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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
2、改变这种状况，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，
3、且比表面积越高，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
4、泛的应用，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粉国家标准,并于2008年重新修订了用于水泥和混凝土中的粒化高炉渣粉国家标准。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”规划就明确指出：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，
5、降低了混凝土中水泥的用量，大大降低了混凝土的生产成本，减小了建筑物的造价，节约了资源，减少了温室气体CO2的排放，产生良好的社会经济效益。实现固体废弃物的无害化、资源化、减量化、能源化，不仅是发展经济和保护环境的重要途径，更是人类社会可持续发展的要求。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、产钢大国，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
6、对废渣的利用市场。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，为了适应内蒙及包头市经济快速发展的市场形势，为当地建筑行业提供质优价廉的建材产品，同时服务于本地的经济快速发展，我公司吸取有关单位建设矿渣粉生产线的经验，决定投资建设年产20万吨的超细矿粉生产线。1.2 项目名称年产20万吨的超细矿粉生产线1.3项目提出的依据和必要性对水淬高炉矿渣和电厂锅炉产生的粉煤灰按照一定的比例掺合后进行粉磨，制备矿渣超细粉(比表面积 420 m2/kg), 作为混合材掺入硅酸盐水泥中，水泥中超细粉的掺量可达到6070%；用于制备矿渣硅酸盐水泥，能够大幅度地降低水泥生产成本，同时改善混凝土的性能。
7、对于工业废渣，国务院要求各部门加以综合利用，变废为宝，提倡“谁排放谁利用，谁投资谁收益”的原则。对于建材工业，提倡利用工业废渣生产水泥或作为混凝土的掺和料等。近年来，国家对建材工业的政策是“控制总量，调整结构”，其原则是保护环境，节约资源，实施可持续发展战略，在坚持总量控制、加快淘汰落后工艺与装备的前提下，支持属于提高技术水平、产品升级又有市场的重点建设工程。为做好资源节约和工业污染物治理工作，国家发展和改革委员会将利用国债资金组织实施一批节能、节水、资源综合利用重大项目。国家发展和改革委员会办公厅文件（发改办环资2004906号）对工业废渣资源化利用是给予重点支持的。用矿渣超细粉配制的水泥强
8、度要远大于相同配比的传统矿渣水泥，此种水泥被学术界称为“新型矿渣水泥”，也被称为“矿渣超细水泥”。超细矿渣粉同样可作为混凝土的掺和料，掺有矿渣超细粉的混凝土具有水化热低、耐腐蚀、流动性好、后期强度高、防微缩、可使混凝土界面粘结性能改善等特点，且各项技术指标完全达到国家相关标准。矿渣超细粉是配制高性能、大体积、长寿命混凝土的首选物料之一。广泛应用于工业及一般民用建筑，电厂烟囱、高架公路、铁路、桥梁码头和地下设施等混凝土工程中。现在，日本、新加坡和西欧已广泛使用，国内近几年来在北京、上海及长江流域也开始广泛使用，并被国家建设部定为建筑业十项新技术之一。中国水泥年产量达到10亿吨以上，国民生产总值每
9、年以8%的速度增长，建材工业更是以10%以上的速度增长，矿渣超细粉因其具有优良的产品性能，较低的价格，有着广阔的市场空间。因此本项目投产后，能在一定程度上满足市场对优质超细矿粉的需求，缓减本地区因经济快速发展而造水泥供应紧张的局面，更是为当地解决了工业固体废弃物的排放难题，又吸收部分剩余劳动力，具有很好的经济效益和社会效益。1.4 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
10、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，为公司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
11、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。1.5 建设规模与产品方案该项目生产规模为年产矿粉20万吨。矿粉比表面积：42010m/kg。 1.6 可行性研究的范围本可行性研究的范围从矿渣原料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。1.7主要技术方案矿渣粉磨：采用1套高细管磨系统；高细管磨系统为1台3.013
12、m矿渣磨，能力2028t/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。1.8工艺生产方法矿渣原料由汽车运输进厂，卸料到指定场地堆放。堆场的湿矿渣经晾晒转运到干渣库中储存；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送入3.013m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。1.9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 202产品细度R0.08 % 1.03产品比表面积 m2/Kg420104系统运转率 % 805设备重量吨 4006装机
13、容量kW 15008矿粉平均电耗kWh/t609新增劳动定员人 28 不含临时工10劳动生产率吨/人年666711固定资产投资万元1303.5212总投资收益率%45.6213投资利税率%36.7514资本金利润率%43.1215财务内部收益率%46.85税后16自有资金财务内部收益率%46.8517投资回收期（税后）年2.47含建设期1.10结论及建议(1) 本项目利用钢铁厂湿矿渣及电厂粉煤灰作生产原料，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，公路交通条件方便，满足运输量的要求。(3) 该地区建设力度大
14、，混凝土搅拌站、水泥厂及水泥制品单位对矿渣粉需求旺盛，本项目具有很好的市场前景。 （4）本技术方案采用开路内选粉粉磨，生产可靠性好，技术先进，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，既带动本地区的经济发展，也能吸收剩余劳动力，具有很好的经济和社会效益。 (6) 本项目总投资为1303.52万元，其中固定资产投资1078.52万元，流动资金225万元，财务内部收益率46.85%（税后），投资回收期为2.47年(含建设期)，总投资收益率45.62%，投资利税率为36.75%，这些
15、指标说明该项目可获得很好的经济效益。（7）本产品能替代2030%的水泥，所以能在一定程度上缓减本地区水泥供应紧张的局面，为混泥土公司提供质量更高的掺合料，使当地的建筑质量更上一个台阶。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，实现经济和社会效益双丰收。第二章 市 场 预 测2.1 包头市及周围矿渣微粉市场预测包头座落在黄河之滨阴山南北,内蒙古自治区西部。全市总土地面积2.8万平方公里，北部与蒙古国接壤，南临黄河，流经境内214公里，东西接沃野千里的土默川平原和河套平原。包头地理位置重要，是我国华北地区通向西北地区和呼和浩特、包头、银川经济带的重要枢纽城市。市辖9个旗、县、区，其中5个城区、1个矿区，3个农牧业旗县。全市人口230万，其中城市人口158万人，居住着蒙古、汉、回、满、达斡尔、鄂伦春等43个民族。包头的大规模建设是伴随着新中国的诞生，国家一五计划的实施开始的，是国
