输；
（2）外部水取用泵站及净化设施；
（3）110kV总降变电站及至厂区的供电线路及其接入；
（4）外部交通运输；
（5）外部通讯；
（6）电炉水淬渣后续回收处理；
（7）粗镍铁精炼、制粒；
1.7工艺选择
1.7.1工艺流程选择
目前，红土矿储镍量占陆基镍总储量的70%，其中70%的镍是采用火法工艺流程回收。
火法工艺处理镍红土矿的现有的工艺流程有：
RK-ESF流程（回转窑——电炉工艺）、多米尼加鹰桥竖炉——电炉法、日本大江山回转窑直接还原法等。
RK-ESF流程是目前红土矿冶炼厂普遍采用的一种火法冶炼工艺流程，该工艺主要工序：
烘干——焙烧和预还原——电炉熔炼等。
烘干——焙烧和预还原：
采用回转窑，主要是脱出矿石中剩余的自由水和结晶水，预热矿石，选择性还原部分镍和铁。
电炉熔炼：
还原金属镍和部分铁，将渣和镍铁分开，生产粗镍铁。
根据本项目原料成分特点和能源供应的实际情况，依据工艺方案稳妥、可靠的原则，确定本项目采用回转窑烘干——焙烧——电炉还原熔炼（即RK-ESF）冶炼工艺。
该工艺已在国内外有多家生产业绩。
本项目是在对引进技术进行消化吸收再创新后的推广应用。
技术先进可靠，节省了项目投资。
1.7.2圆形电炉和方形电炉的选择
矿热电炉的炉形一般有圆形和长方形。
圆形电炉采用三根电极，三根电极圆周布置；长方形电炉采用六根电极，六根电极直线布置。
根据本项目特点，选择2台33MVA圆形电炉作为熔炼电炉。
圆形电炉和方形电炉相比有如下特点：
①圆形电炉电极至炉墙的距离均等，热负荷均匀分布，炉体热膨胀均匀；
②电极少三根，投资比方形电炉要省，生产过程维修作业量小；
③圆形矿热电炉厂房配置更合理，布局规整，易于监视和生产操作。
1.8工程主要建设内容
1.8.1原料库和上料系统
红土镍矿由马拉马拉岛通过海运至码头，再通过汽车或皮带运入原矿库储存，矿石可以露天储存或有顶料场存储。
原料库储存设计能力为7天。
厂房主跨30m，长90m。
1.8.2烘干回转窑工段
该工段主要设备为2台Φ4.8×42m回转干燥窑。
矿石要先经过干燥处理。
经过干燥处理的矿石水分在21％左右。
回转干燥窑工作时间占75%，热气体是以煤粉为燃料的燃烧器中产生的，船用燃料油被用作点火燃料。
燃烧器的设计应满足同时可对煤粉或气体操作，输入气体（二次空气）温度1000℃，从干燥窑输出的气体温度130℃.
1.8.3破碎和筛分车间
破碎和筛分车间内分别布置有140m3料仓、Q＝400t/h振动筛和双齿辊破碎机、Q＝400t/h板式给料机和胶带运输机。
大块物料在该车间被破碎至50mm以下。
1.8.4配料车间
该车间内布置有矿石、溶剂、原煤胶带运输机、2个矿石料仓、2个溶剂仓，2个原煤料仓、圆盘给料机和计量胶带运输机等。
料仓的支耳下均配有称重传感器，通过计量胶带运输机计量后卸入胶带运输机，完成矿石、还原剂和熔剂的混合及配料的过程。
1.8.5焙烧回转窑工段
该工段主要设备为2台Φ4.8×110m的回转窑。
配有多通道燃烧器，用以加热窑内的物料。
窑身露天配置，窑体两侧均有露天操作平台，方便回转窑的操作和检修。
焙砂从回转窑排放出来，温度为775℃～850℃，进入到焙砂缓冲仓。
缓冲仓容量为30t，相对于额定电炉给料量为62t/h，其停留时间相对较短。
中间料仓将炽热的焙砂排放到焙砂转运料罐，焙砂转运料罐位于转运车上（有轨转运车）。
转运车随后将装满的焙砂转运料罐通过一条隧道运到提升井，装满的料罐在该处等待起重机提升。
料罐排空后，起重机将空的料罐转运到提升井并下放到焙砂转运车上。
该转运车可以同时运送一个空的、一个满的两个料罐。
起重机将空的料罐放到转运车上后，该转运车在轨道上移动以使起重机将满的焙砂料罐提起。
起重机在提起满的料罐后，转运车移动到回转窑缓冲仓下，将空的料罐装满。
料罐装满后，转运车移回到提升井，又开始新的循环。
1.8.6矿热电炉熔炼车间
厂房内共设两台33MVA矿热电炉，焙砂罐由桥式起重机提升到电炉炉顶的料仓上（起重机和焙砂罐运输车采用全自动控制）自动、顺序将焙砂由回转窑下的焙砂缓冲仓加到电炉加料仓内，焙砂经加料管加到电炉内，采用气动滑板阀控制加料，加料仓设有盖板，防止热损失和烟尘损失，为了测量电炉的加料量和加料仓的焙砂量，加料仓采用称重料仓。
电炉操作采用高电压模式。
侧墙渣线部分采用铜水套冷却，提高电炉寿命，焙砂在电炉内熔化后分成渣和金属两相，焙砂中残留的碳将镍和部分铁还原成金属，形成含镍12%的镍铁。
电炉渣通过位于电炉一端的两个排渣孔中的一个排渣孔排出，每3小时放出一次，放渣温度约1550℃，炉渣通过溜槽进行水淬后，由可移动式捞渣机捞出，通过汽车运到渣场堆存。
用于水淬的水经过沉淀、冷却后，返回水淬系统循环使用。
电炉烟气通过冷却后，进入回转窑燃烧器回收利用。
1.8.7动力中心
空气压缩和净化处理系统设备布置在动力中心主厂房内，压缩空气储罐布置在室外。
空气压缩机按3台设计，两用一备，单台供气能力为56m3/min。
由于杂用压缩空气是间断使用，设置一台杂用压缩空气及仪表压缩空气储罐。
净化压缩空气的处理设备按2台设计，一用一备。
停电时设置一台0.80MPa螺杆式空气压缩机供仪表气专用，并设置一台压缩空气储罐，供停电时事故空压机投运前保证应急仪表10分钟用气。
1.8.8事故柴油发电站
为确保全厂特别重要一级负荷的供电，全厂设置一套容量为2200kW，备用功率2420kW，10KV的事故柴油发电机组，在有特别重要一级负荷的焙烧、熔炼工段配电室等分别设置了由应急柴油发电站供电的应急母线段。
应急供电系统独立于正常供电系统。
1.8.8煤气回收站
煤气回收站用于回收两台矿热炉（含有可燃气体CO）烟气，矿热炉煤气接自F=8m2电收尘器后的钟罩阀组，合格煤气通过风冷式煤气冷却器冷却到60℃以下回收并送至回转窑燃烧器使用，不合格煤气通过放散烟囱燃烧排放。
1.8.9供配电系统
全厂10kV用电设备总装机容量9038kW，工作容量8411kW，年耗电总量约为0.4703亿度。
全厂特别重要一级用电负荷设备总装机容量估算为2951kW，工作容量2056kW；最大一台特别重要一级负荷设备为250kW的矿热炉本体冷却水供水泵。
除特别重要一级负荷外，其他的全部生产性负荷为二级负荷。
1.8.10自动化仪表及计算机
本工程建成后装备水平即自动化水平与工程的总体水平相适应，选用先进的PLC控制系统，采用机电仪一体化的控制方案，配备进口或国产先进水平的检测元件及执行机构，确保仪表和控制系统工作的运转率和完好率，以实现生产过程的稳定，可靠运行。
主生产系统的烘干、配料、焙烧、熔炼等均采用集散型控制系统PLC进行集中监控，其中矿热电炉的控制系统随设备配套；其他个别较为分散的设备、机组采用设置仪表或利用设备配套的控制柜就近监控。
1.8.11电信
本工程的电信设计内容有电话通信系统、计算机网络系统、有线电视系统、工业电视监控系统、火灾自动报警系统及厂区通信线路及管网。
为满足现代化信息技术的需要，在生产区办公楼内建立一套星型拓扑结构的数据通信网，网络为100Mbps以太网，网络设备箱设在生产区办公楼电话站内。
根据相关设计规定，在各车间变电所、生产火灾危险性等级丙类及以上各生产厂房等处设置火灾自动报警系统。
1.8.12给排水
本工程根据用水设备对水质、水压、水温及供水安全性等不同要求，给水系统分为事故供水系统、生产水系统、生活供水系统、循环水供水系统、回用水供水系统五个部分。
事故供水系统主要为一旦出现全厂停电断水，将发生重大生产事故的设备用水。
正常生产时供水量为1600m3/h，事故时供水量为2008m3/h。
生产水系统主要供给生产工艺、循环水系统补充水及用水量较少的生产设备用户，供水方式为直流给水系统。
该系统最高日供水量能力为3830m3/d。
生活供水系统主要供给办公楼、化验及新建生产车间配套的生活设施用水，供水方式为直流给水系统。
该系统最高日供水量能力为100m3/d。
回用水系统水源来自全厂的生产废水，水量为1290m3/d。
生产废水排至回用水站，经沉淀处理后，由泵加压全部回用于矿热炉渣循环水。
循环水系统主要供给生产设备冷却用水，根据用水户对水质、水压及用水点的位置等不同要求，分为矿热炉循环水、回转窑循环水、矿热炉渣循环水、动力中心循环水设施共四座。
循环水量为71620m3/d。
本工程生产污水主要为矿热炉冲渣水，冲渣水总量为1290m3/d，采用重力流排至回用水站经沉淀处理后压力送至矿热炉渣循环水。
生活污水排水量为90m3/d，经一体化生活污水处理装置处理后出水水质达到排放标准，拟采用重力流就近排放；厂区雨水拟采用重力流就近排放。
1.8.14总平面及运输
（1）总平面布置
厂区主要建构筑物有原料库、辅料堆场、上料系统、破碎筛分车间、配料工段、回转窑车间、矿热炉车间、熔炼10kV配电室、事故柴油发电站、动力中心、氧气站、净水厂、矿热炉循环水及安全水塔、综合循环水、矿热炉渣循环水、回用水站、事故水池、熔炼渣堆场、烘干、焙烧熔炼产生的烟气处理、电极壳加工车间、成品打包及综合仓库、综合维修车间、耐火材料库、分析化验站、生产办公楼等组成。
（2）运输
本工程货物全部为公路运输。
（3）道路
厂内道路采用城市道路型断面形式，呈环形方格网布置，将各车间和工段分开，使厂区功能分区明确，并满足生产、管理和消防的需要。
1.8.13化验及监测中心
厂区设有中心化验站，承担进厂原料检测分析、各车间的试样制取、半成品及生产成品分析、生产过程控制分析的任务。
中心化验室和厂区的环境监测站合用一幢楼。
为节省投资，提高设备使用效率，ICP光谱仪、原子吸收分光光度计等大型精密光谱设备可与环境监测站共用。
1.8.14公用辅助设施
其它辅助设施还有原料仓库、综合仓库、耐火材料库、电极壳制作车间、成品库等等，部分车间设置更衣室、浴室、卫生间等生活设施。
1.9项目主要子项
本项目主要子项名称见表1-3
表1-3主要子项名称
序号
子项名称
序号
子项名称
1
生产办公楼
24
浇铸工段
2
原料库和上料系统
25
浇铸车间变电
3
上料系统变配电
26
浇铸工段循环水
4
烟尘处理
27
天然气调压站
5
原料破碎及筛分工段
28
事故柴油发电站
6
配料工段
29
氧气站
7
配料工段变配电
30
动力中心
8
回转窑干燥工段
9
回转窑干燥工段变配电
10
回转窑焙烧工段
31
回用水站
11
回转窑焙烧工段变配电
32
分析化验站
12
回转窑焙烧工段尾气烟囱
33
煤气回收站
13
回转窑焙烧工段烟气处理
34
成品及综合库房
14
矿热炉熔炼工段
35
全厂消防泵房
15
矿热炉炉渣处理
36
综合维修车间
16
矿热炉烟气处理
37
事故水池
17
熔炼车间10kV配电室
38
厂区总图与运输
18
熔炼车间1＃变电室
39
厂区总平面
19
熔炼车间2＃变电室
40
厂区道路
20
矿热炉循环水
41
厂区大门及围墙
21
矿热炉渣循环水
42
地磅房
22
安全水塔
43
厂区综合管网
23
综合循环水
44
电极壳制作车间
1.10环境保护
1.10.1废气排放
每台回转窑烟气量为171153Nm3/h，采用电收尘器处理后通过高60m，直径4.4m的烟囱排入大气环境，除尘效率99.9%以上，SO2、烟尘和镍及其化合物最终排放浓度分别为115mg/Nm3、80mg/Nm3、2.13mg/Nm3，满足《铜、镍、钴工业污染物排放标准》（GB25467-2010）要求（颗粒物80mg/Nm3，SO2400mg/Nm3，镍及其化合物4.3mg/Nm3）。
每台矿热电炉烟气量2957Nm3/h，经冷却收尘处理后，烟尘和镍及其化合物的浓度分别为20mg/Nm3和7
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