南磷低溫陶瓷項目可研.docVIP

利用磷渣生產15萬m3/a低溫陶瓷復合材料工程可行性研究報告 項目承擔單位：云南南磷藍德新型建筑材料有限公司 技術合作單位：昆明理工大學項 目負責 人：高 峰昆明理工大學 1、總論1.1項目概況 1.1.1項目名稱、主辦單位及法人項目名稱：利用工業(yè)廢渣生產15萬m3/a低溫陶瓷復合材料主辦單位：云南南磷藍德新型建筑材料有限公司法人代表：楊際洲項目負責人：高 峰擬建地點：云南省嵩明縣楊林工業(yè)開發(fā)區(qū)1.1.2 項目簡介低溫陶瓷復合材料是以工業(yè)廢渣如黃磷渣、粉煤灰等為主要原料，通過廢棄物處理、活化、復合、改性、成型、強化而成的類陶瓷材料，生產過程不用高溫燒結，沒有二次污染排放。低溫陶瓷復合材料具有優(yōu)良的物理力學性能，可采用眾多方法對材料進行改性，可衍生出眾多產品在建筑工程中廣泛應用。本項目具體產品有：新型墻板，透水磚，裝飾材料。總生產規(guī)模為15萬m3。項目投資 5930萬元，能形成每年15600萬元的產值，12342萬元的利潤，具有顯著的經濟效益。1.2 項目背景、意義和必要性1.2.1符合國家產業(yè)發(fā)展方向據最新資料顯示，我國工業(yè)固體廢物年產生量已達13億噸，累計堆存量超過80億噸，占地7億m2，每年流失和浪費的固體廢棄物資源價值在400億元以上，嚴重污染環(huán)境，浪費資源。固體廢物的有效合理利用一直是我國政府和相關行業(yè)非常重視的問題。 國家中長期科學和技術發(fā)展規(guī)劃綱要 (20062020年)中環(huán)境領域優(yōu)先主題之一是“廢棄物資源化利用技術開發(fā)”；城鎮(zhèn)化與城市發(fā)展領域的優(yōu)先主題之一是“節(jié)能建材與綠色建材技術”。 2007年度國家高技術發(fā)展計劃資源環(huán)境技術領域環(huán)境污染治理新技術優(yōu)先主題之一是“工業(yè)廢棄物資源化技術”。 云南省“十一五”科技發(fā)展綱要明確提出要加強“冶煉過程中固體廢棄物資源的再生利用技術”、“廢棄物循環(huán)使用技術”、“尾礦、冶金廢渣利用技術的開發(fā)”；這些目標的實現，將能使云南省乃至我國生態(tài)環(huán)境良性循環(huán)、資源利用永續(xù)不衰和可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略得到具體體現。1.2.2 低溫陶瓷復合材料為工業(yè)廢渣資源化提供了新思路在眾多的廢物資源化方案中，廢棄物復合材料、礦渣微晶玻璃、輕型材料、硅鋁鐵合金等是廢物綜合利用向高技術和高效益方向發(fā)展的代表性技術；水泥、墻體材料、道路工程、礦井回填是規(guī)?；脧U棄物的主要途徑。規(guī)?；透吒郊又迪嗷ソy一將是今后廢物資源化的發(fā)展方向。由昆明理工大學開發(fā)的低溫陶瓷復合材料制備技術為固體廢棄物資源化提供了新思路。低溫陶瓷復合材料是以工業(yè)廢渣為主要原料，不需水泥和陶瓷材料的高溫燒結，在接近常溫條件下通過化學反應制成的性能與陶瓷相似的一種高性能綠色環(huán)境材料，其制備機理為工業(yè)廢渣資源化提供了一種全新的技術方案，是循環(huán)經濟的重要技術支撐。低溫陶瓷復合材料的原料組成要素有三類：第一類是作為基體材料的工業(yè)廢渣，它們可以從粉煤灰、煤矸石、黃磷爐渣、冶金爐渣、尾礦、赤泥等經過機械、化學、低溫熱力處理后獲得，因這些廢渣主要以sio2、al2o3、cao、mgo、fe2o3為主要成分，可提供形成低溫陶瓷長鏈結構的基本組成元素；第二類是活性添加材料，可以從工業(yè)廢渣如堿渣、鹽泥、錳渣、電石渣、造紙廢液、硅渣、窯灰等經過活化、復配而成，它們能提供活性離子使活化廢渣中原始硅酸鹽網絡結構解聚并在水為介質條件下再度聚合形成以硅鋁、雙硅鋁長鏈為主的無機高分子聚合物；第三是強化改性材料，賦予復合材料具有不同的性能，鑄造廢砂、爐渣、冶金渣可作為顆粒強化材料使低溫陶瓷復合材料具有天然石材、陶瓷的性能；廢塑料、廢紙、植物剩余物可作為韌性材料使復合材料具有木材、高分子材料和陶瓷的性能；污泥、膨脹珍珠巖、泡沫使材料具有輕質、高強、透水、吸音特性。因此，幾乎所有的工業(yè)固體廢棄物、城市垃圾和植物廢棄物都能作為低溫陶瓷復合材料的原料，而通過不同廢棄物的搭配復合，能生產出建筑行業(yè)普遍使用的大宗材料（見圖1）。低溫陶瓷復合材料具有傳統水泥基材料的施工操作性和經濟性，沒有高溫煅燒和極端苛刻工藝條件，電耗是水泥的1/10，聚合物復合材料的1/35；煤耗是水泥的1/15，陶瓷磚的1/3；沒有廢水和廢渣排放；co2類工業(yè)廢氣排放是水泥的1/30。因此，和傳統材料相比，綠色環(huán)保，符合我國大力倡導的節(jié)能、環(huán)保產業(yè)導向。低溫陶瓷復合材料具有優(yōu)良的物理力學性能，水化熱低、收縮小、強度高、抗?jié)B耐凍、耐腐蝕、耐高溫、耐水熱，能在危險廢棄物固化、人造石材、道路修補、墻體材料方面獲得廣泛應用，是一種嶄新的綠色環(huán)境材料。實施cbc復合材料技術將通過對相關行業(yè)的影響產生不可估量的經濟價值。cbc復合材料水泥摻合料混凝土礦物添加劑纖維強化材料多孔輕質材料環(huán)境處理材料聚合物強化材料墻體磚陶瓷木材低溫陶瓷水泥仿天然石材圖1 低溫陶瓷復合材料的應用領域1.2.3 產品具有廣闊的應用前景本項目的主要特征是生產低溫陶瓷多孔復合材料，具體產品定位為新型墻板，道路透水磚和各種裝飾材料。這些產品在目前國家大力實施節(jié)能減排、環(huán)境保護、循環(huán)經濟的政策環(huán)境下良好的發(fā)展前景。（1）新型墻板建筑墻體材料是消納固體廢棄物的有效途徑，其中混凝土和墻體材料約占房建材料的90%以上。隨著社會經濟的發(fā)展和國家產業(yè)結構的調整，大量新型建筑材料不斷涌現，傳統使用的“秦磚漢瓦”正逐步退出（被強制）房建領域，取而代之的是具有輕質、保溫、隔熱和砌筑功能于一體的多孔泡沫材料。目前中國單位建筑面積能耗是發(fā)達國家的2-3倍，每年房屋使用的能耗達2.6億噸標煤；實心黏土磚產量7000多億塊，每年毀田12萬畝；面對資源和能源的嚴重短缺，我國必須大力發(fā)展節(jié)能與綠色建筑，其目標是到2010年，全國城鎮(zhèn)建筑的總耗能要實現節(jié)能50%，到2020年節(jié)能65%的總目標。為了達到這些目標，必須大量使用綠色環(huán)保的新型建筑材料，僅此一項，將有20003000億元的潛在市場價值。目前，兼具保溫隔熱和隔斷的新型墻體材料主要以加氣混凝土為代表，目前的產量只有980萬m3,只占墻體材料的1%，各種具有節(jié)能、環(huán)保、健康的新型墻材每年有10億m3以上的巨大市場空間。但因加氣混凝土實際上是一種水泥基材料，存在的強度低、濕漲干縮大、吸濕性強、空鼓、施工操作要求嚴格等問題導致房屋墻體開裂現象十分普遍。所以使用新型墻板既滿足墻體砌筑和保溫隔熱的需要，還能顯著降低房建成本，提高房屋使用面積，并大幅度節(jié)省后期維護費用。此外，這種產品強度顯著高于傳統的加氣混凝土，不會帶來施工方面的質量問題。（2）透水磚我國是嚴重缺水的國家，擁有世界四分之一的人口，卻只占有世界水資源的百分之七。近年來，隨著城市建設的高速發(fā)展，水體污染、水資源短缺、噪音污染、城市熱島和洪澇災害等環(huán)境問題日趨突出，城市生態(tài)日趨惡化。要解決這些問題，是一個綜合性和系統性的問題。從道路材料入手，采用環(huán)境友好的透水材料就能起到明顯的生態(tài)效益。眾所周知，我們居住的城鎮(zhèn)道路，大都采用水泥，柏油、石材、陶瓷磚等不透水的材質鋪設的，統稱為硬化。我國是嚴重缺水的國家，擁有世界四分之一的人口，卻只占有世界水資源的百分之十七。這些不透水的路面給生態(tài)環(huán)境帶來諸多的負面影響。由于鋪設的路面不透水、不透氣，雨水不能滲入地下，致使地表植物由于嚴重缺水而難以正常生長；不透氣的路面很難與空氣進行熱量、水份的交換，缺乏對城市地表溫度、濕度的調節(jié)能力，產生城市的熱島效應。此外，不透水的道路表面容易積水，降低道路的舒適性和安全性。當降水時，雨水只能通過排水設施排入河流，雨水帶走大量的城市污染物（油污、建筑廢物、沙礫、淤泥、城市草地和公園噴灑的農藥），因無法得到任何處理造成接受暴雨的河流、湖泊的污染。另一方面，由于硬化地面對暴雨不能吸收，雨水被高速導入當地的河流而流失，因此當雨季過后，當地又會出現干旱缺水的問題，陷入惡性循環(huán)。用透水磚取代傳統的道路材料，則能解決上述問題，這是傳統的石材和混凝土制品所不具有的生態(tài)功能。正因如此，透水磚的鋪設已經成為政府部門的共識，在全國的很多城市都已采用。這也正是本項目面臨的大好時機。與目前透水磚品種相比，本項目的預期產品具有良好的性價比，在進入市場過程中占有無可比擬的優(yōu)勢：首先它采用的原料成本非常低，不用較為昂貴的水泥和高分子粘結劑，不采用高耗能的燒結工藝。產品在滿足透水性能要求的同時，表面具有石材的裝飾效果，因結構不同于傳統產品的大孔隙，所以不容易堵塞，維護費用非常低。此外，產品的成本低，物理力學性能好，具有天然砂巖和青石的古樸和莊重，應用前景十分廣闊。因此， 實施低溫陶瓷多孔復合材料技術的產業(yè)化，既符合國家、云南省的產業(yè)政策，也符合企業(yè)自身的發(fā)展需要，是技術、經濟和環(huán)保的統一，通過產業(yè)化，預期將產生良好的社會、經濟和生態(tài)效益。（2）裝飾材料利用低溫陶瓷多孔復合材料技術，可以生產各種建筑裝飾材料。例如：火山石，建筑物外墻貼面，室內裝飾貼面，室內地板材料等等。1.3 主要技術經濟指標表1 主要技術經濟指標序號項目名稱單位數量備注一建設規(guī)模1墻體材料m3/a700002透水磚m3/a300003裝飾材料m3/a50000二原料及動力供應1磷渣類廢棄物噸/a2500002bsl噸/a38603cat噸/a31504發(fā)泡劑噸/a455表面活性劑噸/a2166水噸/a120007電kwh/a25000008蒸汽噸/a450009煤三總圖運輸1工程占地面積畝802運入噸/a72723運出噸/a257272四工作日天/年300五勞動定員人134六項目總投資萬元59301設備投資萬元24512建設工程萬元8863安裝工程萬元3404其它萬元1753 5流動資金萬元 500七經濟指標1年產值萬元156002年利稅萬元123421.4 研究結論1）用黃磷渣類工業(yè)固體廢棄物為主要原料生產低溫陶瓷復合材料符合國家產業(yè)導向和循環(huán)經濟要求，具有良好的社會和生態(tài)環(huán)境效益。2）建成一條年產15萬m3低溫陶瓷多孔材料生產線，需要總投資5930萬元，達產后能形成每年15600萬元的產值，12342萬元的利潤，可綜合利用廢渣近25萬噸，廢渣利用率占總物料的97%以上，可形成一個以工業(yè)廢渣為資源的新型環(huán)保產業(yè)，建立新的經濟增長點。3）隨著城市化進程加快和城市建設的飛速發(fā)展，需要大量使用價廉物美的新型地面材料和墻體材料。以多孔材料為代表的墻體材料將是未來新型墻體材料的發(fā)展方向，低溫陶瓷多孔材料具有加氣混凝土的優(yōu)良性能，但彌補了不足，具有自裝飾功能，是一種具有競爭力的新產品。4）本項目抗風險能力較強，原材料、價格、銷量和投資等因素波動性影響相對較小。5）項目生產過程無苛刻工藝條件、無有毒有害物質使用和產生，不產生二次環(huán)境污染，工藝過程簡單，很容易實現清潔生產。6）基于上述分析，本項目的生產、技術、環(huán)保、安全、效益均十分可行，建議批準實施。2、市場預測2.1墻體材料2003年昆明市場墻體材料現狀：總需求量約24億標塊(其中：黏土實心磚19億標塊，新墻材5億標塊。注：新墻材指除黏土實心磚外的所有磚、板、砌塊)，折合363.64萬立方。其中，新墻材只占26.3%左右(含磚、板、塊。折合95.64萬立方)，其余為黏土實心磚。如今，昆明已經在全面落實國家 “禁實”政策，要求全部使用新型墻體材料，那么新型墻體材料的年需求量將為363.64萬立方，市場機遇顯而易見。目前，昆明市場年砌塊生產量不足50萬立方，而且主要是星羅棋布的小磚廠及私人作坊所生產。年產4萬立方以上的正規(guī)廠家屈指可數，而且多為黏土空心磚，混凝土空心磚生產廠家較少。蒸壓加氣混凝土砌塊全省至今僅有昆明是硅酸鹽制品廠獨家生產。正規(guī)廠家生產的黏土空心磚、混凝土多孔磚、混凝土空心砌塊、發(fā)泡混凝土砌塊、蒸壓粉煤灰加氣混凝土砌塊等不可能完全滿足“禁實”后建筑市場對新型墻材的需求，缺口較大。嚴重制約了墻改工作，而且在短期內難以改變。政府迫切希望社會各方踴躍投資新型墻材行業(yè)，特別鼓勵投資環(huán)保利廢墻材，同時給予此類項目較好的稅收等優(yōu)惠政策（免征增值稅）。目前昆明市場上墻體材料主導產品的種類和價格( 出廠價 )：黏土實心磚：191元/ m3（規(guī)格24011553）黏土空心磚：134元/ m3（規(guī)格190190190），139元/ m3（規(guī)格240190190）混凝土空心砌塊： 120元/ m3粉煤灰加氣混凝土砌塊：190元/m3通過以上對比不難看出，由于國家政策對新型墻體材料的傾斜和加大對黏土制品的限制，以黏土為特征的墻體材料價格急速上揚，市場正在日益萎縮。取而代之的是各種新型材料，特別是承重混凝土砌塊和加氣混凝土砌塊將成為墻體材料的新寵。其優(yōu)點主要是節(jié)能、環(huán)保、抗震、隔音、高強、輕質、防火等，因此越來越受到業(yè)界的重視，被列為優(yōu)先發(fā)展的產業(yè)。昆明地區(qū)2001年以轉發(fā)了市建設局等六委局聯發(fā)的有關“禁實”的意見，后又以文推薦了三大類新型墻材產品，即磚、板、塊。其中又以砌塊品種最多,主要是混凝土空心砌塊、陶粒砌塊、加氣混凝土砌塊三種。比較以上三種產品，以多孔為典型特征的加氣混凝土砌塊綜合性能較好、市場需求較大，是今后幾年墻體材料發(fā)展的主要方向。 本項目的競爭對手主要是混凝土空心砌塊和加氣混凝土?；炷量招钠鰤K具有以下優(yōu)、劣勢：l 優(yōu)勢：符合國家新型墻體材料的要求；生產材料資源豐富；投資小、易生產；成本低、售價便宜；生產布局容易；可作為承重材料；生產廠家多，具有量上的優(yōu)勢。l 劣勢：容重大（是加氣混凝土砌塊的1.5倍），這樣將增加建筑物的總重量，增加建筑的總造價，抗震性相對較差；由于是空心砌塊，因此二次加工性能較差；隔音、隔熱效果較差；由于投資小、易生產，因此混凝土空心砌塊的生產廠家多數是小企業(yè)，形成一種生產廠家多、單個企業(yè)生產量小的格局；產品質量參差不齊，給用戶的使用帶來困難。加氣混凝土具有以下優(yōu)、劣勢：l 優(yōu)勢：輕質，具有良好的保溫隔熱和可加工性能，符合國家新型墻體材料的要求；主要原料為粉煤灰類工業(yè)廢渣，資源豐富。l 劣勢：投資大，產品存在強度低、濕漲干縮大，施工要求嚴格的問題。本產品在密度、加工特性、保溫隔熱性能方面與加氣混凝土類似，但強度高，與砂漿的配合性好，這是以往建筑墻體材料不具有的功能。所以，本項目是一種具有廣闊發(fā)展前景的新材料品種。2.2 傳統道路材料的種類、存在問題和市場分析2.2.1混凝土地磚混凝土路面磚具有美化環(huán)境，改善路面、地面使用的功能，越來越多地被用于城鎮(zhèn)建設中。混凝土路面磚的應用范圍從人行道、車行道、庭院等路面擴展到廣場、停車場、倉庫、工業(yè)廠房、車站、碼頭、機場、堤岸護坡等。 近期，國家質檢總局對混凝土路面磚產品質量進行了國家監(jiān)督抽查，共抽查了北京、天津、河北、黑龍江、吉林、遼寧、山東、安徽、江蘇、浙江、四川、上海、廣東、福建、云南等15個省、市45家企業(yè)的45種產品，合格30種，產品抽樣合格率僅為66.7%。主要表現在強度不合格、耐磨性不合格、抗凍性不合格等幾方面，而這幾個性能正是混凝土磚的最重要性能，與此同時，混凝土磚不耐久、易褪色，一般情況下，彩色混凝土磚使用2年以后即發(fā)生嚴重褪色和老化，與周邊建筑景觀極不協調，讓人產生一種城市衰敗的感覺。因此，混凝土磚在城市建設中被大量使用近20年后，正有被一些性能好的地磚（如石磚）取代的趨勢，這從昆明市各混凝土磚生產企業(yè)普遍不景氣的狀況中看出來。2.2.2石質磚石材是人類歷史上最早使用的建筑材料之一，許多世界著名的石建筑、石雕塑都記載著人類文明史的發(fā)展歷程和人類的聰明才智，構成了獨具特色的石文化。中國擁有十分豐富的天然石材資源，已開發(fā)的大理石、花崗石、板石、砂巖遍及全國各省、市、區(qū)，各類花色品種齊全。目前已納入國家編號的花崗石有240個品種、大理石58個品種、板石8個品種。近二十年來，中國石材工業(yè)迅猛增速發(fā)展，石材工業(yè)在中國國民經濟中的地位不斷提高，年平均增長速度超過15%，成為中國建材工業(yè)中發(fā)展最快的產業(yè)之一。隨著國民經濟的發(fā)展、城鄉(xiāng)建設步伐的加快，大理石、花崗石、人造石等產量快速增長，石材消費總量迅速上升，已成為世界第一大石材生產和消費國，石材產業(yè)初具規(guī)模，已形成了北以山東為主，南以福建和廣東為核心的石材深加工基地。據中國石材協會統計，近年來，中國每年應用石材產量都在8000萬到1億平方米左右，未來58年內，中國石材國內市場仍將呈現供需兩旺的態(tài)勢。其主要拉動因素是：北京2008奧運會和上海2010年世博會臨近，城市改造、建筑裝修等行業(yè)需要大量石材供應；中國加快中西部地區(qū)的城鎮(zhèn)化建設，城鎮(zhèn)基礎設施建設、園林建設、環(huán)境建設、水利建設、公路修筑、家庭裝修都離不開石材。中心城市的經濟活動和建設對周邊地區(qū)和城市將產生重大影響。中國石材產品的應用范圍和應用市場還將進一步擴大。2002年，北京應用石材1860萬平方米，上海應用石材2200萬平方米，天津、大連、廣州、深圳、福建的不少城市，應用石材數量也相當可觀。2003年中國生產出來的1.9億平方米石材，有2/3用于供應國內市場，1/3出口。自從昆明99世博會后，天然石磚被廣泛地用于園林、道路、廣場，起到了良好的裝飾效果（如世博園、金馬碧雞廣場），人們已經充分認識到樸素無華的天然石材比顏色鮮艷的混凝土磚更具裝飾性，因此，近年來，石磚在昆明市園林、景觀、道路新建、改建、翻新中普遍使用，打破了混凝土磚一統天下的局面，擠占了混凝土磚1/3的市場。石磚的優(yōu)異性能和良好的裝飾效果不容諱言，其過高的價格和有限的資源量限制了在更加廣泛的公共場所應用。因此，相當長一段時間內，石材、混凝土磚并存的局面不會改變，本項目將在昂貴的石材和性能差的混凝土磚之間找到市場切入點。2.2.3傳統道路材料存在的主要問題石材磚的質量和裝飾效果非常好，在道路裝飾中近幾年來得到了迅猛發(fā)展。昆明市場的石磚大部分來源于路南石林附近，路南石材已經家喻戶曉，但是隨著石林地質遺產公園申報成功和旅游環(huán)境保護力度加強，石林保護區(qū)范圍大幅度擴大，天然石材資源接近枯竭。這樣，昆明的天然石磚就必須依靠從更遠的地區(qū)采集，無疑大幅度提高了運輸成本，提高了建設工程成本，這是建設單位不能回避的問題?；炷链u的最大優(yōu)勢在于價格低廉，但近年來，由于水泥價格上漲，導致混凝土磚的生產成本大幅度上升，因混凝土磚的生產企業(yè)一般是小廠甚至作坊式工廠，為了降低成本，往往減少水泥用量，結果導致混凝土磚的質量下降，大部分市場被石材擠占，呈現全行業(yè)不景氣的局面，有相當多的小企業(yè)被迫關閉。這種磚已經不適應城市現代建設的需要。更為重要的是：傳統的路面材料沒有環(huán)保和生態(tài)功能。一方面它們大量消耗天然資源，另一方面因其自身的特征，已經不適應城市生態(tài)環(huán)境改善的要求，必將退出歷史舞臺。2.2.4市場預測2004年，昆明市人均擁有道路面積6.24m2，市區(qū)道路面積1182.64萬m2，其中人均擁有道路面積僅為全國城市平均水平的60%。按人行道面積為道路面積的20.5%估算，昆明市市區(qū)人行道面積為242.3萬m2，按每年翻新率20%計算，年地磚的需求量在48.5萬m2以上?，F代新昆明的建設必將拉動龐大的城建規(guī)模，滇池盆地城市人口可發(fā)展到450萬人，城市建成面積460km2，在現有基礎上將新增城市建成面積308 km2，新增城市人口205萬，為了達到園林城市的標準，人均道路面積必須達到15 m2以上，相當于在10年左右的時間內將新增人行道面積630.4萬m2，平均每年的地磚需求量在63萬m2。2003年，昆明市人均住宅面積12 m2，按庭院道路面積占20%計算，小區(qū)庭院面積為384萬m2，累計使用地面磚384萬m2。隨著新昆明的建設，昆明市人均住宅面積要達到20 m2，中心城市人口250萬人，需新增建筑面積3080萬m2，新增庭院面積616萬m2，假設這些大型建設工程在10年內完成，則每年需地面磚61.6萬m2。此外，文化廣場、園林景觀、休閑場地、環(huán)湖景觀大道、沿江景觀的建設將是新昆明建設中著力顯現的特征，按照目前的發(fā)展態(tài)勢和規(guī)劃，與建筑特點相宜的地面材料需求量每年在20萬m2以上。因此，在未來的發(fā)展中，昆明每年的地面磚需求量在193萬m2以上，市場份額將由石材、混凝土磚、新型地面材料共同分享。2.3 裝飾材料低溫陶瓷復合材料用于生產裝飾材料的顯著優(yōu)點是：成本價格低廉規(guī)格尺寸可任意設計色彩可任意選擇3、工藝技術方案3.1生產工藝3.1.1工藝流程選擇用工業(yè)廢渣制備低溫陶瓷復合材料是昆明理工大學具有自主知識產權的專利技術，該技術的關鍵工藝包括三方面：一是原料處理階段，需要對廢棄物進行處理，使其原始硅酸鹽礦物解離而處于活性狀態(tài)；二是復合配料階段，活性礦物、填充改性材料、添加劑的水溶液必須充分混合均勻，并根據產品成型要求控制含水率；三是養(yǎng)護強化階段，在蒸汽作用下，混合料中的物質發(fā)生化學反應而使產品逐漸具有強度。在這一基本要求下，選擇已經十分成熟、但節(jié)能效果好、沒有高溫煅燒工藝的蒸壓工藝。這一工藝除能滿足低溫陶瓷復合材料的生產外，還能生產蒸壓磚等產品，可以多用途?？故袌霾▌幽芰^強，而產品的工程化柔性生產能力顯著提高。3.1.2工藝流程粗磷渣堆場水添加劑2添加劑1配制配料機料斗余熱干燥機裝載機轉運計量電子計量粉磨皮帶輸送機提升機發(fā)泡劑提升機粉體料斗攪拌機螺旋給料機料漿斗模具清理模具成型碼放冷凝水預養(yǎng)護返 回模具清理脫模碼磚余熱蒸汽蒸 汽蒸壓燃煤鍋爐轉運加工成品圖2 工藝流程圖3.1.3 工藝簡述本工藝主要由五個工段組成：原料處理、添加劑配制、混料成型、養(yǎng)護、成品測試與堆放。（1）原料處理工段：粗磷渣經汽車運輸到廠堆場，自卸。采用裝載車進行轉運。約占磷渣總量的30%廢渣需要粉磨，但因含水，需要進行干燥，干燥熱源來自鍋爐或干燥機。干燥后的磷渣用皮帶輸送機送入球磨機上的料斗，料斗下安裝圓盤給料機，均衡加料，經粉磨后的磷渣粉用斗式提升機提入貯料斗，料斗下端安裝螺旋給料機，接口到配料機。為調整產品的組成和顏色，需要配備兩個粉體料斗。約占磷渣總量70%的粗鱗渣可能含有大塊，適合先經過振動篩分，再轉運到配料機料斗。粉體和骨料經自動配料后用爬升機提入攪拌機。（2）添加劑配制工段：包括兩個單元，首先是bsl的生產單元，兩種物料經過配料后放入壓力釜，在蒸汽加熱條件下反應一定時間后出料，靜置沉降，清液送入貯罐備用；在生產時，把生產好的bsl與cat和水經過計量后在反應器中進行反應，當溫度下降到30以下時，可以使用，用泵在控制流量的情況下加入到攪拌機。（3）攪拌成型工段：粉體、骨料、添加劑水溶液、發(fā)泡劑在此強制混合，攪拌順序為：先加骨料、再加粉體、然后再加添加劑，干混1-3min，再加水攪拌3-5min?；旌狭闲度胂铝隙?，通過螺旋輸送機強制出料，并加入已經涂好脫模劑的模具中，振動成型，然后連同模具一起放在車架上。每班作業(yè)完成后，需要對攪拌機、管路各部位粘附的物料進行清理。為了使產品多元化，在本工段預留場地安裝砌塊成型機1臺、2臺8孔壓磚機。（4）預養(yǎng)護工段：約30min發(fā)泡完成，切割多余物料（返回配料），模具車架一般碼放5層，連車帶模送入預養(yǎng)室進行預養(yǎng)。其目的是使坯體盡早建立早期強度，以滿足脫模，提高模具周轉率的同時，提高了整條生產線的設備利用率。預養(yǎng)至滿足脫模要求時即可脫模，模具返回使用，生坯碼放到養(yǎng)護車進蒸壓釜，進一步提高強度。本工段建造3條預養(yǎng)護室。（5）蒸壓工段：由4條蒸壓釜、平車、擺渡車、輕軌、卷揚機組成。預養(yǎng)護制品經過碼坯后，送入蒸壓釜，按照升溫2h，恒溫6h，降溫2h的工作制度操作。降溫過程中的蒸汽一方面排入另外的蒸壓釜升溫，同時送入預養(yǎng)室。（6）成品測試與堆放工段：經蒸壓后的產品必須經過抽樣測試，嚴格確保質量要求。測試指標包括外觀質量、抗壓強度、抗折強度、抗凍性、吸水率、耐磨性、透水系數等。成品可以露天碼放，碼放場地平整，碼放時，磚面對磚面。（7）加工：對于特殊用戶提出的產品尺寸，需要二次加工，主要為切割機和拋磨機。3.2主要設備選型（1）破碎機：主要用于塊狀磷渣、爐渣和生產過程廢品的破碎。選用pe150400型顎式破碎機。安裝于磷渣堆場。該機每小時處理原料為14噸，磷渣顆粒的連接十分疏松，生產效率很高。選擇一臺，就能滿足生產需要。主要性能參數見表8；表8 顎式破碎機性能參數名稱參數名稱參數進料口尺寸（）150400電機型號jo3-112m-4排料口調整范圍（）1040電機功率（kw）15.0偏心軸轉速（r/min）300電機轉速（r/min）1500生產能力（t/h）14外形尺寸（）875745935設備自重（）1100（2）干燥機：主要目的用于除去水淬磷渣中的水分，便于后續(xù)粉磨工藝。干燥的溫度條件不苛刻，經計算，選擇一臺2.214m的回轉筒式干燥機能滿足要求。干燥機前需要配置皮帶機和給料機，后需要配置提升機和料斗。（3）球磨機：全年需要磨磷渣為主的物料6.0萬噸左右，選用一臺型號為f1.837m的球磨機，該機理論平均生產能力為15t/h，日生產能力為180噸。因磷渣的易磨性較好，基本能滿足需要，其性能參數見表9；表9 球磨機性能參數名稱參數名稱參數筒體轉速（r/min）24電機功率（kw）245給料粒度（）25電機轉速（r/min）735平均生產能力（t/h）15電壓（v）380該機前與干燥機系統配合，后需要配置提升機和貯料罐。（4）貯料罐:主要用于貯存粉磨過的礦物摻和料。由于球磨機的日生產能力為180噸，磷渣的堆積密度為0.81.0噸/m3，考慮至少3天的貯量，需要建設2個300m3的圓形貯罐。每個罐下方都需要安裝出料裝置及電子計量秤。（5）斗式提升機：統一選擇td315淺斗式，輸送量為9 m3/h,滿足要求，共6臺。（6）皮帶輸送機：統一選b500型，共8條，但各自長度不同。（7）堆土機及散裝車：主要用于原料堆場內物料的轉運。（8）螺旋給料機：用于粉體的輸送及計量。其中最大輸送量為粉磨處理量（2.5噸/h），據此選擇三臺200螺旋給料機即可。（9）料倉：共14個，主要用于需要粉磨物料、骨療、中間配料的貯存和中轉。此外，在干燥機、球磨機的錢后過渡需要安裝小料斗。（10）攪拌機：用于粉體、磷渣顆粒、添加劑的混合攪拌?？蛇xjs500雙臥軸式強制式攪拌機兩臺，其性能指標參數如表10：表10 js500雙臥軸式強制式攪拌機主要技術參數項目參數項目參數型號js500卷揚電機型號yez132s-4-b5出料容量500l功率5.5kw進料容量500l水泵電機型號50dwb20-8a生產率25 m3/h功率750w攪拌葉片轉速35r/min料斗提升速度18r/min數量27外型尺寸運輸狀態(tài)305023002680工作狀態(tài)446130502680攪拌電機型號y180m-4整機重量4000功率18.5kw卸料高度1500需要對該機的水泵系統，計量系統進行改進。（11）振動臺：用于漿體的充型和密實化，與2臺攪拌機配套使用。據此設計8臺臺面尺寸為140001400振動臺即可滿足工藝要求。設備參數除振幅與頻率外沒有太多的要求，可以自制，主要構件為臺面、振動架、底座、電機。表11 振動臺主要技術參數項目參數項目參數電源220-240v振動次數：3000轉/min頻率50hz臺面尺寸13251250（12）平車：用于制品碼放，并推入蒸壓釜養(yǎng)護。寬度1400mm，長度2000mm。，理論需要約100張車。（13）預養(yǎng)室：要與前端的成型和車架以及后端的蒸壓工藝銜接起來。每16h周轉1次，經可能每次預養(yǎng)護半成品剛好滿足1蒸壓釜的需要。1蒸壓釜可養(yǎng)護38m3產品，可消化28張預養(yǎng)護支架的半成品，折合長度23m。這樣，單個養(yǎng)護室的內腔尺寸為：寬1400mm，窯墻凈高1840mm，長23000mm。需要這樣的預養(yǎng)室6條。設計成并列隧道式，兩頭用吊拉門密封，內通蒸汽，溫度設定值為3050。內層用磚砌筑或混凝土整體澆注，中間加保溫材料，外層用鐵皮封閉或者紅磚砌筑。預養(yǎng)的目的為合理加快磚體生坯的凝結硬化速度，在保證磚坯脫模強度、外觀質量的前提下縮短脫模時間，提高模具周轉率。其預養(yǎng)時間及預養(yǎng)溫度與氣溫和磚坯含水率有關，參考預養(yǎng)護制度如下表13：表13 參考預養(yǎng)護制度預養(yǎng)溫度預養(yǎng)時間靜停室溫18206h升溫25352h恒溫35408h（14）蒸壓釜：每10h周轉1次。需要4條整壓釜，規(guī)格為f200021000mm。承壓1.25mpa。每釜生產能力為38 m3產品。建議蒸壓制度為：表14 參考蒸壓制度蒸壓溫度蒸壓時間進釜升溫室溫1842.0h恒溫1841846.0h降溫倒氣和出釜35402h蒸壓釜必須具有相互倒氣的功能，并在兩個蒸壓釜的壓力平衡后，還進一步具有向預養(yǎng)室供汽的能力，從而實現熱量的充分利用。（15）輕軌：用于新型墻板生產線及廠內半成品和產品的輸送，約需11300m。（16）擺渡車：6臺。（16）卷揚機：2臺，10噸型。（17）墻板成型機：8臺。（18）添加劑bsl制備裝置1套：包括反應釜，泵閥，沉降池，貯料罐。（19）添加劑復配裝置：用于激發(fā)劑的配制，上端設置攪拌裝置，bsl、水和cta進料和計量裝置，下端設置液體計量裝置，并與混合料攪拌機連接配套。可自制兩個容量為10m3液體罐可滿足要求，其規(guī)格為20003000。（20）切割機：用于火山石片材切割加工，最小切割深度300mm，可選擇一臺石材切割機。（21）條紋加工機：一臺，主要用于特殊制品的加工。（22）砌塊成型機：選擇1臺混凝土液壓成型機。（23）其它設備：裝載車、叉車各2臺。（24）機加工設備：機床，鉆床，銑床，電焊機，鋼材切割機各1臺。（25）分析測試設備：常規(guī)化學分析儀器1套，水泥膠砂試件攪拌和成型裝置1套，萬能試驗機1臺，抗折試驗機1臺。4、工藝布置本項目工藝由五個工段組成：原料處理、激發(fā)劑配置、攪拌成型、養(yǎng)護、成品堆放。1）原料處理工段：包括裝載機、破碎機、干燥機、球磨機、提升機、粉體料倉等設備，前端布置磷渣堆場。2）添加劑劑生產工段：包括反應釜、沉降罐和產品罐，并留有固體原料堆放和上料空間，液體輸送采用泵。3）配料成型工段：包括配料機、皮帶輸送機、強制攪拌機、壓磚機、砌塊成型機振動臺、添加劑復配裝置等設備，兩側留有模具清理和堆放區(qū)，通過輥道、擺渡車與后續(xù)工段連接。4）養(yǎng)護工段：布置6個預養(yǎng)室、脫模場地、4臺蒸壓釜，擺渡車、卷揚機和輕軌。5）成品加工與堆放工段：包括輕軌、擺渡車，用于產品進出養(yǎng)護室和空車回轉。同時把切割加工設備布置在產品堆場附近。工藝設備清單表17 主要機電設備表一覽表序號設備名稱單位數量規(guī)格/型號安裝功率生產廠家（kw）1球磨機臺3f1.837735.0四川峨眉興德機械2破碎機臺2pe15040030.0昆明重機廠3螺旋給料機臺620018.0昆明輸送機械廠4斗式提升機個3td315100.0昆明輸送機械廠5粉體料倉臺2300m30.0自制6裝載車輛10.0機電市場7料倉套144000400060000.0自制8皮帶輸送機條8b50024.0昆明輸送機械廠9電子秤臺4max500kg2.0昆明衡器廠10液體儲罐個2200030000.0自制11添加劑復配攪拌機臺26.0自制12雙臥軸強制式攪拌機臺2js50048.0機電市場13振動臺臺81325125017.6自制14平車輛100220014000.0自制15鍋爐臺14t0.0已有16預養(yǎng)室座614001840230002.0自制17蒸壓釜座4f200021000mm6.0四川峨眉興德機械18蒸汽管道、泵套1各種規(guī)格7.5市場購買19擺渡車輛6220012000.0自制20輕軌m1130018kg/m0.0鋼材市場21卷揚機臺25.0噸15.0機電市場22添加劑bsl制備裝置 套115.0自制23干燥機臺12.214m18.524切割機臺111.0機電市場25條紋加工機臺15.5機電市場26叉車臺20.0機電市場27化學分析儀器套10.0化玻儀器公司28試樣檢測套11.5昆明科析成套設備公司39性能測試套15.0昆明科析成套設備公司30砌塊成型機臺355.5 西安銀馬實業(yè)合計11235、主要原材料及動力供應5.1主要原材料5.1.1主要原材料的組合原理低溫陶瓷復合材料的主要原料有：以磷渣為代表的工業(yè)廢渣、激發(fā)劑、表面活性劑及促硬劑、發(fā)泡劑。各種原料的性質與作用機理如下：工業(yè)廢渣：可以采用磷渣、粉煤灰、鋼渣、礦渣、鑄造廢砂，是低溫陶瓷復合材料的主要原料，使用時，首先把部分廢渣進行物理活化，在激發(fā)劑、表面活性劑及助劑的配合下處理成為膠凝材料，然后用該膠凝材料與原狀固體廢渣進行復合，并經過低溫陶瓷化處理，最終聚合成以低c/s長鏈為主的化學鍵合陶瓷體。激發(fā)劑：一種高效廢渣玻璃體解聚劑，可滲透到廢渣玻璃體內部，促使原始的硅酸鹽網絡深度解體，形成活性單體，為低溫陶瓷二次網狀結構的建立提供基礎。表面活性劑及助劑：是一種高效分散劑，使用它可降低用水量，提高膠凝材料的分散性，將對材料的強度、抗凍、抗?jié)B等一系列物理力學性能產生良好影響。同時保證材料生產過程中良好的工作性。促硬劑：提高制品的早期強度，便于脫模，提高生產效率。發(fā)泡劑：在復合漿體中，因化學反應而產生氣體，導致材料泡沫化。此外，為了改善材料的性能、提高裝飾效果，可以采用不同類型、不同顏色的固體廢渣進行搭配組合。5.1.2主要原材料用量1）低溫陶瓷復合材料配方及材料需要量：表18 配方和材料耗量原料廢渣粉粗廢渣bslcat發(fā)泡劑表面活性劑水質量% 751754.32.50.050.315年需要量/噸750001750003860315045216135005.1.3主要原材料來源和產地本項目的主要原料是磷渣、粉煤灰、冶金渣等固體廢棄物，這些廢渣的基本情況如下：磷渣：是本項目的主要原料，是黃磷生產過程中的玻璃狀固體廢渣，一般情況下，每生產1噸黃磷，需要產生812噸磷渣，因磷渣中含有磷和氟，可通過雨水淋溶造成環(huán)境污染。僅嵩明、尋甸縣境內就有多家黃磷企業(yè)，每年產生磷渣70萬噸，目前除少量用于水泥生料配料外，大部分以堆存為主。粉煤灰：是火力發(fā)電企業(yè)燃煤發(fā)電產生的固體廢渣，粉煤灰除少量在水泥、混凝土和墻體材料領域得到應用外，大量低質粉煤灰仍主要以堆存為主，本項目所使用的粉煤灰可從越鋼電廠、白水電廠獲得。礦渣：是煉鐵過程產生的玻璃體廢渣，主要成分為硅酸鈣、鋁酸鈣，主要用來調整產品的化學組成，非必要材料。爐渣：燃煤鍋爐產生的廢渣，因疏松多孔，主要作為填料，以降低產品的密度。爐渣可從有關化工企業(yè)獲得。添加劑：本項目添加劑全年總用量為3600多噸，在昆明、曲靖附近的化工企業(yè)或化工市場購買，然后利用工廠條件進行生產和服配。因添加劑原料非緊俏品，受市場波動的影響很小。5.2 給水本項目用水主要指生產用水，并主要以原料處理和蒸汽養(yǎng)護為主。原料配方用水：理論用水142kg/ m3；蒸汽：理論耗汽量為307.6kg/ m3；此外尚需產生少量洗滌用水，約占生產用水的20%，用量為28.5kg/ m3，經處理后用于生產；總用水量為478.1 kg/ m3，蒸汽冷凝后的冷凝水回用于混合料料配制，基本不外排，返回配料用（設蒸發(fā)損失為40%）；洗滌與生活廢水回用于生產的比例為80%。因此，每年需要實際給水：總用水：47810噸，其中由廢渣帶入7200噸，循環(huán)利用20736噸，補充用水19874噸。無外排生產廢水。5.3 供電從表17的設備表中，總安裝功率1200kw，需要安裝2臺600kva的變壓器。5.4 供汽年理論最大耗汽量為30760噸，小時用汽量為1.538噸，購置一臺4噸鍋爐足以滿足生產需要。6、項目建設條件及廠址方案6.1項目建設單位6.1.1項目承擔單位：云南南磷集團 云南藍德化工有限公司 顧承東6.1.2技術協作基本情況昆明理工大學是一所以工為主，理工結合，兼有經濟、管理、文學、法律、教育等多學科的綜合大學。是云南省規(guī)模最大、辦學層次和類別較為齊全的重點大學，屬中國著名大學之一。昆明理工大學現設有18個學院、1個研究生院和2個教學部，有60個本科專業(yè)， 4個博士后流動站、2個一級學科博士點、24個二級學科博士點、56個碩士點、18個工程碩士授權領域和1個授權點，有1個國家級重點學科、18個省部級重點學科，9個省院省校合作共建的重點學科， 現有各類學生36000余人，教職工3232名在職中,中國工程院院士1人及兼職兩院院士16人； 學?，F有1個國家級工程研究中心、3個省級重點實驗室、1個教育部共建重點實驗室、2個省部級檢測站、2個省級產學研聯合開發(fā)中心、2個省級示范實驗室，1所甲級資質的設計研究院和1所甲級資質的環(huán)評所。早在20世紀80年代，昆明理工大學就在全國率先開展了固體廢棄物資源化科學研究，1995年申報成功了固體廢棄物資源化國家工程研究中心，一舉確立了昆明理工大學在固體廢棄物資源化領域的國內領先地位，經過20多年的積累，已經形成了獨具特色的廢棄物復合材料研究方向。近5年來，昆明理工大學創(chuàng)造性地開展了用工業(yè)廢渣制備低溫陶瓷復合材料的研究，得到了云南省自然科學基金和國內多家大型企業(yè)的資金支持，建立了具有自主知識產權的專利技術保護群，多項研究成果處于國內先進水平，目前用工業(yè)廢渣制備低溫陶瓷復合材料的多項核心技術已經成熟，達到了實施產業(yè)化的技術條件。6.2 建設場地項目選在云南省嵩明縣楊林工業(yè)開發(fā)區(qū)7、總圖運輸及公用工程7.1總平面布置7.1.1總平面布置原則（1）遵守國家有關方針政策，執(zhí)行國家有關標準規(guī)范和規(guī)定；（2）滿足工藝生產流程，使其順暢合理，布置連續(xù)緊湊，節(jié)約土地資源，便于生產管理；（3）輔助設施靠近服務對象，供電系統臨近于用電負荷中心，以減少連接管線和降低能耗；（4）創(chuàng)造良好的生產環(huán)境，達到功能區(qū)分明確，保持清潔的廠容和廠貌，避免交叉污染，在廠區(qū)空地進行綠化，種植花草樹木，立足把工廠建設成為環(huán)境友好型企業(yè)，有利于生產工人的身心健康和實施文明生產、安全生產。7.2建筑結構及土建7.2.1設計依據（1）地震、地址等自然條件地質情況：該廠址位于楊林工業(yè)園區(qū)，按現場觀察，無不良地質情況；地震：按建筑抗震設計規(guī)范gb50011-2001規(guī)定，抗震設防烈度為7度。（2）建筑材料工程需要的水泥、鋼材、磚、石、砂等均由當地提供。（3）施工安裝條件一般具有國家二級以上安裝資格證書的單位可承擔本工程項目的施工和安裝，對于像蒸壓釜類特種設備，需要生產廠家安裝。7.2.2建筑設計生產廠房：按照各專業(yè)提供的可研設計條件，在滿足生產工藝的前提下，力求經濟、美觀、實用。對生產類型不同的廠房，根據其生產特點，對防腐蝕、防風、通風、采風、環(huán)境衛(wèi)生等有特殊要求的區(qū)域采取相應措施。結構設計：（1）結構造型的原則是先進、可靠、經濟、合理；（2）盡量就地取材，降低建設成本；（3）結構形式：根據建筑物的跨度、高度、層數、荷載情況和使用要求，祥見建構筑物表；（4）設計中貫徹一體化、輕型化、露天化原則，優(yōu)先選用新結構、新材料。表20 建筑結構特性表序號子 項 名 稱基 礎結構類別屋面構造1原料棚砼地面鋼結構彩色壓型鋼板2粉體罐砼基礎砼框架局部遮蓋