综合利用天然水镁石粉矿废物生产天然Mg(oH)2无机阻燃剂项目可行性研究报告

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1、综合利用天然水镁石粉矿废物生产天然Mg(OH)2无机阻燃剂项目可行性研究报告联 系 人： 黄亮 联系电话： 0412-3606952海城精华矿产有限公司综合利用天然水镁石粉矿废物生产天然Mg(oH)2无机阻燃剂项目可行性研究报告技术咨询单位鞍山焦化耐火材料设计研究总院环境工程设计研究院二七年九月目录1 总论11.1项目名称11.2项目产品11.3产品用途11.4项目承担单位概况11.5可行性研究报告编写单位及技术负责人21.6可行性研究报告编制依据21.7可行性研究报告的概况、结论和建议22 项目建设的背景及必要性72.1项目建设的背景及必要性72.2项目建设的有利条件113 设计规模和产品方

2、案123.1设计规模123.2产品方案123.3产品质量124 市场预测144.1市场分析及需求量144.2 产品销售方向及售价155 原材料及燃料165.1原料及燃料的来源165.2原料质量指标166 厂址及建厂条件176.1厂址176.2厂区气象条件177 工艺技术和设备187.1工艺方案及设备187.2设计基础数据257.3车间组成258 公用及辅助设施278.1总图运输278.2偶联剂供应288.3给水排水288.4热力介质及供应288.5电气298.6仪表与自动化308.7通风与除尘308.8建筑与结构319环境保护339.1编制依据及采用的环境保护标准339.2环境状况339.3工

3、程概述349.4主要污染源、污染物及控制措施359.5绿化379.6环境管理机构及环境监测机构379.7环境保护投资估算379.8工程投产后的环保预期效果3810劳动安全卫生3910.1设计依据及采用的标准3910.2工程的主要危害因素分析及其防范措施4010.3安全卫生机构4410.4安全卫生措施的效果预测及评价4411消防4611.1设计依据及采用的规程、规范4611.2工程的火灾危险性分析4611.3总图4611.4建筑与结构4711.5消防给水4711.6电气4811.7建议4812节能5012.1编制依据5012.2能耗分析5012.3节能措施5113劳动定员5214投资估算5314

4、.1编制说明5314.2工程投资5314.3资金来源5415财务计算及评价5515.1计算条件5515.2计算结果5715.3不确定分析5815.4财务评价结论5916项目实施计划6017附表及附件6117.1 财务附表6117.2产品鉴定证书等611 总论1.1项目名称综合利用天然水镁石粉矿固体废物生产天然氢氧化镁无机阻燃剂项目1.2项目产品产品名称：天然氢氧化镁无机阻燃剂1.3产品用途用于建筑装饰、电线电缆及合成材料等领域1.4项目承担单位概况海城精华矿产有限公司是由海城市精华微粉厂与台湾益泰安实业有限公司共同投资兴办的具有法人资格的合资企业。注册资金169万元，其中海城精华微粉厂投入 8

5、6万元，占投资比例的 51，台湾益泰安实业有限公司投入 83万元，占投资比例的 49。公司于2000年通过了ISO9002国际质量体系认证。海城精华矿产有限公司成立于1997年，地处于辽宁省海城市铁西经济开发区，是省级高新技术企业，省级科技创新示范企业，省级非金属矿深加工工程技术研究中心。是致力于新材料（菱镁、滑石深加工）高新技术产品的研究、开发、生产和经营业务的科技型企业。在资源日益紧张的今天，公司本着坚持走科工贸相结合、资源节约的道路，以深加工技术研发为核心，力争带动本地区经济的快速增长，拉动区域产业发展，充分发挥我市矿资源储量优势，做强做大支柱产业，加速区域经济发展，填补我省、市高科技矿

6、产品化工产业的空白，并且在我省、市现有滑石、菱镁石产业的基础上进一步提高滑石、菱镁制品的科技含量和科技附加值，转变传统能源消耗型生产加工模式，辐射周边并可带动其他上下游企业延伸产业链条。企业现有员工120人，具有本科以上学历的科技、管理人员占总数的40；从事高新技术产品研究开发的人员占总数的18。其中具有教授和高级工程师的5人，博士4人，硕士4人，聘请海外研发团队国外专家4人。其中研究人员具有多年相关领域的研究成果，专家都是本行业中技术学科带头人。公司主导产品有超细目活化滑石粉系列产品及天然氢氧化镁无卤阻燃剂、化工填充剂、无载体功能性母粒。广泛的应用在造纸、塑料、橡胶、油漆、陶瓷、食品、医药、

7、化妆及化工等诸多领域。具有品位高、白度高、电绝缘、热绝缘和吸性强、耐酸碱性好等特点，广泛的应用在造纸、塑料、橡胶、油漆、陶瓷、食品、医药、化妆及化工等诸多领域。滑石粉年生产5万吨，其中微细粉1万吨。公司矿山占地面积150万平方米，年产滑石3万吨。公司先后在沿海等地成立7个办事处，形成较系统的销售网络。公司有进出口经营权，95的产品出口到东南亚、欧洲、海湾等国家和地区。1.5可行性研究报告编写单位及技术负责人编写单位：鞍山焦耐设计研究总院环境工程设计研究院技术负责人：李鑫1.6可行性研究报告编制依据1.6.1天然氢氧化镁无机阻燃剂研制报告1.6.2可行性研究报告编制委托书1.6.3 产品有关技术

8、资料1.7可行性研究报告的概况、结论和建议1.7.1概况1.7.1.1建设规模根据市场需求，建设规模确定为年产天然氢氧化镁无机阻燃剂2.0万吨；年处理天然水镁石粉矿废物2.2万吨。1.7.1.2 厂址天然氢氧化镁无机阻燃剂生产项目建设在海城精华矿产有限公司厂内，部分厂房和设备利用海城精华矿产有限公司现有厂房和设备，并充分利用公司现有的供水、供电、供汽（气）等条件。1.7.1.3 原料来源及产品销售原料：本项目用原料为天然水镁石，由海城精华矿产有限公司有限公司按一定规格供应。年需用量： 天然水镁石：2.2万吨/a，粒度10mm偶联剂： 450万吨/a产品天然氢氧化镁无机阻燃剂，由海城精华矿产有限

9、公司销售部统一销售。1.7.1.4 工艺方案根据天然氢氧化镁无机阻燃剂特性，确定其生产工艺流程为：超细粉体制备（包括风动输送、原料干冷、粉碎、分级及超细粉体收集）及粉体表面改性（包括复合偶联及超声波雾化、高速打散、涡轮超细分级）。 1.7.1.5 投资估算本项目总投资6785.85万元，其中：固定资产投资6600万元，建设期利息86.40万元，铺底流动资金99.45万元。1.7.1.6资金来源a. 固定资产投资资金来源本项目固定资产投资中企业自有资金为3600万元，约占54.55%， 其余45.45%从银行借款，借款年利率为5.76%。b. 流动资金来源本工程所需流动资金为331.52万元，其

10、中99.45万元为企业自有资金，占30%，其余从银行借款，借款年利率为5.58%。1.7.1.7技术经济指标见下表1-1技 术 经 济 指 标 表 表1-1序号指 标 名 称单 位指标备注A产品产量1天然氢氧化镁无机阻燃剂t/a20000 B原材料消耗量1天然水镁石粉矿t/a220002偶联剂t/a450C动力消耗1生活用水m3/h6生活用水m3/d11.552电装机总容量kW2700 有功功率kW2035 年耗电量103kWh/a161193采暖用蒸汽t/h2t/a6816142天/a4压缩空气103m3/a23760D投资1固定资产投资万元6600.002建设期利息万元86.403流动资金

11、万元331.52E财务预测指标1销售收入万元/a7440.03达产年2原材料费用万元/a1989.00达产年3动力费用万元/a1598.14达产年4销售税金及附加万元/a615.80达产年5总成本费用万元/a4516.88平均年值6利润总额万元/a2216.35平均年值7所得税万元/a731.40平均年值8税后利润万元/a1484.96平均年值9全投资内部收益率(税前)36.3910全投资内部收益率(税后)26.6811全投资回收期(税前)年3.8312全投资回收期(税后)年4.7213净现值(ic=11，税前)万元1084414净现值(ic=11，税后)万元630015投资利润率31.581

12、6投资利税率40.24F其他指标1职工定员人94其中:生产人员人86管理及服务人员人82工程用地面积m2300001.7.2 结论（1）天然氢氧化镁无机阻燃剂是一种环保新产品，用其生产的材料燃烧时毒气产生量极少，保护了环境，大大减少材料燃烧导致人中毒事件的发生。（2）采用超细粉体制备（包括风动输送、原料干冷、粉碎、分级及超细粉体收集）及粉体表面改性（包括复合偶联及超声波雾化、高速打散、涡轮超细分级）生产天然氢氧化镁无机阻燃剂工艺技术成熟可靠。（3）利用天然水镁石粉矿废物生产环境友好型天然氢氧化镁无机阻燃剂产品，是矿山资源化再利用项目，符合国家循环经济发展战略；同时减少了天然水镁石粉矿废物（0-

13、5mm）随处堆放刮风时引起的粉尘二次污染，亦是一个环境保护项目。（4）天然水镁石通常用来做耐火材料，如轻烧粉等，耐火材料价格低廉，经济效益差；天然氢氧化镁无机阻燃剂是高科技产品，价格高，是轻烧粉价格4倍多，附加值高，经济效益好。 （5）利用天然水镁石粉矿固体废物生产环境友好型天然氢氧化镁无机阻燃剂 ，实际上是“变害为利”“变废为宝”，即生产出经济效益好的天然氢氧化镁无机阻燃剂，亦可以节省矿山资源。 （6）建设规模为年生产天然氢氧化镁无机阻燃剂2万吨，经济效益好，经济上可行。综上所述，本工程项目不仅进是一个环境保护项目，亦是一个废物资源化再利用工程，同时还生产出高新产品，具有较好的经济效益，是一

14、项循环经济工程，应尽快实施。1.7.3存在问题和建议应对天然水镁石粉矿废物产量和成分进一步调查落实，为初步设计和施工设计提供可靠的设计数据。2 项目建设的背景及必要性2.1项目建设的背景及必要性 2.1.1项目产品符合当今世界阻燃剂发展方向阻燃剂是能使聚合物不易着火和着火后使其燃烧变慢的一种助剂。卤素阻燃剂以其阻燃效果好、不影响材料物化性能而得到广泛应用。加入卤素阻燃剂的聚合物在燃烧时发烟量大、易放出腐蚀性气体(如、等)和有害性气体,易造成二次危害。当今环保要求越来越高，含卤有机阻燃剂已经正被限制使用，欧共体国家的环保组织已经发表禁止含卤阻燃剂进入欧洲市场的法令。国内安全防火法令也逐步建立。含

15、卤有机阻燃剂也将受到限制，给无机阻燃剂的发展创造了很大的空间。生产优良的天然无机阻燃剂是绿色环保的迫切要求。 本项目生产的氢氧化镁阻燃剂是一种高科技的环保无机阻燃剂产品，不含卤素。它在应用时是依靠化学分解吸热以及释放出水而起到阻燃作用的，具有无毒性、不腐蚀加工机械、分解后生成的氧化镁化学性质稳定的特点，不产生二次危害，是发展最快的、环保型的阻燃剂。氢氧化镁阻燃剂促进聚合物碳化作用，是有机阻燃剂的换代产品，与氢氧化铝相比，氢氧化镁的分解温度高一些(氢氧化铝为220左右,而氢氧化镁则在350400)，更适合某些聚合物的加工要求，还有促进聚合物碳化的作用，近年来氢氧化镁阻燃剂应用领域在不断扩大。 氢

16、氧化镁阻燃剂由天然矿物水镁石经超细粉碎到所需粒度后、再经表面改性制得，在合成材料中除具有阻燃效果外，还要有抑制发烟和氯化氢生成的作用，并且赋予材料无毒性，无腐蚀性。由于热分解温度高，可以使添加氢氧化镁的合成材料能承受很高的加工温度，利于加快挤塑速度，缩短模塑时间，有助于提高阻燃效率。氢氧化镁粒径细，对设备磨损小，利于延长加工设备使用寿命，同时原料易得，生产成本低，可广泛用于聚丙烯，聚乙烯，聚氯乙烯，高抗冲聚苯乙烯和ABS等领域。它是有机阻燃剂的换代产品，是国内外阻燃剂技术的发展方向之一。2.1.2利用天然水镁石粉矿固体废物作为生产氢氧化镁阻燃剂 ,不仅是矿山废物的资源化综合利用项目，而且是一个

17、循环经济工程。2.1.2.1粉矿产生来源粉矿指矿物的开采、选矿、生产过程中产生的各种粒度小于5mm的废石和尾矿粉渣。由于开采出的非金属矿石通常有品位非常纯的优矿和由有需求的主矿种与伴生围岩共同构成的次矿，因而为获得品位高的纯的矿石而直接采集优质纯矿，及大块有伴生围岩共同构成的次矿，并且对主矿种与伴生围岩共同构成的次矿，需将伴生围岩剥落后从而获得优质原料主矿。这样对有伴生围岩共同构成的次矿粒度较小多弃之不采。此外，为获得较为纯净，高品位的矿石，必须进行选矿，也由此产生了粉矿。由于我国其他地区多数水镁石的矿石品位不是很高，多数呈多组分共伴生，矿物嵌布粒度细，再加上选矿、制备技术不高，设备自动化水平

18、低以及管理水平落后等因素，流程普遍存在有用矿物回收利用水平低的现象。目前，我国矿产资源总回收率只有30%左右，以采选回收率计，非金属矿只有2060%，造成大量资源损失于废粉矿中。2.1.2.2粉矿未被有效利用原因及其造成后果从历史背景角度分析，我国是水镁石资源大国，主要集中在青海、四川、陕西、吉林、河南及辽宁，其中以辽宁风城和宽甸地区储量大品位高。长期以来，水镁石原料主要用于制做镁质耐火材料产品，如轻烧镁粉、重烧镁砂等，由于综合利用技术水平低，企业只针对水镁石矿石中的纯高品位矿种进行单一开采的情况比较普遍，浪费了大量的宝贵资源。企业在将主要水镁石原料开采、手选之后，在废弃的废矿粉渣中，还含有丰

19、富的高含量水镁石。同时在生产过程中排放出来的废渣、生产过程产生的粉矿中仍有大量可再利用的生产价值，但是由于我省水镁石资源在世界占有绝对优势“镁都”，一些企业自恃拥有绝对资源优势，资源重视观念不够等原因，极度开采大块高纯度矿石，忽略这类资源，弃置情况比较普遍。众多非规范的小企业把这些水镁石粉矿当做工业废弃物就地弃置，大量的粉矿堆积在山涧之中。从技术角度分析，从水镁石化粉矿废料理学性能上看，其MgO 65.0%，粒度5mm，由于其粒度较小，平均粒径并不均匀，同时粒径太小则因其表面积增大，吸油量大，分散困难反而使加工性不好。需要对其进行生产过程粒径控制技术的开发，以及产品的质量检测技术的严格管控。另

20、一方面正常产品需要水镁石矿原料Mg(OH)2含量95%，以弥补技术处理的不足，但由于粉矿大部分纯度Mg(OH)2含量15.04 市场预测4.1市场分析及需求量氢氧化镁作为阻燃填充材料，在日本、美国已经有10余年的历史，由于这些国家环保方面法规的压力，含卤有机阻燃剂的用量在逐年下降，美国和日本含卤有机阻燃剂的用量分别占8、5.4，无机阻燃剂占60，而我国含卤有机阻燃剂的用量达69。随着我国国民经济实力的提高、技术的进步以及人们环保意识的加强，我国的橡塑制品相关行业的安全阻燃法规的逐渐出台，无机阻燃产品的市场前景将十分广阔。本项目产品主要用于电线电缆材料（如PVC、XLPE、EVA、EPDM）、各

21、类不饱合聚合材料（PE、PP）及三元乙丙橡胶及各建筑、装饰材料等行业。无机阻燃剂的市场中，氢氧化铝开发早于氢氧化镁，二者都是当前公认的具有阻燃、抑烟、填充三大功能于一身的阻燃剂，在同一填充量下，氢氧化镁阻燃剂好于氢氧化铝。氢氧化铝材料需要合成制取，成本高；我国有丰富的天然水镁石资源优势，天然水镁石直接加工的产品与合成产品使用性能上相同，但价格低廉，这使得应用厂家容易接受，因此说，天然氢氧化镁作为无机阻燃剂有较大发展空间。欧美及日本市场Mg(OH)2阻燃剂需用量和发展速度见下表4-1表4-1欧美及日本市场Mg(OH)2阻燃剂需用量和发展速度地区无机阻燃剂占阻燃剂的百分比（）Mg(OH)2年用量（

22、万吨）预计增长速度（）美国601012西欧5088日本6467欧美及日本市场Mg(OH)2阻燃剂年需用总量为24万吨，如以平均年9%速度增长，到2010年需求量将达到594万吨，国际市场空间非常大。目前，中国无机阻燃剂仅占阻燃剂用量的17，与发达国家相比还存在相当大的差距。随着我国高分子材料工业快速发展、阻燃法律的不断健全和完善和环保政策的出台，无毒抑烟型的环保无机阻燃剂阻燃材料需求量将会随之大幅度增加。因此，国内市场容量也非常大。 4.2 产品销售方向及售价 天然氢氧化镁无机阻燃剂主要销往美国、欧盟及日本等发达国家，根据目前市场销售实际情况，销售价确定为3720元/吨。 5 原材料及燃料5.

23、1原料及燃料的来源1）原料为天然水镁石开采过程中产生的0-5mm的粉矿废物，粉矿废物全部来源于周边辽阳、宽甸及凤城等水镁石矿山，由海城精华矿产有限公司采购。 目前，辽阳、宽甸及风城等水镁石矿山现存的天然水镁石 0-5mm的粉矿固体废物有10万吨以上，因此，本项目的原料来源是非常丰富的。 2）添加剂为偶联剂， 年耗量为450吨，由海城精华矿产有限公司供销部门外购。5.2原料质量指标1） 水镁石粉矿废物粒度及化学成份见下表5-1表5-1粒度及化学成份 项目MgO %SiO %Fe2O3%NaOK20%AL2O3%烧碱%粒度mm 数值65.501.00.500.120.50约3552） 偶联剂指标见

24、下表5-2表5-2偶联剂指标 项目 碘值mg/100g皂化值mg/ g酸值mg/ g色度凝固点 水分%无机酸%指标 0.39 210.9 210.2 74 86.2 0.05 00016 厂址及建厂条件6.1厂址项目厂址选择在辽宁海城精华矿产有限公司现有生产厂内，不用重新征用土地；并利用现有附属设施，如锅炉房、空压机、变电所等；同时亦利用了现有的给排水及交通运输等设施。项目建设用地为30000m2 ，现有的厂区完全可满足项目建设要求。6.2厂区气象条件大气压力冬季102.23kPa夏季100.22kPa冬季室外平均风速3.4m/s夏季室外平均风速3.1m/s年最热月平均最高温度29.2年最冷月

25、平均最低温度-17.8 7 工艺技术和设备7.1工艺方案及设备项目生产工艺分两部分，即水镁石粉矿废物超细粉体细磨工艺和氢氧化镁超细粉体表面改性工艺两部分。7.1.1 水镁石粉矿废物超细粉体细磨工艺及设备水镁石粉矿废物粒度为小于5mm,环境友好型天然氢氧化镁无机阻燃剂细度要求小于10m，细磨工艺设备是生产天然氢氧化镁无机阻燃剂产品的关键。目前，矿物细磨设备主要雷蒙粉碎机、球磨机、风动磨机，这些设备生产的产品粒度可达10m以下，细度达到了天然氢氧化镁无机阻燃剂小于10m的要求，但生产率极低，能耗很高。特别是物料粉碎时产生大量的热，易导致 水镁石结构水析出，使水镁石变质，影响了产品质量。针对水镁石含

26、高结构水的特点，海城精华矿产有限公司分别利用圆盘式、循环式、对撞式气流粉碎机进行粉碎工业试验，确定了粉碎机形式和最佳操作工艺条件，开发了水镁石干冷粉碎工艺及装置。冷干气流粉碎技术，采用强风冷却和夹套冷却方式，保证水镁石中结构水不散失，并充分利用气流粉碎的物料自磨原理，保证产品的洁净。该技术已通过了辽宁省科技局的技术鉴定，获辽宁省科技进步三等奖和国家专利。本报告采用冷干气流粉碎工艺为物料超细粉体细磨工艺。冷干气流粉碎工艺系统由空压机、冷干机、粉碎机、高速分级机、旋风及布袋收集装置和排风机等设备组成。冷干气流粉碎技术工艺流程图如下图7-1冷干气流粉碎技术工艺过程简述：参见图7-1，来自原料库的小于

27、5mm 、MgO含量大于65%的天然水镁石粉矿固体废料，皮带机送到冷干气流粉碎装置的加料斗（4），固体废料由螺旋加料机送入粉碎机（6）中粉碎，物料被粉碎到需要的颗粒度后（30m），悬浮速度降低，被送入的干冷压缩空气（温度10）吹到气流分级机（5）中分级，在分级机（5）的叶片高速旋转下（500-2300转/分）, 10m的物料可穿过高速旋转叶片进入成品收集系统；10m的物料由于上升速度小，被高速旋转叶片所阻挡，落回到粉碎机（6）中再次被粉碎，直到粒度小于10m穿过高速旋转叶片进入成品收集系统为止。进入成品收集系统的10m超细粉，其中颗粒较大的超细粉料首先在旋风收集器（7）中被收集，颗粒较小的超细

28、粉料最后在布袋收集器（8）中被收集。从布袋收集器（8）中排出的气体含尘浓度小于50mmg/m3 ，符合国家废气排放标准，通过排风机（9）和烟囱排至大气。冷干气流粉碎装置所需的超细粉输送风，由空气压缩机（1）提供，压缩空气经储气罐（2）后，进入干冷机（3）进行干冷，温度从约80降至10后送入粉碎机（6）中作为输送风使用。冷干气流粉碎装置采用正负压操作，动力由空气压缩机（1）和排风机（9）联合提供；超细粉收集系统为负压操作，动力由排风机（9）联合提供，负压操作，生产环境好。冷干气流粉碎系统采用PLC自动控制，对系统的压力、温度、加料量、干冷风量等参数进行自动调节、记录，对设备运行情况进行监控等。7

29、.1.2 超细粉体表面改性工艺及设备粒子的表面改性是无机阻燃剂发展的另一个重要趋势。无机阻燃剂是亲水性的，与亲油性的高分子材料基体之间不相容，从而限制了无机阻燃剂的填充量、降低了其分散性。因此无机阻燃剂在添加之前，必须先经过表面改性，改性效果的差异对其分散性和相容性能有很大影响，从而大大改善了无机阻燃剂产品的性能。几种粉体改性技术比较1）偶联剂+助偶联剂技术：偶联剂+助偶联剂的复合偶联技术，例如针对阻燃电线电缆材料，使用硅烷-172+助偶联剂为改性剂。助偶联剂，实际上是一种脂肪酸类表面活性剂，首先阴离子表面活性剂具有降低液体表面张力的作用，在超声波作用下可被雾化成小颗粒，在气流粉碎机内可以与水

30、镁石超细粉较好反应，其次，阴离子表面活性剂中的亲水基与亲油基分别与氢氧化镁和聚合物发生相互作用，提高了氢氧化镁在聚合物材料中的分散性和相容性，从而改善了阻燃材料的机械性能。2）高速打散技术： 如采用高速搅拌机等设备将粉体散开，以达到粉体改性的目的。但是没有强调改性中的高速打散，不可避免的要造成粉体颗粒的二次团聚，使改性后粉体出现团聚大颗粒。因此，改性效果不好，最终还不如粗粒径粉体，使超细粉体的补强作用大打折扣。3）改性粉体的分级技术：改性粉体的分级技术就是采用分级机淘汰改性粉体中的大颗粒，最后保证了改性粉体的粒度质量。4）偶联剂的超声波雾化及高压喷射技术：该技术是海城精华矿产有限公司在总结了其

31、他粉体改性技术经验、吸收了上述工艺技术优点的基础上自行开发的新型粉体改性技术。该技术已通过了辽宁省科技局的技术鉴定，获辽宁省科技进步三等奖和国家专利。粉体改性强调的是偶联剂和粉体的充分接触、混合，但在干法改性中，已有的偶联剂的雾化技术只是一般的雾化，偶联剂的雾滴较粗，影响了改性效果。偶联剂的超声波雾化及高压喷射技术采用超声力波雾化装置，并配以特殊雾化喷嘴，使用0.60.8MPa气体压力进行高压喷射，使偶联剂雾化颗粒达到几个微米，形成雾化临界状态，使偶联剂与超细粉充分接触，从而有效地保证改性效果，改性率可达99%。本报告采用偶联剂的超声波雾化及高压喷射工艺为超细粉表面改性工艺。偶联剂的超声波雾化

32、及高压喷射工艺见图7-2偶联剂的超声波雾化及高压喷射工艺简述：参见图7-2，偶联剂的超声波雾化及高压喷射工艺系统由密相脉冲式栓流上料装置、复合偶联剂超声波雾化装置、高速打散装置、高速风及其调节装置、涡轮超细粉分级装置、旋风及布袋收集装置、排风机等组成。超细粉由密相脉冲式栓流上料装置加入到高速打散装置，在高速打散装置中超细粉被打散；复合偶联剂经超声波雾化后，由压力为0.60.8Mpa高压气体从喷嘴喷入高速打散装置中，与被打散的超细粉体充分混合接触，使超细粉体得到改性。改性超细粉体被进入打散装置的高速风携带到涡轮超细粉分级装置中，在涡轮超细粉分级装置中颗粒较小的改性超细粉体通过分级机，进入旋风及布

33、袋收集装置后作为成品被收集，颗粒较大的改性超细粉体落入高速打散装置中再次被打散、改性，直到通过涡轮超细粉分级装置。高速风风速可调，以满足不同细度的超细粉体改性要求。高速打散装置和涡轮超细粉分级装置采用正压操作，动力由高速供风机提供；旋风及布袋收集装置采用负压操作，动力由排风机提供。偶联剂的超声波雾化及高压喷射工艺系统采用PLC自动控制，对系统的压力、温度、风量风速、加料量等参数进行自动调节、记录，对设备运行情况进行监控等。7.1.3 水镁石干冷粉碎及改性工艺的创新点：本报告采用的气流干冷粉碎技术、超声波雾化复合偶联剂连续表面改性技术主要创新点如下：（1）对雷蒙磨机操作工艺进行了改进，实现最佳工

34、艺参数组合，在确保分级精度的前提下，提高了生产效率，防止了堵料、压腔。（2）开发了水镁石气流粉碎技术。采用强风冷却和夹套冷却方式，保证水镁石中结合水不散失，并充分利用气流粉碎的物料自磨原理，保证产品的洁净。（3）采用偶联剂超声波雾化装置和连续表面改性技术，解决了晶粒趋向二次凝聚问题，阻燃剂在聚合物材料中分散性好，无机阻燃材料与高分子材料具有完好相容性。（4）开发了偶联剂加助偶联剂的复合偶联技术。（5）收集装置采用了布袋反吹风收尘系统，使供风系统处在负压运行状态，无任何外泄，整套生产线洁净无尘，满足环保要求。（6）设备全部国产化。（7）整个设备的研究、设计完全独立完成，具有自主的知识产权。经国际

35、联机检索，目前国内外均未见水镁石经气流粉碎的高结构水水镁石超细粉，并使用超声波雾化装置对其进行连续表面改性，制氢氧化镁阻燃剂的文献报道。2003年9月3日，辽宁省科技厅主持召开了海城精华矿产有限公司“天然氢氧化镁阻燃剂的研制”项目科技成果鉴定会。经鉴定委员会专家认真审查和讨论，鉴定意见见附件。7.1.4 天然氢氧化镁无机阻燃剂主要设备天然氢氧化镁无机阻燃剂生产主要设备有： 5R雷蒙立式粉碎机， 3台 N=3182kw 无润滑油空压机 5台 N=5160kw 气流粉碎机 4台 N=445kw 粉体分级机 4台 N=418.5kw 鼓风机 3台 N=355kw 粉体表面改性机 5台 N=5132k

36、w 高压雾化装置 5台 N=515kw 高效涡轮超细粉碎分级机 5台 N=535kw 密相脉冲式上料装置 5台 N=55kw PLC自动控制设施 1套7.2设计基础数据a) 生产规模、生产班制年产天然氢氧化镁无机阻燃剂20000吨年工作天数330天、7920小时/年日产量：60.6t/d、 小时产量：2525kg/h工作班制： 3班工作制/天/24小时/天 /365天/年b) 原料性能数据 见表5-1、5-2原料质量指标表c) 产品质量指标见表3-1、3-2 产品质量指标表 7.3车间组成 本项目车间组成为： 原料储存库 ； 生产车间，包括超细粉碎及改性工段；成品储存车间； 锅炉房，利用现有锅

37、炉房，增加一台锅炉； 变电所，利用现有变电所，但需增容； 空压站； 水泵房，利用现有水泵房； 维修、车库、食堂、办公室等生活辅助设施均利用现有设施； 8 公用及辅助设施8.1总图运输8.1.1 厂址利用天然水镁石粉矿固体废物生产环境友好型天然Mg（OH）2无机阻燃剂项目建设在 海城精华矿产有限公司厂内，项目占地面积为30000m2 。厂址地处公司生产区，可充分利用公司的部分厂房、部分设备及供水、供电、生活辅助设施等。8.1.2总平面布置在满足生产工艺流程、有利生产安全、方便生活以及考虑到运输、地形、气象等外部条件下，在现有厂区内合理确定全厂的总体布局。主要建构筑物原料贮库、超细磨厂房、 超细粉

38、改型生产厂房、空压站、变电所、综合泵房、车库、机修等。本工程采用现有厂区的水平型平坡式布置方式，场地设计标高为现有的厂区设计标高。场地排雨采用现有厂区暗管排水方式。8.1.3道路运输本厂生产所需原料、燃料、产品、工业垃圾等的运输，均采用汽车运输方式，其中原料由各天然水镁石粉矿固体废物收集由汽车送到储存库； 产品外运以外委地方运输公司解决。汽车运输总量 42450 t/a，其中：运入量22450t/a，运出量20000 t/a。现有厂区道路满足本项目运输及消防要求。厂区绿化按公司统一规划设计，绿化用地按35%考虑。本工程消防利用现有的厂区消防设施。 8.2偶联剂供应生产环境友好型天然Mg（OH）

39、2无机阻燃剂用偶联剂由集团有限公司采购，年需量约450 t/a。 8.3给水排水8.3.1设计依据建筑给水、排水设计规范GB50015-2003室外给水设计规范GBJ13-86室外排水设计规范GBJ14-87建筑设计防火规范GBJ16-87污水综合排放标准GB8978-19968.3.2设计内容本工程项目的室内供水、室外给排水系统设计等。8.3.3给水系统本工程水源由公司现有供水设施供给，自建综合水泵房。按生产、消防和生活设置给水系统。给水管网设计成环状，以保证各种供水的需要。厂区消防用水按火灾同时发生一次计算，室内按25l/S设计，室外按40l/s设计，在蓄水池贮有2h消防水量。新水用水量为

40、6.00m3/h；生活日用水量11.55m3/d，小时最大用水量1.0m3/h。8.3.4排水系统利用现有厂区生产、生活雨水排水系统。生产不产生污水，生活废水经化粪池处理溢流外排至总管网，外排水量0.80m3/h。雨水采用现有的厂区明沟和暗管相结合的排水方式。8.4热力介质及供应本工程生活需用热力介质为蒸汽、压缩空气，其中：生活用蒸汽主要冬季采暖，需用量2.0t/h；由矿产公司现有锅炉房供热系统供给，现有锅炉房增设一台2.0t/h锅炉，供汽压力按0.4MPa设计。压缩空气主要用于生产和除尘设施，需用量为50m3/min，由5台10m3/min空压机供给。8.5电气8.5.1概述本工程由原料贮运

41、、超细磨、超洗粉改型、成品包装和辅助设施组成，大部分属二级负荷，利用公司现有总降变电所提供两路电源，电压为10kV，总降变电所增设1台2500 kVA变压器。工程自建车间低压配电室。8.5.2电气传动低压配电采用380/220V电压，配电方式以放射式为主，由低压配电屏向各用电设备送电，采用低压断路器作为短路保护设备，而以低压断路器或热继电器作为过负荷保护设备。原料贮运、成品贮存等为间断操作，超细磨、超洗粉改型生产、空压机为连续生产系统，采用连锁集中控制和机旁单机控制两种方式。其中：连锁集中控制采用带操作站和网络通讯功能的可编程序控制器系统即PLC系统进行操作和控制，机旁单机控制用机旁按钮操作（

42、调试和维修）。对火灾和爆炸危险场所将根据其危险级别选择相应的防爆设备，以保证安全生产。8.5.3防雷与接地根据规范规定，对工业防雷建、构筑物设计将考虑防直击雷和感应雷的措施。对于10kV中性点不接地系统，采用II接地系统。对于380V中性点直接接地系统，采用TN-C-S接地系统，低压配电客观存在作重复接地。8.5.4主要技术指标装机情况：装机总容量2700kW；计算负荷：有功功率2035kW；年工作小时7920小时年耗电量16119.0103kWh/a主要电器设备 变压器2500kVA 1台 10/0.4kV8.6仪表与自动化本项目的仪表测控内容主要包括原料贮运、超细磨、超洗粉改型生产、空压机

43、站等。其中超细磨、超洗粉改型生产系统采用PLC自动程序控制。为保证一次仪表的可靠性及安全性，差压变送器拟采用智能型产品。物位计、流量计结合测量介质情况选用适用的产品，调节阀以选用气动执行器为主，辅以电子式电动执行器。PLC系统选用国外的先进系统，原则上要求技术先进、开放性好、操作方便、可靠性高、可扩展，在国内有良好的技术支持的产品。8.7通风与除尘8.7.1通风项目主控室、计算机室、仪表室按室温1825设置柜式空调机和机械送风设施。办公用房、工人休息室设吊扇。8.7.2除尘项目内物料输送、超细磨、超洗粉改型等工艺过程产尘设备进行密闭，其产尘设备或扬尘点均设抽风点，各点汇集按同一生产系统中同时工

44、作的生产设备划为一个除尘系统，生产设备与除尘系统连锁，产品收集和除尘设备均选用高效袋式除尘器。 通风、除尘设备维修，由矿产公司有关部门承担。8.8建筑与结构8.8.1概述本工程建（构）筑物主要为生产设施和公辅生产管理设施所用。其中：生产设施包括原料库、超细磨、超洗粉改型厂房 、成品贮存；公辅设施及生产管理设施包括：变电所（ 现有改建）、空气压缩站 、综合水泵房等；生产管理设施有综合办公用房、浴室（利用现有的）等。工程建（构）筑物设计主要执行标准和规范：建筑抗震设计规范GB50011-2001构筑物抗震设计规范GB50191-93建筑地基基础设计规范GB5007-2002混凝土结构设计规范GB5

45、0010-2002钢结构设计规范GB50017-2003给水排水工程构筑物结构设计规范GB50069-2002建筑设计防火规范（2001年版）GBJ16-87采暖通风与空气调节设计规范GB50019-20038.8.2气象条件冬季采暖室外计算温度-18夏季通风室外计算温度28最低气温-33.7最高气温36.5年降雨量733mm夏季主导风向东南冬季主导风向北8.8.3主要设计依据最大冻土深度-110cm抗震设防烈度7度主要考虑设计地质条件：拟建厂址为剥蚀丘陵，底部为积压粘土，其顶部覆盖较薄，地基强度为2227t/m2，是较理想的建设用地。8.8.4主要设计决定本工程各主要生产系统及生产辅助系统尽

46、可能集中在主厂房内，这种布置即节省了建设用地，又改善了厂区建筑分散凌乱的现象。主厂房采用钢结构形式，外墙和屋面采用复合压型钢板，采用塑钢窗户。其他厂房为砖混结构或钢筋混凝土排架结构。抗震设防，按现行的建筑抗震设计规范构筑物抗震设计规范等国家及行业规范、规程及标准，对基础和结构进行设计。全部建筑面积10000.0m2。9环境保护9.1编制依据及采用的环境保护标准1)建设项目环境保护设计规定(87)国环字第002号2)建设项目环境保护管理条例国务院令第253号（1998）3)危险废物污染防治技术政策环发（2001）199号4)中华人民共和国环境保护法（1989年12月26日）5)国务院关于环境保护

47、若干问题的决定（国发199631号）6)中华人民共和国大气污染防治法（2000年4月29日）7)中华人民共和国水污染防治法（1996年5月15日修正）8)中华人民共和国环境噪声污染防治法（1996年10月29日）9)大气污染物综合排放标准 (GB162971996)10)工业窑炉大气污染物排放标准 (GB90781996)11)锅炉大气污染物排放标准 （GB13271-2001）12)污水综合排放标准 (GB89781996)13) 工业企业厂界噪声标准 (GB1234890)本工程排放的大气污染物执行大气污染物综合排放标准（GB162971996）中规定的二级新改扩标准；锅炉大气污染物排放执

48、行锅炉大气污染物排放标准（GWPB3-1999）外排至城市污水排水管道的废水执行污水综合排放标准（GB8978-1996）三级标准；厂界噪声执行工业企业厂界噪声标准(GB12348-90)中的类标准。9.2环境状况海城市位于辽宁省南部，辽河下游左岸，辽东半岛北端。北靠钢都鞍山和省会沈阳，南临港口城市营口、大连，东接煤铁之城本溪及边境城市丹东，西与油田新城盘锦隔河相望。地处东经1221812308，北纬40294111之间。东西长80公里，南北宽44公里。现已查明，有铁、硫化铁、铅锌、钼、铀、煤、石油、天然气、滑石、菱镁石、水镁石等40余种宝藏。其中蕴藏量最大的菱镁矿占全球储量的15，滑石储量居

49、世界之首。本地区属温带大陆性季风气候区，四季分明。夏季炎热多雨，多南风；冬季寒冷干燥，多北风。本地区常年主导风向为南或南偏西风，年平均风速3.2m/s；年平均气温8.3-10；最冷月(一月)平均气温-10.3，极端最低气温-30.4；最热月(七月)平均气温29.4，极端最高气温36.9。该区年平均降水量为713.5mm。海城精华矿产有限公司位于海城岔沟镇。岔沟镇位于海城东南部。全镇24个村，人口38万，总面积100平方公里。全镇属于半平原半丘陵地形，大盘公路、海英公路交汇于内，并且拥有两条铁路运输线，交通十分便利。9.3工程概述9.3.1概述水镁石粉矿固体废物，是一种矿山开采产生的大气污染源，

50、为推进循环经济发展，需将环境治理与水镁石生产废物综合利用相结合，最大限度的实现资源化治理。本工程以水镁石粉矿固体废物为生产原料。海城精华矿产有限公司供应部门组织收集的水镁石粉矿固体废物，用汽车运至本工程“原料准备”的贮仓，生产原料年需用量为：水镁石粉矿固体废物22000万t/a，偶联剂 450t/a。本工程设计规模：年产天然氢氧化镁无机阻燃剂20000t/a。本工程的实施不仅保护了环境、合理地利用了矿山资源，是对水镁石资源节约与综合利用。9.3.2建设内容及工艺流程9.3.2.1主要建设内容主要生产设施：原料准备、废物超细磨、超细粉改型、产品贮运、成品库。公辅设施：变电所、锅炉房、压缩空气供应

51、系统、综合水泵房9.3.2.2工艺流程简述根据水镁石粉矿固体废物化学组成、物理组成，确定其资源化的基本生产工艺流程为原料准备- 超细磨-超细粉改型-包装生产工艺。详见生产工艺流程图。9.4主要污染源、污染物及控制措施9.4.1大气本工程生产系统的主要污染物为粉尘。在水镁石粉矿固体废物收集、运输过程中易产生扬尘污染；废物超细磨、超细粉改型等过程中会形成一定的粉尘污染。对于上述大气污染物，设计拟采用如下控制措施：采用密封槽车进行收集、运输避免粉尘四散飞扬，储存与上料过程产生的干粉尘，颗粒较细，采用布袋除尘器净化含尘气体，可使排出口粉尘浓度低于150mg/m3，达到国家排放标准。净化后排出口浓度：1

52、50mg/m3；净化后粉尘排放量： 25 t/a。对于废物超细磨、超细粉改型过程中产生的粉尘，采用脉冲布袋除尘器净化该部分的含尘气体。经净化后，可使排出口粉尘浓度低于150mg/m3，达到国家排放标准。净化后排出口浓度：50mg/m3；净化后粉尘排放量：20.0t/a。9.4.2水体本工程生产用生产用新水用量为6 m3/h；生活日用水量10.5m3/d，小时最大用水量0.9m3/h。本工程生产无污水产生；生活污水主要来源于厂内的厕所、卫生间、浴室、食堂等生活设施。本工程生活污水污染物含量较低，设计经化粪池处理后将其直接外排，其外排水质符合辽宁省污水和废气排放标准（DB60-21-89）中二级标

53、准的要求。9.4.3固体废弃物本工程产生的主要固体废弃物为管理区的生活垃圾、各处除尘器收集下来的粉尘，主要为粉尘MgO、CaO等，不含各种有机污染物。管理区的产生的生活垃圾经收集后送城市生活垃圾处理厂处理。各处除尘器收集下来的粉尘，可返回生产系统继续使用。9.4.4噪声本工程产生的噪声主要为由于机械的撞击、磨擦、转动等而引起的机械性噪声以及由于气流的起伏运动或气动力引起的空气动力性噪声，主要噪声源为各种传输机械及各种风机、锅炉安全阀放散管、泵类等。本工程对噪声的控制主要采取控制噪声源与隔断噪声传播途径相结合的办法，以控制噪声对厂界四邻的影响。现将控制措施叙述如下：各类风机及泵类等在设备选型上尽量选用低噪声型号产品。各除尘风机及泵类设置单独基础或减震措施，强振设备与管道间采取柔性连接方式，防止振动造成的危害。设计将空压机及各种风机等噪声较大的设备均置于室内隔声，在建筑设计中采用隔声、吸声材料制作门窗、砌体等, 降低噪声的影响，防止噪声的扩散和传播。在总图布置时考虑地形、声源方向性和噪声强弱、绿化等因素，进行合理布局，以起到降低噪声影响的作用。经采取以上控制措施后，当噪声通过门、窗、孔洞传播到厂外以后，环境噪声强度已大为降低，厂界噪声满足工业企业厂界噪声标准(GB12348-90)标准的类