年产3000万块低温陶瓷改性磷石膏砖项目可行性研究报告

一、总论11、项目名称年产3000万块低温陶瓷改性磷石膏砖。12、承办单位概况（1）主办单位国际化工股份有限公司（简称国际）成立于2006年9月19日，是集团有限责任公司遵循省委、省政府加速培育一批国内一流、乃至世界一流的大型企业集团的总体要求，对所属的云峰化学工业有限公司、三环化工股份有限公司、富瑞化工有限公司、红磷化工有限责任公司、江川天湖化工有限公司等五家大型磷复肥企业进行内部整合重组而设立的股份有限公司。整合重组后的国际总资产达77亿元，净资产24亿元。国际公司生产和营销的产品主要有磷酸二铵、粒粉磷酸一铵、工业磷酸一铵、重过磷酸钙、复合混合肥、掺混肥料BB肥、普通过磷酸钙、硫酸钾、硫酸铵、硝铵磷肥、硫磷酸铵、磷酸、盐酸、硫酸、氢氟酸、合成氨、甲醇、甲醛、氟硅酸钠、焦丁、焦粉、饲料磷酸氢钙等。产品品牌有“三环牌”、“金富瑞牌”、“红磷牌”、“云峰牌”、“白鹇牌”、“年胜牌”、“多环牌”。目前，国际化工股份有限公司的高浓度磷复肥已达到500万吨的年生产能力，副产磷石膏近1500万吨，随着原料P2O5品位的降低，磷石膏产量将有所增加。国际化工股份有限公司的产能为中国之首，亚洲第一，世界第二。产品市场覆盖全国所有省区，出口世界多个国家和地区。产品品牌知名度高，营销网络健全，成为国内一流、国际知名的、具备规模生产各类高浓度磷复肥和专用复合肥的大型磷化工企业。几年来，公司生产经营和管理水平大幅提升，至2008年底，公司总资产为达183亿元、销售收入144亿元。在集团“以肥为主，相关多元”的产业发展战略指导下，在“十一五”期间，国际将竭诚为“三农”服务，为“建设新农村”服务，努力成为专注于磷复肥的重要生产商和提供商，紧紧围绕提高企业竞争力这一中心，通过技术改造、项目建设、资本运作和品牌经营，到2010年使磷复肥总经营规模达到1000万吨，年销售收入将突破200多亿元，建成在国际市场上具有比较优势的产业平台，成为在世界磷复肥行业中的重要企业之一。围绕“向内做强，向外做大”的指导原则，公司在立足于优化产业布局、调整产品结构、稳定产品质量、创新营销策略、建设优势产品品牌，致立于打造卓越的磷复肥生产能力和营销能力的同时，还紧紧围绕循环经济、节能降耗进行磷石膏的开发利用。（2）本项目技术支持单位本项目的技术支持单位是。该校是一所以工为主，理工结合，兼有经济、管理、文学、法律、教育等多学科的综合大学。是省规模最大、办学层次和类别较为齐全的重点大学，属中国著名大学之一。学校现设有18个学院、1个研究生院和2个教学部，有60个本科专业，4个博士后流动站、2个一级学科博士点、24个二级学科博士点、56个硕士点、18个工程硕士授权领域和1个授权点，现有各类学生36000余人，教职工3232名，中国工程院院士1人及兼职两院院士16人。学校现有1个国家级工程研究中心、3个省级重点实验室、1个教育部共建重点实验室、1个教育部共建节能减排中心、2个省部级检测站、2个省级产学研联合开发中心、2个省级示范实验室，1所甲级资质的设计研究院和1所甲级资质的环评所。早在20世纪80年代，就在全国率先开展了固体废弃物资源化科学研究，建成了我国唯一的废弃物资源化国家工程研究中心，已经形成了独具特色的废弃物复合材料研究方向。近年来，创造性地开展了用工业废渣制备低温陶瓷复合材料的研究，得到了省自然科学基金资助，建立了具有自主知识产权的专利技术保护群，多项研究成果处于国内领先水平，目前用工业废渣制备低温陶瓷复合材料的多项核心技术已经通过中试和工业化验证，达到了实施产业化的技术条件。13、拟建地点省曲靖宣威市板桥镇国际化工股份有限公司云峰分公司原磷石膏堆场附近区域。14、产品简介标砖以磷石膏为主要原料，采用工业废渣（粉煤灰、矿渣、钢渣等）配制的低温陶瓷胶凝材料为改性材料，并适当配合固体废渣如沸腾炉渣、石灰渣、气化渣等为骨料，添加总原料量1的外加剂，经物料预处理、混合、捏合均化、分散、成型、静停、养护而成。产品具有保温、隔音、节能、坚固、外形尺寸标准、不变形、美观等特点。15、建设期限4个月。16、概算投资表11投资概算17、技术经济指标表12技术经济指标序号指标名称指标1年生产规模3000万块标砖2总投资/万元64903达产期年产值/万元78004达产期年利税/万元220765投资回收期325年6投资回报率3047原料耗量66万吨，其中磷石膏414万吨，总废物利用率90以上8蒸汽耗量13165吨9电力安装容量507KW10土地面积22亩18项目背景与意义磷石膏是高浓度磷肥生产的必然副产物，每生产1吨磷酸100P2O5，将产生磷石膏555吨。国际化工股份有限公司每年将产生磷石膏1250万吨，历年累计堆存已超过5000万吨。大量磷石膏堆存，给企业造成了严重的环境压力，制约企业的可持续发展。序号主要产品项目标砖1标准产量3000万块2设备、建筑、安装投资/万元50403公用工程/万元3004配套工程/万元5505外围工程/万元3006流动资金/万元3007投资合计/万元6490尽管磷石膏是一种有用的资源，但在世界范围内依然是一个难以解决的环保难题。结合国内外的研究现状及发展趋势，磷石膏建材利用是其资源化的有效途径，墙体材料和砌筑材料是大量消耗磷石膏的主要产品，但由于磷石膏的特性决定了其在生产和应用过程中尚需解决一系列关键性技术问题，国内外尚无成熟技术借鉴，因此，必须走独立自主的研发道路。公司多年来与相关研究单位密切配合，在磷石膏制砖的技术开发方面已取得突破性成果，产品经质检单位检测，符合有关规范要求，具有实施产业化应用的技术条件。按照逐步推进的原则，先在云峰分公司选择厂址，建设一条以磷石膏为主要原料生产墙体砖示范生产线，通过产品推广，获得生产、市场、应用方面的经验，再逐步嫁接到三环、红磷、天湖分公司的磷石膏，最终实现磷石膏的规模化利用。对于有效解决磷石膏的环境压力和支撑企业的可持续发展具有重要意义。19设计依据与原则191设计依据（1）项目单位提供的工艺、公用工程、原燃料供应、及其他技术基础资料；（2）国家关于发展循环经济和推进墙体材料革新政策法规及鼓励政策；（3）新型建材及制品发展导向目录建材规划发1999年163号文；（4）水文地理资料；（5）设备生产厂家有关设备资料；（6）国家有关规范；192设计原则遵循国家及行业强制性有关规范、规程和规定；贯彻节约原则节约用地，节省投资，积极采取措施节约用水，减少水量消耗；总体规划、建筑设计要因地制宜、合理布置；工艺系统设计、设备和建筑物结构选型，遵循技术先进、经济、安全、清洁的原则，设备采用国内成熟可靠的设备；提高车间布置的综合技术水平，合理分区充分利用有效空间，方便施工、检修和运行操作。110设计范围低温陶瓷改性磷石膏生产3000万块/年标砖生产工艺、建筑、结构、电气、暖通、给排水、总图等专业，落实条件，提出工程可行性研究报告；进行项目工程投资概算和经济分析；最后编制可研报告，给有关领导、部门，对该项目的决策提供依据。111研究结论（1）本项目符合国家产业发展政策和行业技术进步要求，符合墙体材料改革的发展方向，受到国家技术经济政策的保护和扶持。（2）项目的各项外部条件齐备，交通运输及水电汽供应均有充分保证，有优越的建厂条件。（3）产品生产成本低，销售价格适宜，企业经济、环境效益和社会效益较高。能实现技术进步，产业结构调整，提高经济效益的目的。（4）产品以磷石膏为主要原料，其它工业废渣作辅助材料，原料来源丰富。项目生产过程中不产生有害物质、无废水、无废渣的污染源发生，符合国家环境保护政策。（5）项目技术经济指标合理，具有较大的安全盈利能力，抗市场风险能力较强。综上所述，项目技术可行，经济合理，市场前景广阔，无安全和环保隐患。因此，建议有关主管部门审议和批准可行性研究报告，建议建设单位尽快筹集资金，决策实施该项目工程，早日为企业节能减排、废弃物再利用、增收创效。二、市场预测21发展新型墙体材料，节能降耗是国家的大政方针我国是一个人多地少、能源紧缺的国家，国务院办公厅关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知（国办发200533号）中表述“我国耕地面积仅占国土面积10左右，不到世界平均水平一半。我国房屋建筑材料中70是墙体材料，其中粘土砖占据主导地位，生产粘土砖每年耗用粘土资源达10108立方米，约相当于毁田50万亩，同时，我国每年生产粘土砖消耗7000多万吨标准煤。”“我国每年产生各类工业固体废物11亿吨，累计堆存已达100亿吨，不仅占用大量土地，其中所含的有害物质严重污染着周围的土壤、水体和大气环境。加快发展以煤矸石、粉煤灰、工业石膏、建筑渣土、冶金和化工废渣等固体废物为原料的新型墙体材料，是提高资源利用率、改善环境、促进循环经济发展的重要途径。”据不完全统计，我国墙体材料企业约有10万家，其中砖瓦企业9万家以上，墙体材料年总产量折合为普通砖约为8500亿块，其中实心粘土砖为5000亿块。据2005年9月国家发改委公布的数据显示，我国房屋建筑材料中70是墙体材料，其中实心粘土砖仍占据主导地位，生产实心粘土砖每年耗用的粘土资源达10多亿立方米，相当于毁田50万亩，每年生产粘土砖消耗7000多万吨标准煤。介于实心粘土砖在生产、使用过程中对能源、土地资源的巨大破坏等原因，从2000年开始，我国就开始在全国禁止使用实心粘土砖。据国务院2005年9月关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知要求，2010年底，所有城市都要禁止使用实心粘土砖，全国实心粘土砖年产量控制在4000亿块以下。据建设部有关资料显示，随着城市化建设步伐的加快，预计未来10年我国城乡新增房屋建筑面积年均仍将达到20亿平方米，对墙体材料的需求量很大。在国家大力推进“禁实”的政策背景下，新型墙体材料具有广阔的发展前景。同时开展固废资源综合利用治理环境，推行清洁生产，节能降耗，实现集约化生产经营，是企业资源效益最大化、可持续发展的必由之路。2000年6月国家有关部门研究确定了170个大中城市，要求在2003年6月底前，完成住宅建设中禁止使用实心粘土砖的目标。2005年，国家有关部门下发关于分布第二批限时禁止使用实心粘土砖城市名单的通知（发改环资20052656号），我省曲靖等7个城市列入其中。2005年9月国务院办公厅发出关于进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的通知（国发199266号）、（国办发199972号）、（墙办发200006号）文，提出了进一步推进墙体材料革新和推广节能建筑的工作目标和具体措施。2010年底前全国所有城市将全面禁止使用实心粘土砖，与此同时，国家鼓励新型墙体材料的创新和发展。我国是一个拥有13亿多人口的大国，人均耕地不足15亩。由于人口数量的增长，我国的粮食产量必须每年保持一定的增长比例，作为我国经济发展的一项战略目标，增加化肥生产和施肥量及调整施肥结构又是其主要科技手段之一。磷是农业生产必须的三大营养元素之一，磷肥是保障国家粮食安全的重要基础，磷化工产业作为支撑农业发展的重要基础地位，在相当长的时间内不可动摇。农业发展需要继续建设一批高浓度磷复肥装置，这也是我国化肥工业特别是磷肥工业发展的必由之路。磷石膏是高浓度磷肥生产工业的必然产物，若不加以合理利用，必将占用土地资源，对环境和地下水资源造成严重影响。在我省仅集团下属高浓度磷肥企业每年就要产生约1250万吨磷石膏渣，去年阳宗海出现的水质砷污染事件的发生，面对强大的社会压力，至今其周边的磷肥企业仍处于停产状态，磷石膏无害化处理已成为政府、企业必须面临而又十分紧迫的重大技术、经济和环境问题。综合国内外在磷石膏综合利用方面的经验，墙体材料是磷石膏利用的有效途径。这是因为墙体材料的市场潜力大，可以大量消化磷石膏，能减轻磷肥企业的环境压力；二是目前国家大力推广新型墙体材料，“限粘禁实”墙改政策已经开始逐步落实，2010年1月1是曲靖市也将全面“禁粘”，这正是磷石膏砖进入市场的最佳时机。因此，把磷石膏制成建筑砖，既能解决磷石膏的综合利用问题，减轻磷复肥企业的环境压力，又能为建筑业提供新的建材品种，对于实施循环经济和节能减排战略目标的实现具有重要意义。22技术分析磷石膏是磷肥生产的必然副产物，产生于磷铵等高浓度磷肥的基础原料湿法磷酸生产过程。其反应方程式如下CA5FPO435H2SO410H2O3H3PO45CASO42H2OHF通过上述化学反应，磷酸溶液作为磷肥如磷铵的生产原料，反应产物二水硫酸钙以固体形式存在，因其是磷酸生产过程副产、以石膏形式存在的固体废弃物，故通称为磷石膏。磷石膏除主要成分CASO42H2O外，尚含有磷、氟、氧化硅、氧化铝、氧化铁、铀、镭、镉、铅、铜以及有机物等次要组成。每生产1吨磷酸100P2O5，将产生磷石膏555吨。按照省磷化工“十一五”发展规划，当磷化工主要产品产量达到湿法酸每年315万吨时，将产生磷石膏1750万吨/年，仅国际化工股份有限公司每年将产生磷石膏1250万吨，历年累计堆存已超过5000万吨。据不完全统计，目前国内堆存的磷石膏渣已达1亿多吨，除去综合利用的10以外，90以上仍以堆放处理为主。中国石油和化学工业协会已提出了目标，到2010年磷石膏综合利用率要达到20，即年处理和利用量达到1000万吨。照此计算，每年仍将有4000万吨需要堆存处理，由此可见，磷石膏的利用任务异常艰巨。世界主要磷肥生产国美国、俄罗斯、哈萨克斯坦、乌兹别克斯坦等国家的磷石膏主要采用堆存处理，而另外一些磷肥生产大国摩洛哥、突尼斯、约旦、埃及等则直接将磷石膏渣排入大海。对磷石膏开展综合利用的国家主要是磷石膏产量小、土地资源少、经济较发达的国家，如日本、英国、法国、芬兰等国家。特别是发达国家如日本、德国等磷石膏利用率较高，磷石膏被视为可利用的資源，综合利用率达到了90以上，产品主要以石膏建筑制品为主，其技术主要是以水洗脱杂质为主，采用不同的工艺路线生产相应的半水石膏。中国作为世界上第一大磷肥生产国，同时也是第一大磷石膏副产国，随着高浓度磷复肥产量的增加，磷矿石原料品位的降低，磷石膏渣的产生量将越来越大，利用压力也越来越大。实践表明磷石膏的处理和利用是我国乃至世界性的难题，同时也是企业界、科技界争相研究的热点，在不断的研究开发过程中产生了诸如生产硫酸联产水泥、石膏建材、肥料等代表性技术（见图1），推动了磷石膏资源化的技术进步，但是纵观整体水平，磷石膏的技术瓶颈没有根本性突破，关键技术还有待解决，导致磷石膏利用的技术水平低下，附加值低，经济效益差，难以持续发展。因此，结合国内外的研究现状及发展趋势，磷石膏建材利用是其资源化的有效途径，其中最值得开发的产品是通过提高和改善磷石膏基胶凝材料的性能，生产能完全替代粘土砖的新型墙体砖。在这方面，由研发的CBC复合材料制备技术为磷石膏建材利用提供了新的技术方案。CBC是化学键合陶瓷（CHEMICALLYBONDEDCERAMICS）的英文简写，是一种在接近常温条件下通过化学反应固结而成的类陶瓷材料，故又成为低温陶瓷。CBC的基本结构为无机高分子聚合物，物质的连接是以离子键和共价键为主，故其主要性能与高温陶瓷相似，耐久性十分优良。CBC制备过程没有高温烧结，几乎不排放CO2、NOX、SO2等温室性气体，不产生废水和二次固体废弃物，采用CBC对磷石膏进行改性，可以达到如下磷石膏水泥缓凝剂硫酸钾肥土壤改良筑路碳酸钙硫氨硫酸石膏板材石膏粉建筑砌块图1磷石膏利用技术效果（1）磷石膏中的可溶性磷酸盐、氟盐、重金属离子参与CBC网络结构的形成，最终被牢固地固定在以硅铝长链为主的网络中，从而使得最终产品的使用是安全的；（2）最终产品的结构是由二水硫酸钙晶体与低温陶瓷体共同组成的复合体系，显著提高了磷石膏砖的力学性能，改善干缩、冻融、软化、抗腐蚀等诸多性能，使得制品性能更好。（3）由于CBC的主要原料是磷渣、粉煤灰、尾矿类大宗固体废弃物，把这些废弃物经过活化处理并合理地掺入到磷石膏砖中，可以起到优势叠加的效果，避免了磷石膏繁杂的预处理工艺如水洗、干燥、煅烧，使得工艺更加简单，成本更加低廉，产品的竞争力更强。（4）可以形成以磷石膏为基础原料的大宗建筑材料生产体系，从而极大地推动磷石膏的资源化进程，从而形成以磷石膏为基础衍生制造各种建筑材料的产业体系。见图2由于CBC对磷石膏的改性，解决了传统磷石膏建材利用存在的主要问题，磷石膏的资源价值能得到发挥，使得以通过建材利用达到消化磷石膏为主要目的的思路得到实现。为此，本项目提出了用磷石膏生产标砖的建议。主要用于替代烧结砖、混凝土砌块作为墙体材料。23产品市场现状与预测（1）发展机遇好，符合国家产业发展方向CBC磷石膏水泥掺合料混凝土矿物添加剂道路固化材料保温隔热材料环境材料聚合物复合材料墙体材料装饰材料建筑胶凝材料地面材料图2CBC改性磷石膏复合材料的应用领域据曲靖市建设局的有关数据显示，目前曲靖约有粘土砖厂150家，全年生产粘土砖30亿块，取土量超过1500万吨，每年减少耕地面积6188多亩，同时还造成环境污染等问题。2005年，国家有关部门下发关于分布第二批限时禁止使用实心粘土砖城市名单的通知（发改环资20052656号），曲靖市正式列为国家首批“禁实”的170个城市之一；按曲靖市推广使用新型墙体材料禁止使用烧结实心砖和加快限制使用烧结空心制品的实施办法，到2010年1月1日，曲靖市全市实现禁止使用烧结实心砖制品，全部使用新型墙体材料。按曲靖市新型墙体材料开发利用和建筑节能管理办法，凡在麒麟区新建、改扩建建设单位，须向市墙改办缴纳使用新型墙体材料和建筑节能专项费用。如果建设单位使用新型墙体材料的面积达到规定比例，区墙改办将按比例返退费用。对拒不履行实施办法的违法企业将进行13万元的处罚，并在工程验收时不予验收。所谓新型墙体材料，是指除烧结实心砖（粘土实心砖、页岩实心砖）和烧结空心制品（页岩空心砖、粘土空心砖、页岩多孔砖、粘土多孔砖）以外，具有节能、节土、利废、环保等功效，符合国家、地方相关技术标准和产业政策等的墙体材料。用磷石膏生产的墙体砖是以工业废渣为主要原料，不用高温煅烧，在接近常温条件下生产的具有轻质、保温、隔热、透气、自呼吸功能的新型墙体材料，是一种典型的绿色环境材料，符合国家、省和曲靖市的产业发展方向。（2）曲靖地区墙体材料的生产量、产能及品种2009年，曲靖地区拥有砖、板、块三大类型新型墙体材料生产企业分别为20家、20家和10家，非粘土新墙材总量为6亿标块，占墙材总量的20，2009年全市推广应用新墙材面积达30余万平方米，应用比例达到20以上。具备了逐步淘汰粘土烧结制品的能力。2009年，曲靖市各县（市）区不断加大新墙材的推广和发展力度，主城区充分发挥自身辐射带动能力，各县（市）区也逐步实现工作目标，各地亮点频现、成效显著。沾益县以突出粉煤灰利用为重点，陆良县以高炉渣为主要原料，建成数条生产线。麒麟区通过积极引导，不断提升新墙材产品档次和科技含量，率先在大型公共建筑中使用施工快捷、抗震效果好、空间利用高的轻质墙板，在新建的城市主干道使用免烧砖改良的节能生态透水砖。通过政府引导，市场化运作，企业有效参与，曲靖市已形成了较为完善的新型墙体材料推广和应用体系。2009年全市通过推广和发展新型墙体材料，实现节约和保护土地约015万亩，综合利用工业废渣50万吨，节能4万吨标准煤，减少二氧化碳排放15万吨，工业粉尘27吨，氟化物约03万吨，环境效益和经济效益显著。（3）竞争优势分析目前，本项目的产品竞争对象已不是粘土砖，而是以加气混凝土、混凝土砌块、标砖和各种墙板为代表的新型墙体材料。1）原料优势随着曲靖市城市建设的快速发展，城区面积急剧扩大，适合生产新型墙体材料的原料资源日渐稀缺。如粘土砖生产企业主要集中在环境敏感区域，随时有可能被政府强行关闭；生产水泥混凝土墙体材料的山砂、石子、水泥也需要外地购买，这些天然资源的开采对周边生态环境造成较大影响，并且作为一类天然资源，若大量用来生产墙体材料，其“开山采石”的破坏性比“毁土烧砖”更加严重。同时，富威电厂虽然每年产生100万吨粉煤灰，但80已经被用于商品混凝土或水泥掺合料。曲靖市曾有着大大小小的钢铁企业20余家，随着国家产业政策的调整和节能降耗执行力度加大，多数小钢铁企业也面临着关停，这意味着用于生产免烧砖的原料随之短缺，寻求新的替代材料是今后发展免烧砖的必由之路。而国际化工股份有限公司下属的云峰分公司副产的大量磷石膏没能得到有效的开发利用，是最有开发潜力的墙体材料原料。预计在不远的将来，其资源优势将逐步显现。2）工艺优势加气混凝土需要大量使用石灰、水泥，且需要高压蒸汽养护，成本高，但售价低，一般售价在180元/M3，利润空间有限。混凝土砌块需要使用水泥、砂石等昂贵材料，通常是一些小型企业生产，这类产品从资源保护、建筑节能角度应属限制型产品；墙板虽有很多优势，因不能克服拼接裂纹问题，在市场上正处于萎缩期。本项目产品几乎不消耗天然资源，无苛刻工艺条件，在生产和应用过程都表现出良好的环境协调性，将能依靠其自身的优势参与市场竞争。3）性能优势从表13各项指标的比较不难看出用磷石膏为主要原料生产的墙体砖具有原材料丰富，废物利用率高，强度高，重量轻的优点、具有自呼吸功能和良好的透气性，保温隔热性能好，因此，是一种良好的生态环境材料。尽管从建材市场的表象看，新型墙体材料的市场已经饱和，但70以上的产能主要集中在中小企业，生产不稳定，质量参差不齐。本产品将依托国际化工股份有限公司的品牌优势，利用产品的优良性能和规模化优势挤占市场。表13为目前市场生产销售的各建筑砌块原料配方、生产工艺、物理性能、销售价格等的综合比较。表13各种墙体材料综合比较墙材比较项目黏土实心砖混凝土空心砌块加气混凝土蒸压砖GRC水泥空心条板本产品主要原料粘土水泥、砂、石子水泥、石灰、粉煤灰砂、石灰水泥磷石膏主要工艺烧结自然养护蒸压蒸压蒸汽养护自然养护昂贵材料煤水泥水泥、石灰石灰水泥、纤维磷渣加工温度/1050常然资源比例10080302070180180180700180税收优惠投资小小大大大大密度KG/M31600150070018008001500抗压强度/MPA75505015050100保温性能一般差好差好好抗渗性差差好好一般好尺寸稳定性好易收缩易湿涨干缩好收缩好（4）劣势分析实践证明，加气混凝土砌块因其兼具节能、环保、抗震、隔音、高强、轻质、防火等优点将成为墙体材料的新宠，因此越来越受到业界的重视，并被列为优先发展的产业。而墙板因施工方便、综合成本低，更符合当前建筑工程高效、快捷的施工方式，发展前景十分看好。磷石膏砖成型有两种方式静压成型和振动成型。静压成型的磷石膏免烧砖表面光滑，不易砌筑，施工困难。本项目采用振动成型，产品表面粗糙，便于上浆，砌筑可沿用传统烧结砖的施工方式。本项目产品与已经被认识和接受的砌块相比，是一个新产品，市场有一个接受的过程，用户也存在辐射、有毒物淋出、耐久性、稳定性等方面的顾虑，这就要求企业严格生产工艺，严格质量检测，用科学数据打消用户疑虑。（5）价格从表14看出，本产品的价格是有竞争力的，特别是与混凝土标砖相比，在价格几乎相同的情况下，密度要小，这在运输、使用的各个环节都有优势。表14曲靖地区墙体材料价格墙体材料品种规格单价折合价格黏土实心砖24011553032元/块218元/M3黏土空心砖19019019014元/块204元/M3混凝土标砖24011553028元/块191元/M3混凝土空心砌块39019019025元/块177元/M3加气混凝土砌块600300200160220元/M3160220元/M3板材300060012070元/M2583元/M3本产品24011553026元/块177元/M3三、原料供应31原料水份控制及工艺配料根据生产操作设备的要求，物料经混合后，其总水份应控制在1820，过高水份成型时易出浆，导致生坯变形、粘模、强度差、码垛困难。过低则会使物料在微观上分散不好，混合不均，同时不利于坯体在养护过程中的化学反应和强度建立。综合上述两方面原因，应对各物料水份实行严格控制，现取总配料水份含量为18的最高值，阐述各原料水份控制要求说明如下总物料以100KG计，则含水量为18KG，这些水份主要来自三种物料，即磷石膏和骨料（沸腾炉渣）。石灰消化要耗一定水分形成氢氧化钙，一般可取石灰量的23，根据沸腾炉渣的冷却方式，含水量一般在20左右。以总物料水份18计，根据以上分析作水平衡，确定该情况下磷石膏中自由水最高含量。当物料质量配比干基为磷石膏石灰粉体骨料5081230时各物料带入水量磷石膏磷石膏含水量为X，则带入水量为82051XXKG；石灰耗水82008023151KG为负数；骨料820300802615KG；粉体不含水，以0计。则有下平衡方程82051XX15161518，则X246。固定粉体和石灰用量不变，增加的磷石膏量用沸腾炉渣等量替换，同样方法计算磷石膏在不同比例下最高水份要求，列表如下表31不同磷石膏比例对磷石膏水份的要求磷石膏比例/5055606570总配料水分为18最高水份/256242239236233磷石膏比例/5055606570总配料水分为20最高水份/34272267262258低温陶瓷改性磷石膏标砖的工艺配方中，消耗量最大的是磷石膏，实验研究结果表明，磷石膏最大掺量为70。干法排渣工艺中，新鲜磷石膏水份含量在2528左右；湿法排渣后，堆存一年以上的表层物料水份含量可减至15以下。其它辅助材料水份按实际情况计，在确保配料后物料的成型性及生坯强度。当磷石膏掺量为70时，磷石膏水分可在233258范围内调整；掺量为65时，磷石膏水分在236262；掺量为60时，磷石膏水分在239267；掺量为50时，磷石膏水分最高可达34。由上计算过程可知，制砖原料的水分主要来自沸腾炉渣和磷石膏，根据制砖原料的实际生产过程，其水分含量均不可能因制砖需要而作调整。若遇下雨致使原料水分增加，将无法满足生产要求。考虑使用的磷石膏原料水份波动时便于生产工艺调整，基本配方中磷石膏加入量按60计更符合生产的实际情况，生产过程中则可根据具体情况灵活选择配比。表32原料配比及年耗量砖（折干）物料名称比例年用量/吨磷石膏（二水）6041400矿物激发剂85520活性矿物改性剂128280骨料2013800添加剂0169表32中的矿物激发剂和活性矿物改性剂由多种工业废渣活化、复配组合而成，是一类粉体材料；添加剂为水溶型液体，无毒害作用。32原料供应分析国际化工股分有限公司云峰分公司年产磷石膏约150万吨，沸腾炉渣47万吨，焦渣4万吨，石灰渣10万吨。周边不足20公里范围内，宣威电厂年产粉煤灰100万吨，足以满足年3000万块磷石膏标砖的原料需求。添加剂则由保证提供。表33是由国际化工提供的云峰分公司及周边企业各原料供应及单价。表33相关原材料种类、资源情况、单价和装运费磷石膏制砖原料调查表2010年3月31日云峰公司序号物料名称资源（万吨/年）出厂价（元/吨）运距公里）运费吨）总价（元/吨）备注1磷石膏150干基）00002黄磷渣6002525（含装卸费）253粉煤灰1001001513（含装卸费）1134焦渣4012（含装卸费）25石灰渣10012（含装卸费）26炉渣47012（含装卸费）27水300M3/H2/M38电6KV039低压蒸汽176T/H70在“出厂价”一栏填单价33主要原料特性分析（1）磷石膏1、产量及用途国际化工股份有限公司云峰分公司产生的磷石膏150万吨/年左右。磷石膏是该项目实施主要原料，生产工艺对其主要要求有以下两点A）水份生产过程中要严格控制磷石膏中自由水含量，以便控制成型时总物料水份不超过27，保证产品的成型性和生坯强度；B）PH值磷石膏中的游离酸是影响最终产品力学性能的主要因素之一，故原料磷石膏的PH值不得小于30。其它组成无特殊要求，但总体组成应在表2所描述的范围内。2、检验报告数据（）表34磷石膏组成组成CAOSO3P2O5FSIO2FE2O3AL2O3MGO结晶水PH自由水含量3054006512105010101173012（2）粉煤灰粉煤灰是火力发电厂以煤粉作为燃料，经过悬浮燃烧，熔融淬冷成中空壁厚的球状颗粒，最终通过烟道排出被收尘器收集的固体粉末。玻璃体是粉煤灰具有活性的主要来源，玻璃体越多、伊利石型玻璃体含量越高，粉煤灰火山灰活性越强。原料由宣威发电厂提供，其化学组成及物理特性见下表35。表35粉煤灰化学成分及物理特性成分SIO2AL2O3FE2O3CAOMGOK2ONA2OSO3LOSS细度需水比质量分数/57352256108331116205800704043039114（3）磷渣磷渣是黄磷生产过程中的玻璃状固体废渣，一般情况下，每生产1吨黄磷，需要产生812吨磷渣，因磷渣中含有磷和氟，可通过雨水淋溶造成环境污染。马龙集团年产黄磷炉渣20万吨，目前除少量用于水泥生料配料外，大部分以堆存为主。在本项目中主要作为骨料使用，用于增强磷石膏标砖的物理性能。磷渣的化学组成见表36。表36磷渣化学成分（WT）成分CAOSIO2AL2O3FE2O3MGOP2O5FMNO其它含量47604108413056165211250002035（4）生石灰活性氧化钙含量细度（008MM筛筛余量）氧化镁含量消化温度消化速度过烧石灰含量7055；531015MIN2（5）沸腾炉渣燃煤锅炉或沸腾炉产生的废渣，主要作为生产砖的骨料使用。其质量要求为水分含量20，残碳量8，粒度要求全部能通过10MM方孔筛。（6）汽化渣以原煤或焦炭生产水煤气或半水煤气的固体废弃物，主要作为生产砖的骨料使用。四、厂址选择与建设条件41地理位置与交通条件云峰分公司位于滇东北的宣威市板桥镇，距宣威市区17公里。厂区东临贵昆铁路，西接川滇、黔滇公路干线，北上可达会泽、昭通及四川的泸州、宜宾等地，东行可至贵州的水城、盘县及贵阳，南下可到沾益、曲靖、昆明及全省，交通运输便利。经过多年的建设，公司已有完善的水、电、汽等公用工程设施和辅助生产设施，环保、消防、劳动安全卫生人员及装备齐备。建厂地址选择在原磷石膏堆场附近区域，区域红线面积20万M2。距公司主生产厂区不足500M，地理位置优越，交通便利，外部条件较好，原材料、水、电供应方便可靠且有保证，建厂条件较好。选址不占用基本农田，厂区大面积为荒地和荒山，无重要军事设施、旅游名胜古迹和其它敏感设施，适合建设。42项目所在地自然条件1）地质条件本项目建设地点位于云峰分公司气化厂区内，海拔标高1985米。据地质资料描述，该地属第四系冲洪积层，上部为褐黄色粘土，多属中等压缩性土壤，地质结构稳定，无滑坡、塌陷、冲沟等不良地质现象。地耐力1520T/M2。2）地震烈度厂址所在地区的地震烈度按7度设防3）气象条件（1）气温年平均气温133最热月平均气温247最冷月平均气温42历年极端最高气温335历年极端最低气温149（2）湿度月平均最高相对湿度81（20）月平均最低相对湿度58（20）平均相对湿度74（20）（3）气压最高绝对大气压8167KPA最低绝对大气压7903KPA年平均大气压8016KPA（4）降雨、降雪量年平均降雨量9861MM年最大降雨量10343MM年最小降雨量7287MM日最大降雨量1531MM小时最大降雨量630MM最大降雪深度20CM冻土深度0（5）风全年主导风向西南风最大风速20M/S最大月平均风速610M/S正常风速410M/S年平均风速39M/S43动力系统10KV电源由云峰分公司T接架空引至本项目的10KV高压配电室，然后由10KV配电室向10KV球磨机和一台800KVA的变压器放射式供电，10KV高压开关柜出线使用10KV高压电缆引至高压电机及变压器（详见电气附图）。800KVA10/04/023KV的变压器低压侧380V电源经低压配电屏向各低压用电设备供电，低压供电大部分采用电缆放射式供电。44供水条件区域用生产水及生活水由云峰分公司引入。45蒸汽条件生产用饱和蒸汽由国际化工云峰分公司蒸气管道主管引入或由磷酸浓缩工段的余热蒸汽提供，可根据实际情况选择。其接入口距磷石膏蒸养室的直线距离不足500M，供汽条件良好。46其它条件（政策、法律、技术）461具有强有力的政策支持国家中长期科学和技术发展纲要20062020年环境领域明确指出“引导和支撑循环经济发展。大力开发重污染行业清洁生产集成技术，强化废弃物减量化、资源化利用与安全处置，加强发展循环经济的共性技术研究”优先主题之一是“综合治污与废弃物循环利用”“开发非常规污染物控制技术，废弃物资源化利用技术，重污染行业清洁生产集成技术，建立发展循环经济的技术示范模式”“城市垃圾资源化利用技术”“城市热岛效应形成机制与人工调控技术”国家高技术研究发展计划“节能建材与绿色建材技术”“垃圾焚烧飞灰处理技术”“工业废弃物资源化技术”。中华人民共和国国民经济和社会发展第十一个五年20062010年规划纲要第六篇“建设资源节约型、环境友好型社会”明确指出“抓好煤炭、黑色和有色金属共伴生矿产资源综合利用。推进粉煤灰、煤矸石、冶金和化工废渣及尾矿等工业废物利用”，到“十一五”期末，固体废弃物综合利用率达60，生态环境明显改善，初步建立门类齐全的再生资源产业体系，实现资源利用良性健康发展。省十一五资源与环境领域发展目标之一是“单位GDP能耗降12（与2005年比），固体废弃物综合利用率达50”；通过“七彩保护行动”，把省建设成为绿色经济强省。曲靖市十二五资源与环境领域发展目标之一是“固体废弃物综合利用率达60”；建设资源节约型、环境友好型的宜居城市。现在，可持续发展、循环经济、科学发展观等观念已深入人心，各种利废、环保、资源再生企业获得了良好的发展机遇。在这一背景下，本项目顺应时代发展主题，在各种优惠政策的支持下，必将展现出蓬勃的发展生机。462具有可实施的资源条件据统计，目前国际化工股份有限公司每年产生磷石膏约1250多万吨，云峰分公司磷石膏产量为150万吨、沸腾炉渣47万吨、石灰渣10万吨、焦渣4万吨，周边企业如宣威电厂年产粉煤灰100万吨，黄磷厂副产黄磷炉渣60万吨，为本项目提供了丰富的原料保障。463拥有工业废渣资源化的新技术支撑在众多的废物资源化方案中，废弃物复合材料、矿渣微晶玻璃、轻型材料、硅铝铁合金等是废物综合利用向高技术和高效益方向发展的代表性技术；水泥、墙体材料、道路工程、矿井回填是规模化利用废弃物的主要途径。规模化和高附加值相互统一将是今后废物资源化的发展方向。由开发的低温陶瓷复合材料制备技术为固体废弃物资源化提供了新思路。低温陶瓷复合材料是以工业废渣为主要原料，不需水泥和陶瓷材料的高温烧结，在接近常温条件下通过化学反应制成的性能与陶瓷相似的一种高性能绿色环境材料，其制备机理为工业废渣资源化提供了一种全新的技术方案，是循环经济的重要技术支撑。低温陶瓷复合材料的原料组成要素有三类第一类是作为基体材料的工业废渣，它们可以从粉煤灰、煤矸石、黄磷炉渣、冶金炉渣、尾矿、赤泥等经过机械、化学、低温热力处理后获得，因这些废渣主要以SIO2、AL2O3、CAO、MGO、FE2O3为主要成分，可提供形成低温陶瓷长链结构的基本组成元素；第二类是活性添加材料，可以从工业废渣如碱渣、盐泥、锰渣、电石渣、造纸废液、硅渣、窑灰等经过活化、复配而成，它们能提供活性离子使活化废渣中原始硅酸盐网络结构解聚并在水为介质条件下再度聚合形成以硅铝长链为主的无机高分子聚合物；第三是强化改性材料，赋予复合材料具有不同的性能，磷渣、铸造废砂、炉渣、冶金渣可作为颗粒强化材料使低温陶瓷复合材料具有天然石材、陶瓷的性能；废塑料、废纸、植物剩余物可作为韧性材料使复合材料具有木材、高分子材料和陶瓷的性能；污泥、膨胀珍珠岩、泡沫使材料具有轻质、高强、透水、吸音特性。因此，几乎所有的工业固体废弃物、城市垃圾和植物废弃物都能作为低温陶瓷复合材料的原料，而通过不同废弃物的搭配复合，能生产出建筑行业普遍使用的大宗材料（见图2）。围绕工业废渣生产低温陶瓷复合材料关键技术，构建了较为完善的知识产权保护体系（8项发明专利），攻克了一系列的诸如废弃物活化、材料复合、成型、衍生关键技术，所生产的中试产品已经在河南、东北、昆明等城市试用多年，至今未出现非正常损坏、老化等不良现象，通过和多家大中型企业合作，攻克了制约产业化生产的配套性工程技术，目前已经达到了产业化转化条件。课题组于2004在省自然科学基金的资助下，主持开展工业废渣制备CBC胶凝材料机理研究（项目编号2004E0021M），2007年通过了由省自然科学基金委的成果验收，验收结论为本项目从固体废弃物的物理、化学和矿物学性质出发，综合采用物理、化学和低温热力活化的方法使固体废渣的原始硅酸盐矿物结构发生解离，并在水为介质条件下，通过活化矿物的聚合和重组，形成以化学键合陶瓷（CHEMICALLYBONDEDCERAMICS）为主体结构的新型凝胶矿物，从而制备出一类不用高温煅烧、不用水泥和高分子聚合物，在接近常温条件下以工业废渣为主要原料的新型胶凝材料。这种胶凝材料与传统硅酸盐水泥相比具有很多优点物质之间以离子键和共价键连接为主，范德华力和氢键为辅，故物理力学性能优良；最终形成的是几乎不受侵蚀性环境介质影响的沸石矿物，故表现出良好的耐久性，不会发生传统水泥的“碱集料反应”；主要原料为低廉的固体废弃物，制备过程不用高温煅烧，没有极端的苛刻工艺条件，更加节能环保；具有传统水泥的施工操作性和经济性，可采用固体废渣、植物剩余物、气体、城市垃圾对胶凝材料进行复合改性，能衍生出量大面广的新型复合材料在广泛领域替代石材、混凝土、陶瓷、木材使用。本项目的研究成果为众多固体废弃物的规模化和高附加值利用提供了一种新思路，对于我国的生态环境良性循环，资源利用持续不衰和循环经济发展战略目标的实现具有积极有益的促进作用。验收等级为“特优”。课题组长期致力于磷石膏的资源化技术开发，取得了多项研究成果,以磷石膏为主要原料，采用工业废渣为主要原料制备的低温陶瓷胶凝材料为改性剂，在少量矿物激发材料和化学添加剂的协同作用下，制备的建筑砖的主要性能见表41。下述产品是大量利用磷石膏的资源化技术，目前已通过工业试验，验证了相关技术参数，产品经相关具有资质的检验部门检测，符合规范要求。表41低温陶瓷化改性磷石膏标砖序号项目指标1规格240115532吸水率203单块质量24KG（干基）4抗压强度10块平均10MPA，单块80MPA5抗折强度10块平均25MPA，单块20MPA6干缩率065MM/M7放射性内照射62；废渣骨料以铝硅矿物为主，要求安定性合格，最大颗粒尺寸5MM，不含金属、木质材料；石灰消解的最高温度大于等于65，消解时间为1015分钟。生石灰中有效氧化钙含量70；总的氧化钙含量80。石灰中的氧化镁含量5。符合JC/T6211996硅酸盐建筑制品用生石灰添加剂透明或半透明黄色液体，不得出现块状晶体。2）预混合技术要求计量精度3MIN物料均匀度95进料时间3MIN捏合效果保证各种物料分布均匀，接触紧密，提供良好的反应界面。连续进出料。5成型振动成型，具备供板时能自动给托板布干粉料，自动布料完成后对模具内原料表面二次布干粉料，自动成型、脱模、送板和码坯功能。6）养护静停时间24H，蒸养周期24H，养护完成后场地堆放7天方能出厂。7）控制全过程采用集中式控制，并具有自动联锁和紧急停车功能。8）砖的质量要求外观质量无明显的缺棱掉角，尺寸符合规范要求；强度及其它物理力学性能符合表41质量要求。54设备选型方案设备选型与物料量和生产节拍有关，本项目作为一个示范工程，主要功能是验证工艺参数，生产产品在实际工程中应用，考察市场的接纳程度。因此，关键性设备选择成熟先进的工业化设备，一般设备选择原则是满足示范生产为原则。1）生产规模和物料使用量砖生产规模3000万块/年，总物料使用量69万吨（折干），其中磷石膏414万吨，矿物激发剂0552万吨，活性矿物改性剂0828万吨，工业废渣骨料138万吨；2）工作制度300天/年，16H/天541磷石膏砖的主要生产设备选型（1）原料处理设备1）石灰破碎机主要用于块石灰的破碎，全年破碎量最大约0552万吨，选用PC400300型锤式破碎机。该机工作原理锤式破碎机的主要工作部件为带有锤子（又称锤头）的转子。转子由主轴、圆盘、销轴和锤子组成。电动机带动转子在破碎腔内高速旋转。物料自上部给料口给入机内，受高速运动的锤子的打击、冲击、剪切、研磨作用而粉碎。在转子下部，设有筛板、粉碎物料中小于筛孔尺寸的粒级通过筛板排出，大于筛孔尺寸的粗粒级阻留在筛板上继续受到锤子的打击和研磨，最后通过筛板排出机外。因块石灰硬度较低，选择这种破碎机形式较为适用。表52锤式破碎机性能参数名称参数进料粒度（）200排料口调整范围（）15转速（R/MIN）800生产能力（T/H）510（M3/H）设备自重（）800配用功率KW112）斗式提升机统一选择TD315浅斗式，输送量为9M3/H，满足要求，共1台。3）皮带输送机统一选B500型，共8条，但各自长度不同。4）堆土机及散装车主要用于原料堆场内物料的转运。5）螺旋给料机用于粉体的输送及计量。其中最大输送量为粉磨处理量（25吨/H），据此选择三台200螺旋给料机即可。6）料仓共4个，主要用于需要粉磨物料、骨料、中间配料的贮存和中转。7）搅拌机用于矿物激发剂、沸腾炉渣或粉煤灰的混合搅拌。可选JS500双卧轴式强制式搅拌机1台，其性能指标参数如表53表53JS500双卧轴式强制式搅拌机主要技术参数项目参数项目参数型号JS500型号YEZ132S4B5出料容量500L卷扬电机功率55KW进料容量500L型号50DWB208A生产率25M3/H水泵电机功率750W转速35R/MIN料斗提升速度18R/MIN运输状态305023002680搅拌叶片数量27外型尺寸工作状态446130502680型号Y180M4整机重量4000搅拌电机功率185KW卸料高度15008球磨机球磨机是物料被破碎之后，再进行粉碎的关键设备。球磨机广泛应用于水泥，硅酸盐制品，新型建筑材料、耐火材料、化肥、黑色与有色金属选矿以及玻璃陶瓷等生产行业，对各种矿石和其它可磨性物料进行干式或湿式粉磨。球磨机由给料部、出料部、回转部、传动部（减速机、小齿轮、电机）等主要部分组成。中空轴采用铸钢件，内衬可拆换，回转大齿轮采用铸件滚齿加工，筒体内镶有耐磨衬板，具有良好的耐磨性。本机运转平稳，工作可靠。表54球磨机性能参数规格型号简体转速R/MIN装球量T给料粒度MM出料粒度MM产量T/H电机功率KW重量T900300038251200075089113522469）骨料破碎机主要用于块炉渣的破碎，全年破碎量最大约1万吨，选用PC400300型锤式破碎机。详细资料见表52。（2）配料机选择一台38M3三仓式配料机，主要用于磷石膏、骨料的配料，另一个仓备用，该机能满足主要物料的计量。选一台24M3二仓式配料机，用于矿物激发剂与沸腾炉渣或粉煤灰的计量配料。（3）粉体仓按照工程化柔性原则，需要两个100M3的仓。若两个仓连用，可满足5天的需要，若分开使用，则分别储存不同的外购活性矿物改性剂。料仓底端安装螺旋输送机（300型），并与搅拌机相