万吨特材冶炼灰渣综合利用工程项目立项初步设计报告

中科院过程研究所近年来专注于化工和湿法冶金行业清洁生产技术研究与开发，并取得了些核心技术，其中含镓特材烟尘综合利用清洁生产技术，在试验室获得重大突破性成功，利用该项创新技术，可以实现特材烟尘中镓钾等资源高效清洁利用，为我国冶金烟尘废弃物资源化利用提出了条新工艺路线。

项目实施意义为我国棕刚玉烟尘资源化利用开辟了新方法。

该工程项目成功实施后，棕刚玉烟尘可以得到高效利用，镓综合回收率均达到以上，余渣主要是二氧化硅，可用于提取超细白炭黑二氧化硅。

近年来国家对工业粉尘污染防治技术研究高度重视，该项目实施成功，可以冶金烟尘废弃物资源化利用提供新事例。

同时，拓展了我国镓钾资源。

项目承办单位三门峡神源镓业有限公司是家为处理三门峡区域众多棕刚玉生产企业排放大量烟尘于年月成立民营股份制新公司。

公司位于三门峡市产业集聚区。

该公司团队由具有丰富工业企业管理与清洁冶金技术生产经验团队组成。

该公司秉承循环经济理念，走资源综合利用之路，充分利用废弃灰渣，将环保产业链延伸到冶金材料领域。

项目基本情况项目建设必要性棕刚玉是种重要工业原材料。

它是普通磨料主要品种，在磨料磨具和磨削工业中直处于量大面广地位。

由于棕刚玉具有熔点高以及化学稳定性热稳定性和高温稳定性高等多种优良特性，因而也被广泛用于冶金化工建材轻工交通及耐火材料等非磨削领域。

国外些工业发达国家，棕刚玉非磨削用量已经超过了磨削用量我国棕刚玉年产量约万吨，主要集中在贵州河南山东等铝土矿产地，其中贵州年产量占全国年产量左右。

棕刚玉是以高铝钒土为原料，以优质无烟煤和铁屑为配料，在电弧炉内经高温冶炼而成。

在高温冶炼过程中，烟气排放量很大，而且烟尘浓度高。

如在台电弧炉生产过程中，如果没有收尘处理，则排放烟尘浓度在以上是国家规定排放标准倍。

大量高浓度烟尘排放，对生态环境造成严重危害。

因此，国外棕刚玉冶炼炉均设除尘系统。

我国新建大型棕刚玉冶炼炉也设计了除尘系统，些原未安装除尘系统老企业也在逐步安装除尘系统。

随着除尘系统投人运行，大量烟尘收集及堆放将给工厂造成新危害。

因而，棕刚玉烟尘回收并实现其综合回收利用，有着重要经济价值和保护生态环境意义。

我国棕刚玉主要生产企业近家，主要位于高品位铝土矿资源较丰富河南省山西省与贵州省。

其中河南省即有余家，拥有从不同功率冶炼炉余台，年产能约为万吨以上，占全国以上，达到全球产能。

河南成为名符其实棕刚玉生产大省。

同时，河南省棕刚玉生产企业主要位于三门峡，以及登封及伊川地区，因此在三门峡地区建设棕刚玉烟尘综合利用工程项目，对解决其环境污染十分必要。

主要建设内容本项目采用湿法浸出综合回收棕刚玉烟尘中铝钾镓等有价元素清洁生产新技术，建设条年处理万吨刚玉烟尘生产线，具体包括原液配置溶出硫酸铝钾结晶与分离结晶后液中和及碱液沉镓富镓沉淀碱溶镓液净化镓电解余渣中二氧化硅碱溶后硫酸中和制取白炭黑硫酸钙回收等工段，以及循环水等公用工程。

生产所需高压蒸汽由本项目所在三门峡市产业聚集区集中提供，不建蒸汽烧炉。

总投资及资金来源项目总投资万元，所需资金全部由项目承办单位自筹解决。

主要技术经济指标主要技术经济指标表主要技术经济指标表序号指标名称单位数据备注技术数据产品产量金属镓年硫酸铝钾年二氧化硅年硫酸钙年经济数据总投资万元资金筹措其中自有资金银行借款万元万元万元经营收入万元年平均补贴收入万元年平均总成本费用万元年平均利润总额万元年平均增值税万元年平均税金及附加万元年平均所得税万元年平均净利润税后利润万元年平均财务评价指标项目资本金内部收益率所得税后总投资收益率资本金净利润率偿债能力分析资产负债率年平均盈亏平衡点第章项目背景与市场分析项目背景目前，全国棕刚玉产能已达万吨，产量超万吨，河南省产量已占全国以上，而河南省棕刚玉生产企业又集中在三门峡登封和伊川三地。

近年来根据各地环保政策要求，各棕刚玉生产企业收集总计超过万吨以上烟灰堆存造成严重污染。

本项目利用新开发湿法浸出技术综合回收其中镓氧化钾与氧化铝，余渣可用于做建筑用原料，实现其全部综合利用。

生产过程无废渣废水排放。

其产品金属镓硫酸铝钾白炭黑等均有较广泛市场需求，本项目可望取得预期经济效益。

金属镓性质及用途镓为银白色金属，质软，性脆，在空气中稳定，熔点，沸点，密度。

金属镓凝固点很低，液态镓转变为固态时，膨胀率为。

纯液态镓冷冻时会出现明显过冷现象，因此可以在过冷条件下几天不结晶。

镓是两性金属元素，镓及其氢化物既可溶于酸，也能溶于碱。

镓元素主要有与价氧化态，第电离能为电子伏特。

镓化学活性低于铝。

常温下，镓与氧和业链延伸到冶金材料领域。

项目基本情况项目建设必要性棕刚玉是种重要工业原材料。

它是普通磨料主要品种，在磨料磨具和磨削工业中直处于量大面广地位。

由于棕刚玉具有熔点高以及化学稳定性热稳定性和高温稳定性高等多种优良特性，因而也被广泛用于冶金化工建材轻工交通及耐火材料等非磨削领域。

国外些工业发达国家，棕刚玉非磨削用量已经超过了磨削用量我国棕刚玉年产量约万吨，主要集中在贵州河南山东等铝土矿产地，其中贵州年产量占全国年产量左右。

棕刚玉是以高铝钒土为原料，以优质无烟煤和铁屑为配料，在电弧炉内经高温冶炼而成。

在高温冶炼过程中，烟气排放量很大，而且烟尘浓度高。

如在台电弧炉生产过程中，如果没有收尘处理，则排放烟尘浓度在以上是国家规定排放标准倍。

大量高浓度烟尘排放，对生态环境造成严重危害。

因此，国外棕刚玉冶炼炉均设除尘系统。

我国新建大型棕刚玉冶炼炉也设计了除尘系统，些原未安装除尘系统老企业也在逐步安装除尘系统。

随着除尘系统投人运行，大量烟尘收集及堆放将给工厂造成新危害。

因而，棕刚玉烟尘回收并实现其综合回收利用，有着重要经济价值和保护生态环境意义。

我国棕刚玉主要生产企业近家，主要位于高品位铝土矿资源较丰富河南省山西省与贵州省。

其中河南省即有余家，拥有从不同功率冶炼炉余台，年产能约为万吨以上，占全国以上，达到全球产能。

河南成为名符其实棕刚玉生产大省。

同时，河南省棕刚玉生产企业主要位于三门峡，以及登封及伊川地区，因此在三门峡地区建设棕刚玉烟尘综合利用工程项目，对解决其环境污染十分必要。

主要建设内容本项目采用湿法浸出综合回收棕刚玉烟尘中铝钾镓等有价元素清洁生产新技术，建设条年处理万吨刚玉烟尘生产线，具体包括原液配置溶出硫酸铝钾结晶与分离结晶后液中和及碱液沉镓富镓沉淀碱溶镓液净化镓电解余渣中二氧化硅碱溶后硫酸中和制取白炭黑硫酸钙回收等工段，以及循环水等公用工程。

生产所需高压蒸汽由本项目所在三门峡市产业聚集区集中提供，不建蒸汽烧炉。

总投资及回报较好。

从财务角度讲，项目是可行。

项目实施风险评价技术风险烟灰溶出过程控制以及镓电解是本项目关键技术和难点。

合理操作参数控制及高效电解设备设计是实现该烟灰处理经济高效，设备运行可靠根本保证。

所选用主体设备包括浸出与电解设备均在相关工业长期运行，不存在设备工业化放大与运行技术风险。

同时该技术已通过前期反复对处理多种不同地方烟灰充分试验得到验证，不再存在技术风险。

本项目工艺与设备控制要求不高于传统树脂吸附法提镓，通过借鉴现有工程设计与实际生产操作可充分保证满足本项目工艺与设备控制要求。

市场风险根据前面对金属镓硫酸铝钾白炭黑与硫酸钙市场分析与预测可知，金属镓市场前景非常广阔，而硫酸钾与硫酸铵行业为国民经济国家安全和人民生活中不可或缺基础原料工业，产品市场巨大，需求量相对稳定，而本项目产量有限，不会对行业供销产生明显影响，不存在大市场风险。

指标表主要技术经济指标表序号指标名称单位数据备注技术数据产品产量金属镓年硫酸铝钾年二氧化硅年硫酸钙年经济数据总投资万元资金筹措其中自有资金银行借款万元万元万元经营收入万元年平均补贴收入万元年平均总成本费用万元年平均利润总额万元年平均增值税万元年平均税金及附加万元年平均所得税万元年平均净利润税后利润万元年平均财务评价指标项目资本金内部收益率所得税后总投资收益率资本金净利润率偿债能力分析资产负债率年平均盈亏平衡点第章项目背景与市场分析项目背景目前，全国棕刚玉产能已达万吨，产量超万吨，河南省产量已占全国以上，而河南省棕刚玉生产企业又集中在三门峡登封和伊川三地。

近年来根据各地环保政策要求，各棕刚玉生产企业收集总计超过万吨以上烟灰堆存造成严重污染。

本项目利用新开发湿法浸出技术综合回收其中镓氧化钾与氧化铝，余渣可用于做建筑用原料，实现其全部综合利用。

生目录第章总论项目名称及承办单位可行性研究报告编制单位编制依据和范围项目提出背景项目实施意义项目承办单位项目基本情况第章项目背景与市场分析项目背景项目产品生产现状与市场分析第章项目技术情况灰渣处理技术概况金属镓生产技术概况硫酸铝钾生产技术概况本项目湿法清洁浸出技术简述第章项目选择与建设条件建设规模与产品方案项目场址与建设条件基础设施条件第章工程技术方案生产工艺设计原则项目组成生产工艺主要生产设备物料平衡计算与现有氧化铝厂提镓生产方法比较项目技术优越性第章总图运输与公用辅助工程总图布置土建工程公用工程消防设计节能节水设计依据节能原则节能措施综述节水措施节能管理设备节能管理第章环境保护设计依据施工期运营期绿化环境管理及环境监测计划第章组织机构与劳动定员企业管理组织劳动定员工作制度劳动生产制企业管理保密制度第章职业安全卫生与消防设计依钾性质及用途硫酸铝钾，无色结晶或粉末。

无气味，微甜而有涩味有收敛性。

在干燥空气中风化失去结晶水，在潮湿空气中溶化淌水。

易溶于甘油，能溶于水，水溶液呈酸性反应，水解后有氢氧化铝胶状物沉淀。

不溶于醇和丙酮。

熔点。

硫酸干燥时失去分子水，在时十二个结晶水完全失去，更高温度分解出三氧化硫。

主要用作温浊水混凝剂，起净化水质作用。

造纸工业用作上浆剂与松香乳液配合用于纸张施胶，提纸抗水强度。

医药工业用作防腐剂收敛剂止血剂。

加制成枯矾，可作为外用收敛止血药配成定浓度水溶液，可用于防止水稻皮炎制成氢氧化铝，可配制成胃病药。

与青饲料起拌和，可用于牲畜疾病防治。

也是中药材半夏南星腌制剂等。

轻工工业用作黄色医用玻璃着色剂。

制革工业用作铝鞣剂。

造纸工业中用作上浆剂，与松香乳液配合用于纸张施胶，以提高纸抗水强度。

医药工业用作防腐剂收敛剂和止血剂。

制成定浓度水