年产3万吨方解石矿开发超微细重质碳酸钙粉体功能新材料项目可行性研究报告(编辑修改稿)

年产3万吨方解石矿开发超微细重质碳酸钙粉体功能新材料项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

品一复合 钛白粉已进入了中试阶段，以重质碳酸钙为主要原料，恩施州就地取材的其他非金属矿粉为辅，运用现代纳米材料进行改性复合，无机包膜等新技术的市场紧缺， 用途广泛，附加值高的系列复合功能粉体材料也陆续在实验室开展了前期研究工作。 咸丰鑫山矿业 有限公司紧紧依靠科技，瞄准粉体科技前沿，加强科技成果转化，走独，特，新，高的开发路子，从产品开发速度和已生产产品进入市场的应用情况分析，市场竞争能力后劲足，前景十分广阔。 从产品的国际市场需求和产品的科技含量看， 产品进入国际市场大有希望，并有一定的竞争能力。 目前，该公司与武汉 外贸进 出口公司建立了良好的合作关系。 有了先进的工艺和个性化的产品，有科研单位为技术依托，只要把握产品质量，积极促销，打开国际市场销售渠道，产品在国际市场上也具有一定的竞争力。 （三） 产品价格分析 1998年由于东南亚经济危机，重钙粉在国际市场也不例外，尽管如此，销售毛利润也在 20％以上。 2020 年以来，重钙粉的价格开始回升，尤其是超细活性重钙粉的价格普遍高于普通重钙粉，销售利润在 30％一 50％，这种利润水平一直维持到现在，估计这种利润水平在较长时间里只会上升不会下降。 国际市场普通重钙粉每吨均价为 100 美元左右，钙 粉吨均价在 200— 300 美元之间。 国内超细重钙粉的价格与含钙量、 Fe203的含量、白度有很大的关系。 含钙量在 90％ 以上，白度越高、 Fe203含量越低，则价格越高。 本项目原材料含钙量，白度、 Fe203含量与国内同类原材料相比优势明显，产品价格也会高于同类产品。 目前，国内改性粉体均价在1500 元 /吨以上，改性母料均价在 5000 元 /吨以上，复合钛白粉 均价在 8000 元 /吨以上。 本项目产品种类丰富，个性化强，产品档次高，参照国内同性质产品最低价格，拟定产品均价为： ①不同规格、用途的改性粉体： 1200 元／吨 ② 不同规格、用途的改性母料： 3500 元／吨 ③不同型号的复合钛白粉： 7000 元／吨 第三章 产品方案及生产规模 一、 产品方案的选择 进 入 20 世纪以来，我国碳酸钙工业已有很大的发展，但品种发展很不平衡， 800 目以下的重钙粉生产厂家已遍布全国，供应能力较强，完全能满足市场的需求，超细活性重钙粉的生产规模不足，我国超细活性重钙粉市场一部分被国外产品所占领，有部分企业仍使用轻钙粉，与国外市场重钙粉用量大于轻钙粉用量恰好相反。 改性填充剂方面我国近几年才开始发展，大部分还是依赖进口。 因此，本项目产 品方 案确定在 2020 目以上多规格超细粉体、多规格改性粉体填充剂，聚烯烃填充系列母料、复合钛白粉、以超细粉体为主要原料的其他复合型功能性粉体是完全有依据的。 二、 产品方案选择是否符合国家产业政策、行业发展规划、技术政策、产品结构和清洁生产的要求。 我国无机盐行业在世界上占有重要的地位，生产量居世界前列，为超细粉无机盐粉体材料的发展提供了良好的条件，我国无机盐行业正朝着微细化 、 高纯化 、 功能化 、 精细化和复合化方向发展。 本项目的产品方案符合这一行业的发展规划。 三、 生产规模的确定原则和理由 咸丰县方解石储量丰富，随 着沪蓉高速公路和宜万铁路的开工建设，交通运输较为便利。 咸丰电力充足，供应有保障，经过 3万吨的建设、投产，企业积累了经验，市场相继拓开。 本报告拟定生产规模在 3万吨 左右。 具体如下： ①不同规格，不同用途的改性粉体： 1万吨 /年 ② 不同规格、特殊用途的改性填充母料： 1 万吨 /年 ③复合钛白粉： 1万吨 /年 （四） 产品方案确定 本项目产品由三大类别组成：一是超细重质碳酸钙粉 体，主要用于建筑材料行业；二是改性重质碳酸钙系列产品，包括各种改性重质碳酸钙粉体及填充改性母料系列；三是复合钛白粉，主要是替代 钛白粉，解决钛白粉生产中的资源短缺，降低环境污染，提高钛资源利用率，为客户降低生产成本，用于涂料、油漆、橡胶，塑料制品、化工产品及颜料等行业。 改性产品种类 ①改性重质碳酸钙粉体 根据不同的应用目的，开发不同品种的改性粉体，包括塑料用、橡胶用，涂料用、造纸用等。 ②填充改性母料 主要应用于塑料，包括一般填充用料和填充改性用料。 复合钛白粉 复合钛白粉是充分利用超细，高白度重质碳酸钙为主要原料，精选结构外型和粒度分布等与钛白粉类似，且表面具有反应活性的其他矿物为基本原料，运用纳米技术经改性复合制备、无 机包膜，粉体均化等新技术精制而成。 它是一种新型的复合白色颜料，具有与钛白粉近似的物化性质，在使用中可取代价格昂贵的钛白粉。 第四章 工艺技术方案 一、 工艺技术方案的选择 （一） 原料路线确定的原则和依据 超细重质碳酸钙的加工属物理性加工，原料为碳酸钙矿。 我国重钙资源丰富，已探明储量为 19 亿吨，大部分碳酸钙矿质量纯，含量可达 98％以上，白度高 (90％以上 )，一般不需经过浮选和其他去杂质工艺即可作为生产超细重钙粉之用。 距咸丰县城 27 公里的咸丰县 尖山乡 方解石储量丰富，经地质部门勘测，优质方解石 E级以上储量为 650 万吨。 经化学分析，矿石的碳酸钙含量达 96％以上， Fe203仅为 ％，白度 95％以上，硬度为 3， 相对 密度为 ， 分解温度825℃， 水溶液 PH值 89，方解石的比热为 ，另外方解石矿中含有有益的人体健康的微量元素 Zn 和稀有元素 Se， 为我国少有的优质方解石资源。 本项目拟采用该矿石作为产品基本原料。 （二） 工艺方案 超细重钙粉生产工艺有干法和湿法两种。 干法生产工艺：首先手选从采石场运来的方解石，用破碎机进行粗粉碎，再用雷蒙磨 (摆式 )粉碎得到细粉，最后用分级机进行分级，符合颗粒 要求的粉体作为产品包装入库，其他的返回雷蒙磨再次研磨。 干法工艺流程为：矿石 → 粗碎 → 水洗 → 风干 → 中碎 → 细 磨 → 空气分级 (小于 50μ m 的作为粗磨碳酸钙产品或作为湿法工艺的给料 ) → 干式砂磨 → 空气分级 → 填料碳酸钙 → 气流磨 → 填料级碳酸钙 (60％的小于 2— 5μ m)。 采用以上干法工艺能生产出粒径小于 10μ m (97％ )、小于 2μ m (80％ )的造纸填料用重质碳酸钙。 但加工过程电耗高，粒度分布稳定性差，适用范围受限，同时其副产物在造纸工业上难以应用，大规模生产受到限制。 湿法生产工艺：先将干法细粉制成悬浮液，置于研磨机按 细度分级研磨，经脱水、干燥后便得到不同细度的重质碳酸钙。 湿法工艺流程为： 配料 → 混合 → 中间缓储 → 一级研磨 → 二级研磨 → 三级研磨 → 分筛 → 干燥 → 包装。 采用这种生产工艺，其产品粒度分布可通过研磨工艺条件进行控制，使粒度分布范围窄，磨耗低，生产流程较干法长。 湿法生产与干法生产相比，纯度高、粒度细、质量稳定、超细加工效率高、成本低，可实现无尾矿作业，本项目选用湿法生产工艺。 为了适应各种工艺的超细碳酸钙填料不断增长的用量及日益严格的质量要求，我国对超细碳酸钙加工设备在引进、吸收国外先进技术的同时进行了改进和提高，设备 价格是国外的 1/2。 由张家港市通汇化工机械有限公司生产的 PB — 500 型切片机，是目前国内最先进的研磨设备，单位产品能耗比同类产品低 30％左右，生产能力高于同类设备，价格是国外的 1/2；江苏靖江新天地干燥机械有限公司生产的1600型烘干机生产率、能耗在国内处于领先水平。 兰州兰泰塑料机械有限公司生产的 ST— 168H 同向双螺杆配混挤出机是目前国内最先进的 造粒设备，该公司是由原化工部化工机械研究院橡塑机械研究所为主体的高科技企业，研究开发双螺杆挤出机已 40 多的历史，是中国同向双螺杆挤出机的诞生地和发源地。 定量包装设备选用国家定点计量设备企业常熟市三禾计量设备厂生产的 DCS— 25WC 型电子定量包装机。 主要设备推荐使用以上厂家的产品。 （三） 技术方案 改性重质碳酸钙粉体 主要采用偶联剂，高分子表面处理剂进行表面处理。 本项目产品的偶联剂为钛酸脂、铝酸脂，根据性能、用途及成本因素进行调整，生产适宜的产品。 这类产品主要用于塑料，涂料。 对于橡胶用的改性粉体，主要采 用高分子表面处理剂结合偶联剂的方法进行表面改性。 造纸用的改性粉体，有粉状和浆料状两种形式。 其中浆料是主要的供应形式，要求固分高，白度好，粘度低，稳定 性好。 根据这一要求主要采用高分子分散剂，表面处理剂、流变改性剂制成稳定的浆料。 填充改性母料 主要应用于塑料制品，它是将重钙粉配成的偶联剂，其他改性剂、流变加工助剂、载体树脂等经过挤出造粒而得。 复合钛白粉 复合钛白颜料以本地优质方解石资源，经湿法加工成具有一定粒径及粒径分布的超细粉体，再在分散状态下，对其表面进行活化，引入反应点后，与同样具有一定粒径 及粒径分布的经过表面改性处理的钛白粉颗粒杂化复合，得到的以重质碳酸钙为核，以表面结合的钛白粉颗粒为壳的核 — 壳型复合颗粒颜料。 以重质碳酸钙为载体，负载钛白粉颗粒的设计思路，该复合钛白粉颜料可有效提高涂料中钛白颜料的遮盖效率，即在钛白颜料加入量显著减少的情况下，可以获得同样的遮盖率。 与纯钛白颜料相比，可大幅度降低涂料的生产成本，同时减少环境污染。 这样得到的复合钛白粉，既发挥了钛白粉的特性，又大大降低了钛白粉的成本，用于涂料、造纸、化纤、塑料、橡胶等二十多个行业。 复合钛白粉除比市售钛白粉的白度明显提高外，经测试 ，各种性能均优于市售钛白粉，不仅克服了普通钛白粉易产生黄相的弊病，而且包覆层 Tio2： 偶联剂、助剂、流变助剂 粒径可达 5 nm，使其应用性能明显增强，完全能够成为钛白粉的替代品投入生产使用，使成本大大降低。 （四） 产品工艺流程 超细粉体 原矿 → 粗碎 → 水洗 → 风干 → 细碎 → 收集 → 打浆 → 湿法研磨 → 分筛 → 烘干 → 秤重包装 → 入库 超细粉体改性工艺 原矿 → 粗碎 → 水洗 → 风干 → 细碎 → 收集 → 打浆 湿法研磨 → 分筛 → 烘干 → 秤重包装 → 入库 主要应用于橡胶、造纸、高档涂料等行业的个性化要求的产品。 母料生产工艺 合适粒度的重钙粉原料 → 偶联剂、其 他改性剂、流变助剂、载体树脂 → 混合 → 粉碎 → 挤出造粒 → 秤重包装 → 入库。 主要应用于塑料，包括一般填充用料和填充改性用料。 复合钛白粉 复合钛白颜料以本地优质方解石资源，经湿法加工成具有一定粒径及粒径分布的超细粉体，再在分散状态下，对其表面进行活化，引入反应点后，与同样具有一定粒径及粒径分布的经过表面改性处理的钛白粉颗粒杂化复合，得到的以重质碳酸钙为核，以表面结合的钛白粉颗粒为壳的核 — 壳型 复合颗粒颜料 (工艺流程如图一所示 )。 方解石 粉体化 表面活化处理 复合粉 微细化 表现酸性处理 分散 杂化复合 复合助理 陈 化 复合颜料 干 燥 图一、复合钛白颜料工艺流程 以重质碳酸钙为载体，负载钛白粉颗粒的设计思路，该复合钛白粉颜料可有效提高涂料中钛白颜料的遮盖效率，即在钛白颜料加入量显著减少的情况下，可以获得同样的遮盖率。 与纯钛白颜料相比，可大幅度降低涂料的生产成本 ，同时减少环境污染。 二、 消耗定额 本项目消耗定额如下表： 序号 项目 单位 数量 1 重钙原矿 吨 3900 2 铝酸脂 吨 600 3 铝锆酸脂 吨 300 4 钛酸脂 吨 700 5 硬酯酸 吨 500 6 流变助剂 吨 5 7 分散助剂 吨 200 8 加工助剂 吨 2500 9 高 /低压聚乙烯 吨 600 10 聚乙烯蜡 吨 1050 11 钛白粉 吨 4000 12 其他辅料 吨 1000 13 石腊 吨 600 14 包装袋 万套 250 15 水 吨 20200 16 电 万千瓦 920 17 煤 吨 6000 新增主要设备 新增设备名称 数量 备注 鄂式破碎机 4 台 4R4119雷蒙磨 2 台 BP500剥片机 8 台 500100型混合机组 4 台 400 型破碎机 4 台 XSW1600粉体干燥机 2 台 双螺杆挤出机 7 台 DCS25FWG自动包装机 2 套 自动传输装置 2 套 2020KVA变压器 1 台 微压汽水炉 2 台 空压系统 1 套 配、变电设备 1 套 给排水装置 1 套 检测、化验设备 1 套 其他 若干 含叉车等 合计 42 台 /套 第五章 原、辅材料及动力供应。