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1、第一章 总 论1.1 前 言高炉矿渣是高炉炼铁生产过程中排放的工业废渣，是以硅酸钙为主的熔融物，经水淬冷凝为粒状物。其化学成份主要是Si02、CaO、A1203、Fe203等，与水泥熟料一样，具有潜在的水化活性，而活性的大小与化学成份及水淬产生的玻璃体含量有关。但其必须在碱性激发下才呈现活性。长期以来，矿渣主要被水泥生产企业，尤其是立窑水泥生产企业作为加速水泥熟料中的游离钙消解，降低水泥成本、增加水泥产量等目的，作为混合材来使用。目前，我国虽然在水泥生产总量上已跃属世界第一位，但是大小水泥、立窑、回转窑水泥比例严重失调，水泥结构极不合理，水泥质量的总体水平大大低于世界平均水平。因此，为了迅速改
2、变这种状况，国家有关部门决定对水泥工业结构进行大幅度的调整，大力实施“上大压小”的政策，自2000年始，立窑水泥产量己减少了1亿多吨，也就意味着混合材掺量减少3000多万吨，而其中大部分为矿渣则是不争的事实。随着高炉矿渣需求量的下降，使高炉矿渣的来源变得丰富。加之近年来钢铁行业发展迅速，也要为矿渣处理寻找新的出路。另一方面，由于矿渣与水泥熟料相比具有玻璃体含量高，易碎难磨的物理特性，和水泥熟料一起粉磨时，难以磨细，影响了其潜在活性的发挥。因此，目前世界上许多发达国家，兴起了矿渣单独粉磨的生产工艺，并取得了良好的使用效果。实验表明：只有将矿渣磨至比表面积350m2kg以上时，活性才能得到激发，且
3、比表面积越高，活性越好，甚至可以超过水泥的活性。另外，矿渣微粉掺入混凝土后，可以降低混凝土集料(沙、石等)热化反应引起的混凝土体积膨胀开裂；矿渣微粉内较多的钙钒石结晶，能降低混凝土的孔隙率，降低氯离子的渗透，形成对钢筋的防腐保护层；矿渣微粉降低水泥中的铝酸三钙及可溶性氢氧化钙的含量，减小由于硫酸盐等被侵蚀引起的混凝土膨胀，从而改善混凝土的泵送、坍落度损失等工作性，提高混凝土的后期强度，具有良好的耐久性、耐蚀性和耐磨性。尤其适合配置高标号、高性能的混凝土。矿渣微粉是高炉矿渣经烘干、粉磨至适当细度的粉体，凭借其优良性能，成为优质的混凝土掺合料和水泥混合材。近年来世界上的美、英、日、加等国已得到广泛
4、的应用，并都有各自的产品标准。我国的北京、上海等地也相继在一些重大工程中采用了矿渣微粉，取得了良好的效果。我国也于2000年12月颁布实施了用于水泥和混凝土中的粒化高炉渣微粉国家标准。矿渣微粉的诸多优良性能也为越来越多的混凝土制造商和建筑商所赏识。我国建材工业“十五”规划明确指出：大力发展混凝土搅拌站，推广矿渣和粉煤灰的超细粉磨，根据市场需求配制水泥和高性能的混凝土。而高性能的混凝土中除了有水泥、集料、高效减水剂外，必须掺加足够数量的矿物细掺料。至今，国际上通行的矿物细掺料就是矿渣微粉。矿渣微粉的使用改善、提高了混凝土的性能，大大降低了混凝土的生产成本，减小了建筑物的造价，产生良好的社会经济效
5、益。据统计，1995年全国工业废渣为7.4亿吨，累计堆存量达65亿吨， 占地56万公顷。我国是世界上头号产煤大国，1996年粉煤灰排放量达1.4亿吨，加上高炉矿渣、钢渣等，预计通过化学活化和机械活化每年可得具有胶凝性的固体废渣4亿吨左右。我国开发利用工业废渣己有几十年，取得了显著成绩，但比起美国等发达国家来说，废渣利用率仍不高，有待于进一步扩大对废渣的利用市场。镇江市丹徒区金振矿粉制造有限公司根据自身的各种优势及发展需要，经过认真仔细的市场调查，为了适应镇江市经济快速发展的市场形势，同时也为了使本公司具有更好的发展前景，吸取有关钢铁公司建设矿渣粉生产厂的经验，决定投资建设年产40万吨的超细矿粉
6、生产线。 1.2指导思想与原则（1）充分进行技术方案的优化研究，力求生产车间总平面布置紧凑、工艺流程顺畅、尽量减少生产环节、增加厂区绿化面积，建设一个文明、美丽、环保的现代化工厂。（2）考虑各生产线在流程及工艺上的衔接，使各生产线形成统一的整体。（3）采用国内先进、成熟、可靠的技术与装备，确保整体水平处于国内先进水平。（4）在设计中处处体现执行国家节能政策，强化节能设计，为业主实现最大的经济效益提供技术保障。（5）在工艺先进的前提下采用优化建筑结构设计等措施，尽可能降低工程投资。（6）贯彻执行国家对环保、劳动安全、工业卫生、计量、消防等方面的有关现行规定和标准，采用先进、成熟、可靠的环保技术装
7、备，并做到“三同时”。（7）主机设备的选型紧紧围绕投产后尽快达标达产这个中心，使工程建设达到预期的经济效益和社会效益。（8）重视辅机设备的可靠性，为充分发挥主机生产能力，辅机设备规格和能力适当留有余地，以避免由于辅机设备故障及能力而影响系统产量和运转率。（9）采用节能工艺和国家推荐的节能机电设备，以降低产品成本。(10) 采用先进、可靠的集散式控制系统，以达到高效、节能、稳定生产、优化控制的目的，并最大程度地减少操作岗位定员。1.3 建设规模与产品方案该项目生产规模为年产矿粉15万吨，建筑面积3000 m。矿粉比表面积：42010m/kg。 1.4 可行性研究的范围本可行性研究的范围从矿渣原料
8、进厂到矿渣微粉散装出厂的生产线以及必要的辅助生产设施，可行性研究的内容包括粉磨站的建设条件、生产工艺、建筑工程、电气自动化、总图运输、给排水、环境保护、劳动安全、节约能源等，并根据建设规模和技术方案进行投资估算和技术经济分析。1.5 主要技术方案矿渣粉磨I：分别采用叁套管磨系统；三套管磨系统为一台3.213m矿渣磨，能力8284t/h；矿渣烘干：采用一台3.025m矿渣烘干机，能力8690t/h。自动控制：采用集散控制系统对生产线进行集中控制，实现企业现代化管理。1.6工艺生产方法矿渣原料由船运或汽车运输进厂，由吊机和装载机配合卸料到指定场地堆放。堆场的湿矿渣经铲车送至进料皮带机上，喂入烘干机
9、内，烘干后的物料经出料罩落到出料提升机中，被提升到干渣库中储存；干渣库出料口设定量给料机，通过计量、稳流过后经库底配料皮带分别送入二台3.213m矿渣磨内粉磨，矿渣粉出料后经提升机提至散装库中储存、散装。1.7主要技术经济指标该项目主要技术经济指标见表11。 表11 主要技术经济指标表 序 号 指 标 名 称 单 位 数 量 备 注1生产规模万吨/年 152产品细度R0.08 % 3.03产品比表面积 m2/Kg420104系统运转率 % 88.005设备重量吨 14006装机容量kW 10008矿粉平均电耗kWh/t609新增劳动定员人 62 10劳动生产率吨/人年967711固定资产投资其
10、中：建设投资 建设期利息万元万元万元800.00800.000.0012总投资收益率%15.2013投资利税率%22.8214资本金利润率%21.4815财务内部收益率%20.26税后16自有资金财务内部收益率%1.8 结论及建议(1) 本项目利用钢铁厂湿矿渣作生产原料，符合国家产业政策，有利于资源的综合利用，改善当地的自然环境。（2）本项目所需的建设条件均有保障，用电由当地电力部门负责架线到厂区，公路、铁路、水路交通条件方便，满足运输量的要求。(3) 该地区建设力度大，混凝土搅拌站和水泥粉磨站众多，矿渣粉需求旺盛，本工程具有很好的市场前景。 （4）本技术方案采用开路粉磨，生产可靠性好，技术先
11、进，运行电耗低，有利于降低生产成本，提高产品的市场竞争能力。(5) 本项目利用本公司本身的场地条件，低价时进行大量吸储，有利于发挥本公司管理优势、人才优势和技术优势，既带动*的地方经济发展，也能创造出具有很好的社会效益。 (6) 本项目全部投资财务内部收益率为16.05%（税后），投资回收期为4.72 年(含建设期)，总投资收益率15.20 %，投资利税率为22.82%，这些指标说明该项目可获得很好的经济效益。综合上述结论，我们建议有关部门大力支持，争取工程早日投产，早见效益。 第二章 生产工艺2.1 设计条件与指标2.1.1 生产规模与产品方案该项目规模为年产矿渣粉15万吨。成品细度控制在4
12、2010m2/kg。 全部为散装。2.1.2 设计指标 系 统 产 量： 8284t/h； 产品比表面积： 42010m2/Kg；综合电耗: 60KWh/t2.1.3 工作制度各生产车间的工作制度详见表2-1。表2-1 各生产车间的工作制度序号车间名称周 制班 次备 注1烘干车间连续周32原料配料与输送连续周33矿渣粉磨连续周34矿渣粉储存与散装连续周2散装按需5空压机站连续周36循环水泵房连续周37电控室连续周38化验室连续周22.2 配料方案矿渣粉磨物料平衡见表2-2， 物料年消耗量见表2-3。表2-2 物 料 平 衡 表物料每年生产天数班制配比 %水分（%）物料平衡量 ( t )初水分终
13、水分干 基湿 基小 时每 天每 年小时每天每年矿渣30039015175.61814.454000088.942134.6635000粉煤灰54.2100.830000石灰石54.2100.830000高细矿渣粉842016600000煤2.15.081524说明：系统运转率：82%，煤热值：5000kcal/kg、煤耗以18Nkg./t料计。表2-3 物料年消耗量表种类矿渣消耗量粉煤灰消耗量石灰石消耗量煤消耗量数量（万吨/年）63.5331.53说明矿渣水份15%5000kcal/kg2.3矿渣粉磨方案在矿粉生产过程中，矿渣粉磨是能耗最高的生产环节，因此在选择水泥粉磨系统时，必须着重选择粉磨效率高、系统能耗低的粉磨工艺和设备，以提高企业的经济效益，并在工艺布置上，尽量简化工艺流程、减少建筑面积、节省投资。镇江市丹徒区金振矿粉制造有限公司立足于市场需求，采用生产规模大、产品质量高、低档全的综合思路，迅速形成市场的影响力。生产采用叁套粉磨系统及设备： 该粉磨方案采用开路粉磨方案：由磨机和高浓度收尘器组成。该方案的生产工艺流程为：物料经烘干后入配料库，库下通过调速电子皮带称计量后送入磨机进行粉磨，出磨物料由提升机送入矿粉储存及散装，该方案的生产工艺流程下图。原料上料系统在线热风烘干磨机碾磨选粉成
