2万吨特材冶炼灰渣综合利用工程项目【投资】【立项】【融资】【贷款】

世纪以来，随着电子科技的迅猛发展，金属镓的用量大幅增加，已出现供不应求的局面出现。

除用于生产半导体材料之外，金属镓还用于生产超导材料快中子反应堆结构材料，以及生产永磁材料的添加剂，用于太阳能发电系统，或太阳能电池芯片。

金属镓换可用于制作光学玻璃真空管。

金属镓与石英制作测量高温的温度计，日本物质材料研究所还用液态金属镓制成了世界最小的纳米温度计。

镓铝与镓金等合金可具有特殊的性质，用于石油催化与民用工业。

其中镓主要用于生产砷化镓半导体材料。

砷化镓由于其优越的特性，在通讯与电子领域得到广泛的应用，推动了光电子技术和现代信息技术的高速发展。

硫酸铝钾的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。

主要用作温浊水的混凝剂，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，提高纸的抗水强度。

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的腌制剂等。

轻工工业用作黄色医用玻璃的着色剂。

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，以提高纸的抗水强度。

医药工业用作防腐剂收敛剂和止血剂。

制成定浓度的水溶液可用以防止水稻皮炎。

印染工业中用作媒染剂缓染剂和防染剂。

还用作生产其他铝盐的原料，并用于火柴涂料等的制造中。

在分析化学中用作测定铁锰锑铝时的化学试剂，以及细菌染色用硬化剂等。

项目产品的生产现状与市场分析中国金属镓的生产现状与市场分析自上世纪年代以来，镓的价格直在间波动，基本用于航空航天与国防领域尖端材料的制备和研究，于年曾在短期达到过。

此后，由于世界经济下滑和国际军事政治形势的变化，金属镓的需求减少，至年镓的价格跌至低谷。

从年后金属镓的产品拓展至民用，逐渐广泛应用于电子与通讯领域，国内外对金属镓的需求出现供不应求的局面，其价格也不断回升，至今达到以上。

近年来，国内用金属镓制砷化镓镜片的公司迅猛增加。

同时新开发的氮化镓又可用于制先进的绿色节能灯，已纳入国家发展规划，为金属镓提供了更广阔的应用市场，因此镓的市场前景更大。

根据镓的应用加速发展的趋势，现有镓的生产能力还满足不了市场的需求。

同时，由于受资源的限制，目前金属镓的规模化生产基本由氧化铝工业的铝酸钠母液提取。

由于铝土矿中镓含量很低，即使在氧化铝生产工艺中，富集镓后的铝酸钠母液中镓的含量也只有，致使镓的生产成本较高。

而本项目利用的烟灰渣中镓含量可达以上，可大幅度降低镓富集乃至提取的成本，同时还可回收其中我国紧缺的钾资源，生产过程无废排放，具有较大的市场竞争力。

中国硫酸铝钾的生产现状与市场分析硫酸铝钾主要用于浆净水造纸食品加工制药印染等行业。

硫酸铝钾净水是过去民间经常采用的方法，它的原理是硫酸铝钾在水中可以电离出两种金属离子而很容易水解，生成胶状的氢氧化铝胶体可逆般不加沉淀符号氢氧化铝胶体的吸附能力很强，可以吸附水里悬浮的杂质，并形成沉淀，使水澄清。

所以，硫酸铝钾是种较好的净水剂。

许多国家和地区如港澳地区和东南亚些国家现仍习惯采用硫酸铝钾净水，预测每年用量万吨。

硫酸铝钾性味酸涩，寒，有毒。

故有抗菌作用收敛作用等，中医认为硫酸铝钾具有解毒杀虫，燥湿止痒，止血止泻，清热消痰的功效可用做中药。

硫酸铝钾还可用于制备铝盐发酵粉油漆鞣料澄清剂媒染剂防水剂等硫酸铝钾还是传统的食品改良剂和膨松剂，常用作油条粉丝米粉等食品生的添加剂。

般较高级的纸张生产主要还是以采用硫酸铝钾为主。

我国硫酸铝钾的主要产地集中在浙江苍南地区，是以明矾石矿开采后焙烧溶出，经结晶后得到。

据统计数据年全国硫酸铝钾需求量约为万吨，年我国硫酸铝钾用量达万吨以上，随着我国建设事业的发展和全球经济的复苏，硫酸铝钾的需求量预测以市场的速度递增。

然而市场需求时涨时落，但总的大趋势是需求量不断增加，市场前景看好。

中国白炭黑的生产现状与市场分析白炭黑是白色粉末状无定形硅酸和硅酸盐产品的总称，主要是指沉淀二氧化硅气相二氧化硅超细二氧化硅凝胶和气凝胶，也包括粉末状合成硅酸铝和硅酸钙等。

白炭黑是多孔性物质，其组成可用表示，其中是以表面羟基的形式存在。

能溶于苛性碱和氢氟酸，不溶于水溶剂和酸氢氟酸除外。

体分离后对晶体进行洗涤硫酸铝钾的干燥洗涤后晶体用流化床干燥后作为产品出售硫酸铝钾结晶后液用石灰中和调整值，除去富余酸和部分杂质。

中和渣硫酸钙可作为建材调整值后的结晶后液用氢氧化钠中和后得到富镓沉淀，过滤洗涤后用于造液电解金属镓滤液返回系统循环使用电解液制备电解将富镓用用碱液溶解除杂制得合格电解液，并进行电解，电解废液循环用于溶解富镓沉淀制取电解液，形成碱性溶液的循环使用。

在进程中所得浸出渣用氢氧化钾浸出过滤获得硅酸钾溶液。

少量尾渣约占原始物料的可用于建材生产。

硅酸钾溶液用硫酸中和沉淀二氧化硅白炭黑。

沉淀白炭黑之后的溶液为硫酸钾，刚好返回硫酸铝钾结晶工序，用于补充硫酸钾灰渣中氧化钾的含量和氧化铝含量相比偏少，本来就需要补充硫酸钾，以实现钾铝平衡。

各过滤工序的洗水集中后用石灰乳中和后制得水合硫酸钙，处理后的水可全部循环用于各过滤工序的洗涤用水。

除上述个主要子项外项目还建设相应配套设施，主要包括原料仓库蒸汽调配站职工生活设施办公楼等。

生产工艺本项目的主要工艺流程为烟灰浆液的溶出溶出液蒸浓结晶得到硫酸铝钾结晶后液中和沉镓富镓沉淀的造液镓电解浸出渣氢氧化钾溶出得到硅酸钾溶液硅酸钾溶液硫酸中和沉淀得到超细二氧化硅白炭黑等。

工艺流程如下图所示。

棕刚玉烟灰综合处理原理流程简图及关键工序说明原物料主要成分氧化铝左右氧化钾左右二氧化硅左右，氧化镓左右。

其中氧化铝氧化钾和氧化硅占总成分的以上原物料硫酸溶出反应溶出反应式不溶于硫酸，会留在渣里。

通过酸溶，实现了氧化铝氧化钾和氧化镓与二氧化硅的分离过滤溶液硫酸铝硫酸镓硫酸钾渣。

主要成分是碱溶过滤氢氧化钾废渣硅酸钾溶液④中和硫酸过滤白炭黑硫酸钾碱溶二氧化硅溶于强碱。

用氢氧化钾溶解含的渣，与氢氧化钾反应生成硅酸钾俗称钾水玻璃进入溶液，实现二氧化硅与其它杂质的分离。

为模数④中和反应制取白炭黑用硫酸中和硅酸钾溶液，可得到沉淀，同时得到硫酸钾溶液。

硫酸钾溶液返回之前的硫酸铝硫酸钾溶液，实现明矾结晶蒸发结晶硫酸铝钾含镓溶液中和沉镓蒸发结晶利用硫酸盐易形成复盐的原理，通过先蒸发后冷却，使得硫酸铝和硫酸钾形成硫酸铝钾复盐结晶，实现硫酸铝硫酸钾和硫酸镓的分离氧化钙过滤滤液返回溶出工序根据氢氧化镓沉淀的值范围，用氧化钙调整溶液值，实现氢氧化镓沉淀，获得镓精矿，实现镓与其它杂质的分离中和除杂过滤硫酸钙原物料中还有其它少量杂质，继续用氧化钙中和沉淀杂质，以避免杂质在循环溶液中积累。

这些以硫酸钙为主的废渣，经蒸汽加热，硫酸钙结晶形成半水硫酸钙硬石膏。

其它杂质留在渣中，排出体系。

中和液返回溶出工序继续循环使用。

镓精矿碱溶镓电解金属镓返回蒸浓结晶工序，平衡钾铝浓度烟灰综合回收镓钾铝硅的工艺流程图由汽车运进厂的灰渣进入原料仓库，用螺旋输送机送往原料配料。

外购浓硫酸进入硫酸罐，经泵送至原料配料槽。

调配合格后原矿浆送至耐酸矿浆泵。

用泵将原矿浆送往蒸汽加热套管预热器预热，矿浆加热至反应温度。

溶出后料浆温度降至后进入沉降槽。

沉降槽底流过滤后，滤饼进入碱溶工序。

滤液经蒸浓结晶得到硫酸铝钾结晶，晶体晶体经干燥包装入库待售。

结晶后液用氧化钙中和得到富镓沉淀物，滤液返回浸出工序循环使用。

浸出渣经氢氧化钾溶解得到硅酸钾滤液，然后用硫酸中和得到超细二氧化硅沉淀。

经干燥后得到产品白炭黑。

少量滤渣可作为建材原料。

沉淀白炭黑之后的滤液为硫酸钾溶液，返回明矾结晶工序进行钾铝平衡及结晶。

富镓沉淀用苛碱溶解除杂后电解，得到金属镓。

主要生产设备生产主要设备览表序号设备名称型号规格单位数量备注原料灰槽个螺旋输送机台配料罐个输送泵，台原料换热器台浸出罐个沉降槽个过滤机板框，台滤液槽个结晶罐个晶浆过滤机，台中和罐个二次溶出器个过滤机板框，台镓电解槽个二次滤液槽个硅酸钾滤液槽个蒸发器，三效个原料酸罐个液碱贮罐个结晶器个洗水槽个物料平衡计算灰渣平均成分组分其它合计工业浓硫酸含量，其余以水计。

氢氧化钾含量，以计。

物料平衡表物料消耗名称单位小时消耗天消耗年消耗灰渣浓硫酸氢氧化钾液碱石灰低压蒸气新水电耗每年生产日，每日小时运转与现有氧化铝厂提镓生产方法的比较生产单耗比较表单位产品主要消耗指标每镓石灰乳电解法树脂吸附法本项目含浸出工序循环母液烟灰树脂浓硫酸石灰氢氧化钾双氧水工业盐浓盐酸新水电蒸汽附产硫酸铝钾附产白炭黑附产硫酸钙通过比较，烟灰为原料在提镓的同时综合利用其中的二氧化硅氧化钾与氧化铝资源较为经济，即使按提镓的各项指标与传统的从铝酸钠溶液提镓的离子交换法比较也较为先进。

浸出渣的综合利用与铝酸钠溶液提镓不同，本项目浸出后存在废渣。

但由于其主要成份为二氧化硅，通过碱溶硫酸中和沉淀得到超细白炭黑副产品，实现了有价资源的综合回收，提高了特材冶炼废渣的回收利用附加值，最终所剩废渣极少，不会存在二次污染问题。

项目技术优越性本项目是针对特材冶炼废渣的资源化利用项目，可以达到治理废渣的环境污染的同时，实现其中光电新技术发展的重要材料金属镓以及我国紧缺战略资源钾的综合利用。

本项目技术的优越之处在于既可靠的解决了废渣的环境污染问题，不造成二次污染。

同时实现资源的深度高效利用，整体技术经济优于现有的金属镓的提炼工艺。

新技术是国内首创，其工业化应用，为解决我国冶金固体废弃物的资源化利用提供新的示例。

对拓展镓与钾等资源的范围以及炼镓技术发展也具有重要的意义。

第章总图运输与公用辅助工程总图布置规划目标以企业总体发展规划为依据，依托当地的资源交通和区位优势，对土地资源严谨规划科学定位控制规模保障需求合理开发务实节约，促进企业的健康持续发展，人与环境的和谐统。

项目组成生产厂房原料仓库溶出厂房综合过滤厂房蒸发厂房电解厂房生产设施溶出前槽滤液槽热水槽多效蒸发结晶槽中和槽碱溶槽电解液槽等办公生活设施综合研发办公楼规划原则用科学发展观统领环境保护工作清洁生产原则促进自然资源可持续利用工业循环经济原则环境保护原则执行国家各项有关环境保护的法律法规功能分区根据确定的各项建设内容及其规模，结合地块条件，可以将本项目分成相对的功能分区，并通过合理的布局，形成相互联系又各自的作业协同。

总平面布置根据厂址的基本技术条件和工艺