年处理50000吨柳钢高炉瓦斯灰项目可行性研究报告(编辑修改稿)

年处理50000吨柳钢高炉瓦斯灰项目可行性研究报告(编辑修改稿)内容摘要：

化物的形式返回到钢铁工业；回收铅等。 （ 3）回收利用可创造巨大的财富，并大大 降低钢铁冶炼对环境造成的污染和破坏。 （ 4）如果 回收成本低廉，那么 高炉瓦斯灰处理将 有 很大的 市场 前景。 一般高炉瓦斯灰处理 工艺 目前，处理的工艺主要有物理法、湿法、火法等，也可以将这几种方法联合运用。 物理法工艺 物理法处理工艺主要有 2 种：磁性分离和机械分离。 机械分离按分离状态又可分为湿式分离和干式分离。 该工艺的原理是利用锌富集粒度较小和磁性较弱粒子的特性，采用离心或磁选的方式富集锌元素。 磁性分离方法用于高炉粉尘时，要增加浮选除碳工艺，以提高磁性分离的效率。 磁性分离工艺较简单、易行，主要缺点是锌的富集 率较低。 机械分离除工艺简单易行外，对处理后的粗粉可直接用于炼铁，但该法的操作费用较高，富锌产品的锌含量过低，价值较小。 物理法一般只作为湿法或火法工艺的预处理工艺。 湿法工艺 湿法处理适用于含锌较高的尘泥。 氧化锌是一种两性氧化物，不溶于水或乙醇，可溶于酸、氢氧化钠或氯化铵等溶液中。 湿法回收技术就是利用氧化锌的这种性质，用不同的浸出液，将锌从混合物中分离出来。 一般有酸浸、碱浸、氨与一氧化碳联合浸出方法。 湿法工艺主要为西班牙 Teicas Reunidas 公司开发的 Zincex 工艺和意大利发明的 Ezinex 工艺，均可有效处理含锌烟尘。 Zincex 工艺包括浸出、萃取、反萃 3 个步骤。 首先，二次锌物料在 40℃和常压下用稀硫酸浸出过滤，浸出液用石灰或石灰石中和净化除铝和铁。 其次，将中性浸出液与 DEHPA 的煤油溶液在 pH= 的条件下进行混合，进行溶剂萃取，锌就进入有机相，萃余液返回浸出，水相一小部分开路以除去碱金属，大部分返回浸出过程。 负载有机相经水洗和电解废液反萃后得到电解前液，送电解车间用传统方法电解生产电锌，反萃后的有机相返回萃取过程。 Ezinex 工艺主要包括浸出、渣分离、净化、电解及结晶等工艺步骤。 含锌烟尘浸出采用以氯化铵为主要成分的废电解液与氯化钠混合液为浸出剂，浸出温度为 70～ 80℃，时间为 1 小时，主要反应为： ZnO + 2NH4Cl  Zn(NH3)2C12 + H2O 浸渣与作为还原剂的碳混合，磨匀后返回。 浸出液用金属锌置换存在于其中的 Cu、 Cd、 Pb 等金属杂质，置换渣送铅精炼厂以回收铅和其它金属。 净化后的溶液以钛板为阴极，石墨为阳极进行电解从中回收锌，废电解液返回浸出。 一般湿法处理的缺点 为： 回收率低，浸渣不稳定 (含铅 )，酸消耗高，资产投入和生产成本中等 以及 有机溶剂流失严重。 火法工艺 火法适用于处理低锌尘灰（锌含量一般在 8%左右）。 该工艺原理是利用锌的沸点低，在高温还原条件下，锌的氧化物被还原，并气化挥发变成金属蒸气，随着烟气起排出，使得锌与固相分离。 在气化相中，锌蒸气又很容易被氧化而形成锌的氧化颗粒，同烟尘一起在烟气处理系统中被收集。 基本原理可用下述主要化学反应表示 C + O2  CO2 (1) 2C + O2  2CO (2) ZnO + CO Zn(气 ) + CO2 (3) CO2 + C 2CO (4) 2Zn + O2  2ZnO (5) 目前火法处理冶金含锌尘灰的主要工艺有直接还原法和熔融还原法两大类。 韦氏炉法回收氧化锌是一种直接还原蒸馏的方法，将瓦斯灰配以适当的还原剂（煤粉）与粘合剂，破碎压制成团块，干燥后送韦氏炉还原蒸馏，在往炉内加团块前先铺无烟块煤作燃料， .使炉温达到 1000～ 1500℃，其团块中的煤粉既作燃料又作还原剂，韦氏炉还原蒸馏出的锌蒸气在氧化室发生剧烈的氧化反应并放出热量。 温度高达 1300℃的含有氧化锌的高温烟气冷却收尘，便得到氧化锌粉末。 使用的处理工艺 本工艺属于 氯 化 湿法冶炼技术， 工艺包括了 浸取、 除硫、 除铁、 低酸浸取、硫化 除铅、 碱化沉锌 、酸再生 等工序， 是澳大利亚英泰克公司氯系湿法冶炼技术， 是目前国内极具市场前景的氯化湿法冶炼工艺。 相比于其它湿法冶炼工艺而言， 该工艺 具有 极高 的金属 回收率 ，锌和铁的回收率为 98%，铅的回收率可达 99%，其它金属元素如镁，其浸取率也均在 95%以上。 传统湿法冶炼工艺会产生大量残渣，这些残渣一般采用填埋方式处理。 由于浸取率不高，残渣中可能含有部分未浸 取出的有毒物质，填埋后不能自然转化，对土壤有一定的毒害作用。 该 工艺的高浸取率则解决了这方面的问 题，而且残渣中不含有害物质，可做成耐火砖或安全填埋。 本 工艺 不仅可 回收低品位的锌 、 铅 和铟 ，还可回收铁 、碳，以及 生产高纯度的硫酸钙 产 品。 得到的粗氧化锌经后处理后可制得高品位的氧化锌或 金属锌。 高纯度的硫酸钙经加工后也可得到具有高附加值的硫酸钙晶须产品。 此外， 系统中的氯离子再生为盐酸后循环使用，既节约了能源， 也 降低了成本。 由于溶液在氯化系统中循环利用，因此本工艺将不产生任何废水，可实现废水的“零排放”。 此外，该工艺还具有 低酸耗 、较 低的生产成本 和低 资本投入 等优点。 锌是人们生活中广泛应用的基本金属 之一。 近几十年来锌的消费不断增长，特别是在镀锌市场。 因此，锌面临着广阔的市场前景。 各种含锌废料和循环料可看作是易于开发的富锌矿。 但是，目前这部分原料仅少部分得到回收利用，大多数被填埋或者还无回收利用。 在很多发达国家，高炉瓦斯灰及电弧炉尘已被列为“有毒固体废物”，必须处理并回收其中的有价金属。 回收锌和其它有价金属，在经济上、环境保护和资源回收利用方面都有很重要的意义。 此工艺不仅能有效地处理过去许多填埋的固体废物（如高炉瓦斯灰），而且能综合回收用固体废物中的有价金属元素，不但提高了经济效益，而且为炼钢产生的 固体废料所面临的日益严重的环保问题提供了一个长期的解决方案。 本项目年处理 50000 吨高炉干法除尘灰，经过本工艺处理后，铅、锌等有价金属及钙等都得以回收，因此，含锌固废通过本工艺处理之后，有效成分得到充分的回收利用，不排放废渣，不产生废气， 不排放废水， 不会对环境产生二 次污染。 产品 高炉瓦斯灰 经过本工艺处理 后，生产以下产品： （ 1）氧化锌 或者氯氧化锌 （ 2）硫化铅 （ 3）硫酸钙 （ 4）碳第 2章 项目概述 项目名称及主办单位情况 项目名称： 年处理 50000 吨柳钢高炉瓦斯灰项目 立项单位 ： 柳州市聚特源环保科技有限公司 地址： 柳州市柳北区柳钢非钢工业园 注册资金： 500万元 可行性研究报告编制依据及原则 编制的依据 ⑴ 、 高炉瓦斯灰作为炼铁产生的固废，含锌、铅等重金属，不处理或者处理不当，会污染环境。 ⑵ 、 高炉瓦斯灰作为炼铁产生的固废，含锌、铅等重金属，有一定的回收价值 ⑶ 、 铅、锌等有色金属工业生产的必需品，随着矿产资源的日益枯竭，从高炉瓦斯灰等二次资源中回收有色金属，属于循环经济的 范畴，有现实的意义。 ⑷ 、 从环保的角度出发，处理高炉瓦斯灰也具有其重要的意义。 ⑸ 、 处理瓦斯灰的工艺，是引进澳大利亚英泰克公司的湿法冶炼技术，该技术是世界上领先的技术， 有环保，低能耗，回收率高，低成本等优点。 ⑹ 、 项目选址在柳钢非钢工业园内，属于柳钢生产区内，柳钢炼铁产生的高炉瓦斯灰可以就地处理，同时借助柳钢的便利运输条件，交通十分便利。 ⑺ 、 柳州市 聚特源环保科技有限公司为绿源（亚太）控股有限公司与柳钢金鹏环保公司合资企业，绿源（亚太）控股有限公司拥有澳大利亚 英泰克技术在中国的使用权，具备处理高炉瓦斯灰的 的技术条件。 编制原则 ⑴ 、有生产许可证，能按照国家规定组织生产。 ⑵ 、有基本的生产及技术力量保证。 ⑶ 、严格执行国家规定的环保相关法规，符合环保要求， “ 三废 ” 治理与项目建设 “ 三同时 ”。 ⑷ 、严格执行国家有关 “ 劳动安全卫生 ” 规定，确保安全生产。 第 3章 产品方案及市场分析预测 氧化锌别名 锌氧粉、锌白粉、铅华、亚铅华、锌白。 其 英文名为 Zinc Oxide，Zinc white。 分子式为 ZnO，分子量为。 CAS 登记号为 1314132。 该品为白色或微黄色微细粉末，比重 ～ 克 /立方厘米，比表面积 8 平方米 /克，粒度 ～ 微米，折光指数为 ～ ，在 20℃ 时比热为 卡 /(克 ℃ )，熔点 1973℃ ，在 1000℃ 时有蒸发现象。 在高温下，氧化锌能被碳、一氧化碳及氢还原为金属锌。 氧化锌是两性化合物，在水中微溶或不溶，该品与酸反应生成相应的盐，与碱反应生成氢氧化锌 [Zn(OH)2]。 在空气中长时间存放能与二氧化碳等酸性气体反应生成碱式碳酸锌。 普通氧化锌是一种传统产品，近 几年，在普通氧化锌的基础上发展了一些精细品种，其中比较有影响的是活性氧化锌 及 纳米氧化锌。 普通氧化锌目前广泛应用于橡胶工业、涂料工业、陶瓷工业、电子工业等。 活性氧化锌可用作橡胶或电缆的补强剂、活化剂（天然橡胶），白色胶的着色剂和填充剂，天然橡胶和氯丁橡胶的硫化剂。 加入活性氧化锌后能使橡胶具有良好的耐磨性，耐撕裂性和弹性。 颗粒细小的活性氧化锌（粒径 微米 左右），可用作聚烯烃和聚氯乙烯等塑料的光稳定剂。 合成氨生产中用作催化剂等。 还有一种是涂料专用氧化锌，该种氧化锌 具有良好的颜料性能，因而被广泛应用于涂料工业，特别是防锈漆和底漆的配方中氧化锌用量有时可高达 30%。 随着中国经济的发展，对氧化锌的需求量日益增加，近年中国氧化锌生产发展很快。 10 年前，中国生产氧化锌的企业不多，年产 3000 吨以上的企业不超过 20 家。 随着国民经济的高速发展，氧化锌在中国需求不断增大，推动了氧化锌生产企业的发展，产能不 断扩大。 从 20xx～ 20xx 年不完全数据统计，间接法氧化锌的产能从 10 万吨 /年上升到 30 万吨 /年以上；湿法活性氧化锌原来不足3000 吨 /年， 现 已上升到了 3 万吨 /年以上。 总之，中国的氧化锌行业是一个分布较广，数量较多，原料较杂，管理技术较粗放的行业。 20xx～ 20xx 年，中国氧化锌的产能之所以增长较快，尤其是间接法氧化锌发展较快，主要受益于中国汽车工业和高速公路、电力电网以及家电、数字通信等行业的高速发展。 如子 午线轮胎要用到间接法氧化锌，近 3 年子午线轮胎每年以 25%～ 30%的速度发展， 20xx 年已超过轮 胎总量的 50%，使得间接法氧化锌同步快速发展。 同时，国际国内磁性材料也快速发展，特别是软磁材料的生产已是世界产能第一，中国已成为磁材铁氧体的世界制造中心。 在锌锰铁氧体中，氧化锌是主 要 原料。 在中高档的软磁材料制造上，须用间接法生产的压敏电阻级的高档氧化锌。 磁性材料的发展又推动了高品质氧化锌生产的技术进步。 20xx 年中国氧化锌生产 90%以上采用干法（间接法和直接法）生产工艺，只有不到 10%采用湿法生产工艺。 总产能已超过 万 吨 /年（不包括 氧化锌 含量为 70%～ 90%的低度氧化锌生产装置）， 20xx 年产量 万 吨（不包括 氧化锌 含量为 70%～ 90%的低度氧化锌），平均开工率在 70%左右。 由于氧化锌原料价格大幅度增长，部分下游企业不得不采用低度氧化锌（ 氧化锌 含量为 70%～ 90%）作原料。 同时由于这些产品达不到国家质量标准要求，属于副产品或不合格产品，无法进行统计。 20xx 年低度氧化锌产量约 万 吨，折 %ZnO 量约 万 吨。 （以上数据均来自中国化工信息中心） 氧化锌 广泛应用于橡胶工业、涂料工业、陶瓷工业及塑料、造纸、油墨、印染、医药、火柴、磁性材料、高能蓄电池、玻璃制品、天然 气脱硫、饲料、焰火及烟雾弹等各种工业品的生产制造。 随着氧化锌新产品的开发及新的应用领域的开拓，其应用将越来越广泛。 由于氧化锌用途广，消费量大，各国用于生产氧化锌的锌量，约占其总锌量的 5%～ 10%。 预测到 20xx 年，国内氧化锌的消费量将达到 84 万吨。 表 31 列出了氧化锌市场消费情况和 20xx 年的预测数据。 表 31 近年中国氧化锌 消费 情况及预测 用 途 20xx 年 20xx 年 20xx 年 消费量 /万吨 构成 /% 消费量 /万吨 构成 /% 消费量 /万吨 构成 /% 橡胶工业 55 23 58 57 68 涂料工业 6 26 21 14 17 玻璃、陶瓷工业 6 6 4 5 其他 3 13 6 15 9 10 合计 23 100 40 100 84 100 近年来，受中国锌锭价格不断上涨影响，氧化锌厂家成本压力不断加大，氧化锌生产厂家不同程度地上调氧化锌出厂报价，其市场价格不断走高。 其 价格暴涨最主要 的 原因是原料（ 锌粉 、锌灰 ）价格上涨 ，即氧化锌价格随着。