年产3万吨硫酸锰可行性研究报告Word文档下载推荐.docx
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在锰深加工工业中，属基础原料产品，用量大，用途广，现主要用于：
冶金化工业的电解二氧化锰、电解金属锰、化学二氧化锰的生产。
硫酸锰也在其它多种行业中使用：
加工油漆、油墨时用作催干剂；
合成脂肪酸时用作催化剂；
此外，还可用于造纸、陶瓷、印染、矿石浮选；
也用于电池、冶炼催化剂、分析试剂、媒染剂、添加剂、药用辅料等。
我国锰矿资源丰富，目前已探明的锰矿区有200多处，保有储量达6.65亿吨，但锰矿资源分布不均，主要集中在广西、湖南和贵州3省（区），仅广西就占了全国总储量的38.5%，而广西又主要集中在桂西南地区，其中仅崇左市就占了全国的22%。
桂西南大新、天等、靖西3县，保有储量达1.89亿吨，占广西总量的84.7%，被称为桂西南“锰三角”。
现在，全球锰产品的需求量十分巨大，冶金、化工、饲料、电子、建筑、通讯等领域都需要电解金属锰、电解二氧化锰、硫酸锰、高纯度碳酸锰等锰业产品的支撑，而这些产品，都是国家鼓励发展的产业。
因此,发展现代锰业拥有广阔的市场前景。
**公司硫酸普钙厂普钙车间生产装置建成于二十世纪八十年代初期，装置已经运行了二十多年，工艺落后，设备老化，生产成本高，近年一直在亏损运行。
为了改变这一困境，公司一直在寻求新的投资机会和效益好的项目，通过多方面的调查研究，决定开发普钙改建30kt/a硫酸锰项目。
本项目的开发实施，将改变普钙车间生产装置的亏损局面，不但增加了企业的活力，提高了企业的市场竞争能力，同时将增加地方财政收入，促进社会经济发展，具有较好的经济效益和社会效益。
1、编制的依据
①广西**工程咨询设计和广西**化肥有限责任公司签订的“工程项目合同书”合同号：
（HS2007－0450）。
②中国石油和化学工业协会《化工投资项目可行性研究报告编制办法》。
2、编制的指导思想和原则
①贯彻国家基本建设的方针政策，使设计做到切合实际，技术先进，经济合理，安全适用。
②采用先进可靠的生产工艺及节能技术，降低原料消耗和水、电、汽消耗，生产出成本较低的硫酸锰产品，提高产品的市场竞争力。
③充分考虑装置建设与环境保护、安全卫生“三同步”，利用先进的环保技术优势，严格控制对环境的污染，减少“三废”排放，建成优质环保工程。
④在**公司硫酸普钙厂普钙车间生产装置内进行建设，可充分利用**公司已有的公用工程、辅助工程、行政及生活福利等设施，节省占地，节约投资，降低成本。
⑤最大限度地减少投入，加快建设，早投产，早见效益，早回收投资。
1、产品市场预测。
2、确定本项目的生产规模。
3、工艺技术方案及设备的选择。
4、配套的公用工程和辅助设施的确定。
5、环境保护及节能措施。
6、投资估算和财务评价。
1.2研究结论
1、产品市场前景广阔，潜力巨大。
2、采用的生产工艺技术先进、成熟可靠，消耗指标达先进水平。
3、正常生产无废水排放，使水资源充分利用，符合工业的清洁文明生产。
4、**公司在化肥生产中，已积累了丰富的生产、管理、设备维护及维修、产品检验、市场销售等方面的经验和操作技能。
本项目完成后，人才及管理方面的优势将得到进一步的发挥。
5、本项目依托**公司现有的公用工程、辅助工程、行政及生活福利等设施，节省占地，节约投资。
6、从投资效益分析看，本项目总投资2274.77万元，全部投资财务内部收益率（所得税前）为19.32%，表明本项目实施后具有较好的经济效益和一定的抗风险能力。
本项目符合国家鼓励发展的产业政策和工业项目清洁生产的要求，无论从技术和经济上来看，都是可行的。
项目建设符合“可持续发展，促进人与自然的和谐，实现经济发展和人口、资源、环境相协调，坚持走生产发展、生态良好的文明发展道路”要求。
它的实施将具有很好的经济效益和显著的社会效益，建议有关部门予以支持，争取早日实施，以提高企业的市场竞争能力，增加企业的经济效益和发挥其社会效益。
。
表1－1主要技术经济指标表
序号
项目名称
单位
数量
备注
一
生产规模
kt/a
30
二
产品方案
硫酸锰
（MnSO4.H2O）≥98.0%
三
年操作日
天
300
四
主要原料用量
1
软锰矿（TMn≥22%）
万t/a
6
细度：
（-120目）≥98%
2
硫铁矿（S≥35%）
2.1
3
浓硫酸（折98%硫酸）
2.7
4
石灰石粉（CaCO3≥90%）
0.9
（-120目）≥95%
5
硫化钡
0.03
包装袋，25kg/袋
万套/a
120.15
五
公用动力消耗量
水
60
电
万kWh/a
90
烟煤（Q≥4500kcal/kg）
0.24
蒸汽（0.6MPa）
18
六
三废排放量
废水
t/d
处理后回用
废渣
7.92
干基
（1）
矿渣
7.8
（2）
煤渣
0.12
废气
Nm3/h
61000
热风炉烟气
11000
干燥机尾气
50000
七
装置定员
人
141
八
运输量
20.19
运入量
9.27
运出量
10.92
九
装置占地面积
㎡
17493
十
建筑面积
7355.2
不包括闲置厂房
十一
工程项目总投资
万元
2274.77
固定资产投资
2061.24
铺底流动资金
213.53
十二
年销售收入
9480
十三
年总成本费用
8729.56
十四
年净利润
437.01
十五
财务评价指标
投资利润率
％
15.63
投资利税率
26.77
自有资金税后财务内部收益率
13.57
投资回收期（税后）
年
7.75
含建设期
投资回收期（税前）
6.16
全部投资内部收益率
19.32
所得税前
7
所得税后
8
全部投资净现值
2020.36
9
955.27
10
人均劳动生产率
万元/人
67.23
11
单位生产能力投资
元/t
758.26
2、市场预测分析
2.1市场预测分析
本项目的产品主要是工业级硫酸锰和饲料级硫酸锰，其质量标准执行化工行业标准，质量指标见表2-1、表2-2。
表2-1工业级硫酸锰化工行业标准（HG/T2962－1999）
指标项目
指标
硫酸锰（MnSO4.H2O）%≥
98
（以锰计Mn）%≥
31.8
铁（Fe）%≤
0.004
氯化物（CL）%≤
0.005
水不溶物%≤
0.05
PH
5.0～6.5
表2-2饲料级硫酸锰化工行业标准（HG2936-1999）
98.0
锰（Mn）%≤
砷（As）%≤
0.0005
重金属（以Pb计）%≤
0.0010
细度（通过250um试验筛）%≥
95
硫酸锰是重要的基础锰盐，广泛应用于工业、农业及畜牧业。
在工业上，硫酸锰可作为其他锰产品的生产原料，如生产电解金属锰、电解二氧化锰、高纯碳酸锰、四氧化三锰、硝酸锰、氯化锰等。
在农业上，锰是重要的微量元素之一，促进生长，增加产量。
在畜牧和饲料业中，加适当硫酸锰于饲料中，能使牲畜发育良好，加快生长，一些发达国家主要用于农业上作微量元素肥料和饲料。
随着科学技术的发展，人们对硫酸锰产品的认识和利用愈发广阔和深入，质量需求也越来越高，需求量愈来愈大。
从国内市场来看，由于钢铁及电池工业及饲料业的需求日益增加，对锰金属及硫酸锰产品需求量逐年上升。
我国是一个农业大国，在农业上硫酸锰产品市场需求潜力很大，饲料行业，2007年年需求量约10万吨。
用于高效低毒农药制造中所需的硫酸锰产品2007年年需求量约3.5-4万吨。
电解金属锰的需求量呈稳步增长增态势，2002年国内需求量已超过8万吨，约需硫酸锰原料25万吨。
电解金属锰2007年年需求量约10万吨，约需硫酸锰原料31万吨。
电解二氧化锰行业2001年国内需求量为8万吨，约需硫酸锰原料15.5万吨。
电解二氧化锰2007年年需求量约10万吨，约需硫酸锰原料20万吨。
从近几年外贸市场看，我国的硫酸锰因质量价格适宜而倍受国外用户的欢迎。
全世界硫酸锰年需求量约30万吨，我国生产的硫酸锰在国际市场上一直处于畅销地位，预计今年的出口量将达12万吨以上。
市场调研表明，近10年内硫酸锰市场供不应求。
目前各地竞相上马锰产品系列生产线,硫酸锰原料市场前景广阔。
2.2产品销售价格预测分析
近几年，硫酸锰销售价格在2200元／吨~3500元／吨之间波动，总的趋势是稳中有升。
根据广西市场情况，本项目主产品饲料级硫酸锰销售价定为3160元／吨。
3、生产规模和产品方案
3.1生产规模
根据项目所采用的工艺技术水平、原材料供应能力和产品市场分析与预测及**公司的实际情况，经调研、论证，确定本项目的生产规模为：
30kt/a硫酸锰（MnSO4.H2O）。
年操作天数：
300天。
3.2产品方案
本项目主产品为硫酸锰（MnSO4.H2O），其质量指标符合工业级硫酸锰和饲料级硫酸锰化工行业标准要求。
3.3项目建设的主要内容
本项目在**公司硫酸普钙厂普钙车间内建设，尽量利用普钙车间原有的建构筑物，依托**公司原有的公用工程、生活福利等设施，建设的主要内容包括主要生产装置及配套的生产辅助工程、公用工程等设施。
1、主要生产装置球磨厂房、料浆泵房、浸出、净化厂房、过滤厂房、干燥、包装厂房、浓缩、结晶厂房等。
2、与上述生产装置配套的生产辅助工程、公用工程等设施原料仓库、成品仓库、维修间、车间办公室、厂区给排水、消防系统、总图等。
4、工艺技术方案
**公司现在拟利用原有12万t/a普钙生产车间场地和厂房，改建30kt/a硫酸锰生产线。
软锰矿和硫铁矿的粉碎利用原普钙生产磷矿石粉碎系统，并在硫酸锰生产过程中能使用本厂硫酸，加热蒸汽全部利用硫酸的副产蒸汽，并部分消化硫酸车间的含硫酸废水。
所以，**公司改建30kt/a硫酸锰生产线具有投资省、生产成本较低的优点，并具有环保效益。
利用软锰矿生产硫酸锰，生产工艺主要包括软锰矿浸出、中和、过滤分离、除杂、浓缩结晶、离心分离、干燥等工序。
工艺的不同之处主要是在软锰矿浸出、过滤分离、浓缩结晶、干燥这些工序，下面作简单介绍。
4.1浸出工艺技术方案的确定
当前软锰矿浸出生产工艺技术发展概况
软锰矿浸出工艺很多，根据其流程的不同，可以分为二大类：
一是软锰矿预还原浸出法；
二是软锰矿直接酸浸法。
软锰矿预还原浸出法中使用最多的是煤还原焙烧—硫酸浸出法，而软锰矿直接酸浸法中两矿浸出法较为常用。
1．煤还原焙烧——硫酸浸出法
煤还原焙烧-硫酸浸出工艺已有半个多世纪的历史，是传统而实用的工艺。
此法将软锰矿与煤粉以100：
20（质量比值）的配料比混合，在焙烧炉中于800℃进行还原焙烧，生成氧化锰。
于隔绝空气条件下冷却至室温，在15～20%稀硫酸中进行酸解，用二氧化锰作氧化剂使Fe2＋转化Fe3＋，控制pH≤5.2，经压滤，以除去Fe3＋、铝和其它酸不溶物，再静置沉降进一步去除钙杂质。
硫酸锰精滤液经蒸发、浓缩、结晶、离心分离、热风干燥，制得硫酸锰成品。
此方法技术成熟，硫酸锰的质量好。
但它产生的SO2、粉尘严重污染环境，操作条件差。
且需高温焙烧，热能耗高。
2．两矿焙烧法
将软锰矿和硫铁矿干燥后分别经粉碎，然后配料混合，在500～600℃下焙烧0.5～1小时，熟料用稀硫酸锰溶液浸出，分离湿渣后进行精滤，再经蒸发、浓缩、离心分离，湿料经干燥、粉碎，制得硫酸锰产品。
该方法不需使用硫酸，能同时实现两矿的有效利用。
但该方法在生产过程中同样也会产生SO2和粉尘，污染环境。
3．湿法还原浸出工艺
将软锰矿、硫酸和一定量的还原剂混合反应，在一定温度下用水浸取，过滤湿渣后浓缩结晶获得硫酸锰。
由于该工艺避免了高温焙烧工序，不会产生含SO2废气，且为一步法浸出，简化了工艺，因此，该方法是用软锰矿制备硫酸锰的发展方向。
（1）两矿湿法
将软锰矿、硫铁矿和硫酸按一定配比混合，在一定温度下反应生成硫酸锰。
其主要反应方程式为：
15MnO2+2FeS2+14H2SO4→15MnSO4+Fe2（SO4）3+14H2O
其工艺流程示意图见图4-1：
图4-1两矿湿法工艺流程示意图
该方法目前逐渐被我国硫酸锰厂家采用，优点在于省掉了高温还原焙烧工序，改善了操作环境，降低了原料消耗，而且硫铁矿的价格较为低廉。
浸取、中和除铁铝都是在同一反应槽中一次完成，固液分离容易。
能使用低品位软锰矿为原料，克服了软锰矿传统法生产中对原料要求高、能耗高、劳动强度大、成本高、环境差等缺点。
节约了能源，降低了成本。
是一种值得推广应用的硫酸锰生产新工艺。
缺点是渣量较大，过滤损失的锰较多，影响锰的收率；
而且硫铁矿会带入一些杂质，除杂要求较高。
（2）二氧化硫法
我国SO2排放量不断增加，已成为世界SO2排放大国。
最近使用SO2气体制备硫酸锰的方法开始被关注。
SO2易溶于水，其水合产物为亚硫酸。
利用亚硫酸的还原性和二氧化锰的氧化性而设计的反应体系，用软锰矿的浆液在吸收器内吸收烟道气中SO2并生成连二硫酸锰和硫酸锰。
近年来，软锰矿浆烟气脱硫并副产硫酸锰技术在我国逐渐引起了重视。
但该法生成连二硫酸锰副产物，会影响硫酸锰的质量。
（3）有机还原剂浸出工艺
日本的精工化学株式会社赤羽工厂使用苯胺作还原剂，并在室温下直接浸出二氧化锰矿物，该工艺已经实现了工业化生产硫酸锰。
使用有机还原剂具有反应条件温和，锰的浸出率高等优点，且带入无机杂质较少，制得的硫酸锰纯度较高。
但与无机还原剂相比，有机还原剂的价格昂贵。
文献中还发现使用硫酸亚铁、过氧化氢、醇类、酚类及芳胺类、草酸、纤维素等作还原剂的实验报道，但实现工业化生产的不多。
软锰矿浸出生产工艺技术方案的选择
综上所述，由于传统的生产工艺存在着能耗高、操作条件差、环境污染较严重等问题。
而两矿湿法目前逐渐被我国硫酸锰厂家采用，工艺成熟。
其优点在于省掉了高温还原焙烧工序，改善了操作环境，降低了原料消耗，能利用低品位软锰矿为原料，克服了软锰矿传统法生产中对原料要求高的缺点，节约能源，生产成本低。
结合**公司实际情况，确定本项目生产工艺采用两矿湿法浸出工艺技术方案。
4.2过滤分离工艺技术方案的确定
1．板框压滤机
板框压滤机是一种在压力下间歇操作的过滤设备，它使用于过滤粘度大、颗粒小、有可压缩性的各类物料，并适用于如下的工艺过程：
液体的澄清，分离难于过滤的低浓度悬浮液或胶体悬浮液，分离液相粘度高或接近饱和状态的悬浮液，或产量小、分批生产的料浆。
程控自动压滤机是由厢式滤板排列或厢式隔膜板+厢式侧板排列，相邻两块滤板构成滤室，在输料泵的压力作用下，将料浆输进滤室，通过过滤介质，将固体和液体分离再将滤饼榨干的设备，广泛用于化工、石油、制药等。
与板框压滤机相比，程控自动压滤机的处理能力可大幅提高。
2．真空吸滤机
真空吸滤机主要由转鼓体、传动装置、洗涤装置、气液分离罐和真空泵等部分组成。
与其它的过滤设备相比，具有工作连续平稳，脱水效果好，产量大，动力小，无噪音，维修简便，易清洗等特点，但不适用于高粘性物料的处理。
3．上悬式离心机
上悬式离心机是一种间歇操作的立式离心机。
操作循环包括加料、分离、洗涤、再次分离、卸料、冲洗滤网等工序。
其中加料和卸料均在低速下进行。
刮刀卸料和重力卸料上悬式离心机采用程序控制，可按预定的操作循环自动操作。
具有滤饼含水量低、节能、操作平稳、噪音低、工作平稳、性能可靠等优点。
适用于分离中等颗粒（0.1～1.0mm）和细颗粒（0.01～0.1mm）固相的悬浮液，如砂糖、味精、葡萄糖、盐类以及聚氯乙烯树脂等，因而广泛用于化工、制糖、轻工等工业部门。
4．三足离心机
适用于物料与上悬式离心机相同，同样具有结构简单、生产效率高等优点，但卸料没有上悬式离心机方便。
5．LXD型自动连续卸料离心机
LXD型自动连续卸料离心机，属于滤网导流立式离心卸料离心机，整机全自动连续运行，全密闭设计，适合化肥生产碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵等结晶颗粒状物料或油冷造粒复合肥脱油使用。
根据上述几种过滤分离设备的特点及适用性，本项目浸出液与浸渣的分离拟采用程控自动压滤机，硫酸锰结晶与母液的分离采用LXD型自动连续卸料离心机。
4.3浓缩结晶工艺技术方案的确定
目前硫酸锰浓缩结晶工艺的区别主要是单效蒸发和多效蒸发。
单效蒸发具有工艺简单，操作方便的特点，而多效蒸发能提高热能的利用率，但工艺复杂，操作难度大。
考虑到本项目的加热蒸汽来自其它车间的副产蒸汽，价格底廉，故拟采用单效蒸发工艺。
4.4干燥工艺技术方案的确定
1．气流干燥
气流干燥机的工作原理是将湿物料干燥分为两步完成。
原料先由二级干燥使用过的高温低湿的尾气和补充热气的混合气体进行一级正压干燥，使用后的高湿低温尾气排出机外，干燥后的半成品由新鲜的热空气进行二级负压干燥，干燥后的成品计量包装，从而完成良好的循环干燥过程。
补充的热风可根据需要随意调节，因而机器适用性广。
气流干燥主要适用于初始状态具有一定流动性，初水分较低的粉体物料的干燥。
设备操作简单，干燥时间短，处理量大，工作环境整洁。
2．振动流化床干燥
振动流化床干燥机采用全封闭式结构，物料在床层内处于流化状态，床层温度分布均匀，无局部过热现象，无死角现象。
可连续作业，热效率高。
密封性较好，能有效地防止物料与外界的交叉污染，环境清洁。
考虑到本项目的硫酸锰处理量较大，故拟采用气流干燥工艺。
4.5硫酸锰生产工艺技术方案的选择
本项目生产工艺技术方案按以下原则进行选择。
1、工艺技术先进、成熟、可靠，并且在国内外具有一定规模的工业化生产装置的运转经验。
2、工艺流程合理、设备选型先进、自动控制系统先进实用。
3、物耗少、能耗低。
4、工艺操作方便，运转率高，产品质量好。
5、消除污染，生产过程中的三废排放符合环保规定。
6、投资省、建设周期短，生产成本低，经济效益好。
综合上述分析，从技术、经济两方面考虑，结合**公司实际情况，确定本项目拟采用两矿湿法浸出工艺，浸出液与浸渣的分离采用程控自动压滤机，单效蒸发浓缩结晶，自动连续卸料离心机分离硫酸锰结晶与母液，气流干燥硫酸锰结晶的工艺技术方案。
4.6硫酸锰生产工艺流程简述
硫酸锰生产工艺流程图见附图（GH2007042-B-A1）。
软锰矿和硫铁矿分别经抓斗吊车送至料斗，经圆盘给料机按一定配料比由皮带机送入湿式球磨机，将两种矿物粉碎到-120目。
球磨机用水来自过滤洗渣水。
球磨机流出矿浆经磨机振动筛进入料浆池。
用料浆泵把料浆送至反应槽，按一定配比从酸计量槽加入浓硫酸或硫酸车间来的稀硫酸及母液、返料等，通入蒸汽加热料液致温度95℃，搅拌反应3～5小时得到反应浸出液；
反应浸出液用石灰石粉中和。
反应结束后料液用反应液泵送至程控自动压滤机分离浸出液与滤渣。
浸出液送至净化除杂反应槽，加入硫化钡除重金属，使重金属离子生成硫化物沉淀除去。
反应结束后把净化液排到静置池中。
滤渣经水洗后排放，洗渣水送至洗渣水池。
净化液在静置池中静置20小时后，用泵把净化液送至程控自动压滤机过滤，得到精制的硫酸锰溶液，经送至精滤液池中，用浓硫酸调节溶液的pH值。
用泵把精制的硫酸锰溶液送至蒸发结晶罐浓缩结晶，待罐内物料液固比为1：
1时卸出到自动连续卸料离心机
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