年产10000吨钒氮合金工程项目可行性研究报告

1 年产 10000吨钒氮合金工程项目 第一 章 项目总论 目概况 （ 1）项目名称：年产 10000吨钒氮合金工程。 （ 2）承办单位： （ 3）单位性质：有限责任公司 （ 4）企业法人： 目主管部门 目拟建地区、地点 宁夏回族自治区银川市高新技术开发区。 担可行性研究工作的单位和法人代表 可行性研究工作承担单位：中国科学院成都有机化学有限公司。 可行性研究工作承担单位法定代表人：索继栓。 究工作依据 1) 国家科技部、国家发改委、国家环保总局 2005年联合发布的第 65号公告。 2) 国家十一五”节能技术政策大纲【（ 2006 2010）的重点推广技术（见 。 3) 宁夏金成钒业科技有限公司和四川省成都瓯萝生化科技有限公司签订的设计、采购、施工总承包 (同年产 2000吨钒氮合金生产线及其补充合同。 4) 宁夏金蔚房地产开发有限公司钒氮合金项目建议书。 2 5) 原化学工业部化计发 1997426号文件化工建设项目可行性研究报告内容和深度的规定 (修订本 )。 6) 原化学工业部化计发 1994121号文件化工建设项目经济评价方法与参数。 7) 国家计委和建 设部联合颁发计投资 1993530号文件建设项目经济评价方法与参数（第二版）。 究工作概况 钒氮合金（钒氮合金）项目属于被列为国家“十五”期间冶金行业前沿技术的“钒、钛与稀土的深加工技术”，钒氮合金（钒氮合金）产品是国家 863计划中的高新技术产品，系高科技高新材料项目，该项目也已被列为国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术项目（国家科技部、国家发改委、国家环保总局 2005年联合发布的第 65号公告第十八项）和国家十一五”节能技术政策大纲【（ 2006 2010）的重点推广技术（见 重点推广项目及国家禁止出口技术项目。项目的实施将高起点的构建我国钒产品骨干企业。 本项目一期工程建成后，钒氮合金产量与攀钢持平，全部 10000吨 /年建成后，将成为国内最大的钒氮合金生产基地，对下游应用和上游原料两个市场将具有举足轻重的作用。 本项目选区在宁夏回族自治区银川市， 该市是国家级有名的化工、冶炼生产基地， 在该市进行钒氮合金项目建设生产适合该市的产业政策与环境。 本项目选择目前全国单套规模最大，电耗和其它单耗最低的生产工艺，投资方和生产线技术及建设工程承建方的合同已经签订，正在着手项目前 期的选址、编制可行性研究报告、环境评价和安全评价报告、进行立项评审等工作。 制原则 3 1)认真贯彻执行国务院关于推行清洁生产的决定，采用先进的立窑钒氮合金工艺路线，能耗低、污染少。 2)重视环境保护及安全生产设计，贯彻执行“三同时”（即与主体工程同时设计、同时施工、同时投产）制度的规定，并在投资估算时一起考虑环保工程费用。 3)设备的选择和加工立足国内现有能力。 行性报告研究范围 1)项目建设的目的和意义。 2）钒氮合金产品的国内市场情况 ,目标替代产品钒铁的成本比较和市场。 3）评 述国内外钒氮合金产品的生产方法、工艺路线，指出本项目采用的工艺方法的优缺点。 4）提供流程叙述，工艺流程图及主要设备构成。 5)规划项目进度，确定生产组织及劳动定员。 6）提出装置环保措施及劳动安全防护措施。 7）进行投资估算和生产成本估算，在此基础上进行财务评价。 8）对建设项目做总体评价，提出存在的问题及建议。 行性研究结论 场预测和项目规模 本项目产品为钒氮合金，没有副产品。 国内钒氮合金的生产和应用自 2003年才出现。预计 5 10年内国内市场规模约 5万吨 /年，国外市场规模超过 国内。 本项目分三期建设，一期建设公用工程及 2000吨 /年钒氮合金生产线。二期再建设 3000吨 /年钒氮合金生产线，三期再建设 5000吨 /钒氮合金生产线。最后总产能达到 1万吨 /年钒氮合金的生产规模。 材料、燃料和动力供应 年生产 10000 吨钒氮合金原材料、动力消耗表 4 钒氮合金日产量 33吨，每年按 300 天计算 序号 原材料名称 单 位 单位 耗量 日耗量 年耗量 备注 1 五氧化二钒 t 4000 2 石墨粉 t 000 3 氮气 650 21450 650 万 4 电耗 h 5000 165000 5000万 设备总装机功率为： 6500 厂址 选址要求交通便利、成熟的工业区，水电配套齐全。由于本项目没有废水废渣排放，废气为氮气和二氧化碳，对环境污染少，可以适应对环保要求高的工业区。项目已经初步选址在宁夏回族自治区银川市高新技术开发区。 目工程技术方案 目建设范围包括： 1)一期建设公用工程及 2000吨 /年钒氮合金生产线。 2)二期建设 3000吨 /年钒氮合金生产线 . 3)三期 又建设 5000吨 /钒氮合金生产线。最后总产能达到 1万吨 /年钒氮合金的生产规模。 4) 1万吨 /年钒氮合金配套的公用工程（道路、配电、给排水、车间、仓库、办公楼、分析测试中心、食堂、宿舍）。 5)建立钒研究所和钒应用开发省级实验室，对钒的进一步深加工和应用进行研究。 6）钒相关专业博士后科研流动站。 用的生产方法、工艺技术： 目前国内钒氮合金的生产主 5 要有推板窑工艺和立窑工艺。本项目拟采用立窑工艺。 备及技术来源： 钒氮合金生产线上所有的设备和分析仪器，生产工艺方法等，总承包给成 都瓯萝生化科技有限公司。 境保护 1）本项目无废渣排放。 2）本项目的废水只有循环水和生活下水，可通过高新技术开发区市政管网排放。 3）本项目的废气只有二氧化碳，年产 2000吨钒氮合金年排放量小于 2500吨；年产 1万吨钒氮合金年排放量小于 12500吨。 因此本项目对环境友好，环境保护压力小。 厂组织及劳动定员 (1) 公司采用董事会领导下的总经理负责制。 (2) 全厂总定员 189人，其中生产人员 139人，管理、销售和科研人员 50人。 目建设进度 项目立项通过后，一 期 2000吨 /年钒氮合金工程建设周期 6个月。 1万吨 /年钒氮合金工程分三期建设，三年全部建成投产。 资估算和资金筹措 (1) 项目所需总投资额为 65000万元，其中固定资产投资 40000万元，流动资金 25000万元。 (2)自筹资金 15000万元，贷款 50000万元。 品售价区间 对最近 5年的原料五氧化二钒和产品钒氮合金价格的跟踪表明，原料价格在￥ 30万元之间，大部分时候在￥ 10 20万元之间。产品 6 价格在￥ 15 80万元之间，大部分时候在￥ 19 39万元之间。因此 1万 吨/年钒氮合金年产值大部分时候应该在 19 40亿元人民币之间，项目年总成本大部分时候应该在 16 36亿元人民币之间，项目年利税总额约 3 6亿元人民币。 目综合评价结论 本项目工艺以五氧化二钒、石墨碳粉和氮气为原料，经立窑高温反应制备钒氮合金，具有原料来源广泛、工艺流程短、生产过程稳定、污染少、能耗低、产品质量好、安全高等优点。 该项目建成后，将使该项目成为国际上同类装置中单套生产能力最大、能耗最低、运转成本最低的工艺装置。 1) 该项目具有财务可行性， 该项目按 10%的行业基准折现率计算的净现值达 43326 万元，大于 0，投资报酬率达 内含报酬率 年均自有资金投资利润率： 税后）， 投资回收期含建设期只有 利指数大于 1，项目具有经济可行性； 2) 可新增就业岗位近 200 人，解决就业问题； 3) 可年均实现 7914 万元税金，增加财政收入； 4) 该项目投资回报率高，建设回收期短，投资者有较好的回报，该项目不仅具有较好的经济效益，而且具有较好的社会效益。建议对该项目尽快组织实施。 5) 本项目的建立将使得国内钒氮合金的生产技术提高到一个新的水平。 6) 本项目建成后将可以大量稳定的 向国内的炼钢企业提供高品质钒氮合金，将为炼钢企业每吨钢材节省成本￥ 100元以上。 7) 将可以提升国内钢材质量，有利于新三级钢等高标号钢种的产业提升。 8) 本项目还将建立钒研究所、争取省级设立省级实验室，建立钒专业 7 的企业博士后科研流动站，将极大的促进国内整个钒行业的技术发展后钒深加工产品的研发。 本项目采用节能效果好的立窑工艺进行生产，产品为钒氮合金，没有副产品。 9) 本项目工艺能耗低、污染少，比推板窑工艺节能 64%以上。 项目计算主要指标表 项目名称 指标 投资总额（万元） 65,000 年均收入总额（万元） 146,233 年均成本费用总额（万元） 125,364 年均利润总额（万元） 16,987 年均税金总额（万元） 7,914 年均工资总额（万元） 473 新增就业人数（人） 189 投资回收期（含建设期年） 投资回收期（不含建设期年） 项目建设期（年） 3 投资报酬率（ %） 贷款偿还期（年） 5 现金流量净现值（ 10%）万元 43,326 内含报酬率 % 盈亏平衡销售量（吨） 2059 盈亏平衡销售额（万元） 33767 安全边际量（吨） 7941 安全边际额（万元） 33745 1）钒氮合金属国家鼓励推广的高强度低合金钢添加剂，属于钒铁的升级 8 替代产品，在国内的才初步开始应用。建议项目承担单位对产品的应用及早着手，建立客户关系，了解客户顾虑，着手解决产品使用中出现的问题。 2）对于资金的筹措，本项目是按照自筹 15000万元，贷款 50000万元的原则来编制的。如果资金来源有变化，将对项目的经济效益产生一定的正影响或负影响。 3）关于本项目的环保和安全问 题，建议建设单位在报批可行性研究报告的同时，请具有相关资质的单位对本项目进行环境评估和安全评估，并出具评估报告。 9 第二章 项目背景和发展概况 目提出的背景 家或行业发展规划 钒氮合金（钒氮合金）项目属于被列为国家“十五”期间冶金行业前沿技术的“钒、钛与稀土的深加工技术”，钒氮合金（钒氮合金）产品是国家 863计划中的高新技术产品，系高科技高新材料项目，该项目也已被列为国家鼓励发展的资源节约综合利用和环境保护技术项目（国家科技部、国家发改委、国家环保总局 2005年联合发布的第 65号公告第十八项）和国家十一五”节能技术政策大纲【（ 20062010）的重点推广技术（见 重点推广项目及国家禁止出口技术项目。 目发起人和发起缘由 本项目的发起人为宁夏金成钒业科技有限公司，公司顺应国家对建筑用钢要求不断提高的政策和市场趋势，积极发展 目前在国内外生产高强度焊接钢筋（如级螺纹钢）、非调质钢、薄板坯连铸连轧高强度带钢、高强度厚板（如造船板）及厚壁 速工具钢、轨道钢、高强度管线钢、以及高强度低合金钢和特钢产品所需的添加剂钒氮合金。与传统的钒合金添加剂 钒铁相比，钒氮合金能更有效地强化和细化晶粒，比使用钒铁可节约 30% 50%的钒，从而大幅度的降低了炼钢成本。因此，钒氮合金被誉为钒产品王冠上一颗明珠的钒氮合金具有广阔的市场发展前景。 目发展概况 项目工艺路线已经在成功建设一套年产 1000吨钒氮合金的生产线，因 10 此本项目可以采用这一成熟工艺直接进行 2000吨 /年和后续的 1万吨 /年的钒氮合金项目建设。 目前已经完成项目建议书的编制，环境评价报告和安全评价报告也在编制中。待本可行性研究报告完成后即可进行立项报批工作。 厂址初步选定在宁夏回族自治区银川市区 高新技术开发区。 投资商宁夏金成钒业科技有限公司也筹建相应的班子，准备成立宁夏金成钒业科技有限公司具体运营该项目。 验试制工作情况 本项目技术已经成功建立一套年产 1000吨钒氮合金的生产线，该生产线已经正常运转一年余，证明本项目技术成熟可靠。 资的必要性 (1) 本 项目建成后企业可以年增销售收入 18 39亿元，利税 6亿元。 (2) 本项目所采用的工艺，使得钒氮合金的生产加工成本低于国内外同行业水平，节能降耗效果显著，市场竞争力强。 (3) 项目建成后，项目公司将成为国内乃至世 界上钒氮合金产品最大的供货商，成为第一家能够高质量、大批量稳定提供钒氮合金产品的公司，将对钒氮合金的生产应用产生举足轻重的影响。 (4) 本项目所用工艺，每吨耗能比国内已有的工艺节省 64%以上，污染少，能耗低。 (5) 本项目建成投产后，将可以大举进攻国外钒铁和钒氮合金产品市场。 (6) 本项目建成后，将为当地新增产值 18 39亿元，年新增税收上亿元。 11 第三章 市场分析与建设规模 场调查 建项目产出物用途调查 本项目产品为钒氮合金（钒氮合金），分子式为 钒和氮的合金产物 。 “钒”是一种具有战略意义的稀有贵重金属，“钒”也是中国重要的战略矿产资源，是钢铁、有色冶金、石油化工、军工等工业中的重要原料。常见的钒产品有五氧化二钒（ 铁（ 钒氮合金（又称钒氮合金（ 金属钒（ V）等。全球钒的 90%以钒铁和钒氮合金（钒氮合金）的形式用于钢铁工业，用作合金添加剂，其中碳素钢占 20%，高强度低合金钢占 25%，合金钢占 20%，工具钢占 15%，其他钢种占 20%，含钒高强度低合金钢（ 于强度大、韧性、耐磨性、耐腐蚀性好，而广泛应用于输油管道、建筑、桥梁、重轨、压 力容器、汽车梁车厢架等工程建设中。钒在非钢铁领域的应用规模仅占 10%，是一个需要开发的潜在市场，其产品形式有化工催化剂用高纯五氧化二钒（ 含钒有色合金及金属钒、钒颜料和处于试验阶段的钒电池等。 钒氮合金是一种优良的炼钢添加剂，能显著地提高和改善钢材的 强度、韧性等 综合机械性能和焊接性能。 应该认识到的重要事实是，钒加入钢中为炼钢生产带来了利益（降低再加热温度、减少横向裂纹、减少轧制负载、轧制条件对钢的特性的影响减小等），提高了钢的性能（强度、韧性、延展性、成型性、可焊接性和耐摩性能，等），从而降低了成 本。这种成本的降低不仅是指钢的生产成本的降低，而且是使用这些含钒钢带来的制造成本的降低，如，建造楼房、桥梁、轮船、汽车、铁路等。 12 国内多个大型钢厂的生产应用对比表明， 与 目前国内外普遍 使用 的钒铁相比 ，钢中使用钒氮合金 可以节约 20% 50%的钒资源，从而降低了炼钢生产成本 ，见表 1。 而且，强度和韧性越高的钢，使用钒氮合金比使用钒铁节约钒越多。 因此，钒氮合金具有广阔的市场发展前景。 表 1. 不同钢种中使用钒氮合金比使用钒铁节约钒用量的比例 单位 人员 钢种 节钒比例 攀钢研究院 龚德平、何明兴 4008%/钢技术中心 张婕 丛玉伟 460 530 螺纹钢 46 58% 首钢总公司 高强热轧钢研制组 205% 济钢集团总公司 夏茂林 2066% 北京钢铁研究总院 张永权 206根据攀钢在 2008年底 2009年初期间对分别使用钒铁和钒氮合金炼钢的成本对比，使用钒氮合金比使用钒铁每吨螺纹钢节约成本￥ 100元。而 2008年底 2009年初受经济危机的影响，正是钒价最低的时候，如果钒价比较高，使用钒氮合金的成本 优势将会更大。 品现有生产能力调查 本项目产品国内现有生产能力总量，现有生产能力开工率；主要生产厂家生产能力利用率。 表 国内现有钒氮合金产能 生产厂 年产能 (吨 /年 ) 备注 攀钢集团（攀钢攀宏钒制品厂） 2000 实际能够达到的产能 承德新新钒钛股份有限公司（承钢） 400 13 浙江野风新材料 1000 正在扩建成 2000 吨，与本项目相同的立窑工艺 浙江杭州中赢科技 300 河南郸城财鑫 300 锦州铁合金 300 马鞍山鼎华 300 或 600 待考察 宁夏东方特种材料开 发有限公司 2000 吨 投产中 米易县攀渝精钒制品有限公司 600 吨 未投产 湖北钟祥 300 吨 江苏常州 市兴昌盛合金制品有限公司 600 吨 总产能不超过 8000 吨 /年，实际上由于推板窑故障率高，维护费时，实际产能不足5000 吨。 以上除浙江野风新材料外，都是推板窑工艺。 由于当前正处于金融危机期间，拟建扩建项目不多，就目前了解到的有浙江野风集团采用与本项目相同的立窑工艺扩建 1000吨 /年产能，另外湖南、湖北、河南、甘肃、河北、四川各有一家公司正在积极筹备新建和扩建钒氮合金项目。 在本项目 实施地区，有 中色（宁夏）东方集团有限公司 已经建成 6条推板窑生产线，正在准备试生产。 代产品调查 氮合金及其目标替代产品钒铁的对比分析 钒氮合金与其替代产品钒铁的生产成本对比 都以 立窑法钒氮合金工艺和铝热法 中钒铁为年产 2000吨 运的是产能虽然对固定资产投入影响比较大，但对单耗的影响较小。 14 表 3. 钒铁和钒氮合金单耗对比（ /吨，每吨钒氮合金或 80 钒铁的消耗） 消耗 钒氮合金 80 钒铁 旬价格差（ /元） 年产量 /吨 1000 2000 装机容量 /00（整个生产线） 1250（只是炉子） 电耗 4500 5000 300 350 五氧化二钒 /吨 状或者片钒 ) 钒 ) 125000 5000* 气耗 650 不 详 /吨 3000 铝 /750 780（大量铝豆少量铝粉） 15000 铁粒 /190 200(95%) 2000 人工 相当 相当 0 其它辅料 ￥ 500 ￥ 500 0 成本差 ￥ 27160 注： *片钒按 /吨，粉钒按 /吨。 +钒氮合金比钒铁多出的消耗按负数计算，钒铁比钒氮合金多出的消耗按正数计算。 也有用 原料铝热法冶炼 工艺，吨耗铝降低到 540560耗 增加到 900 1000。但是 2备投资等等，估计成本跟直接采用 且一般的铁合金厂没有煤气而很难采用这样的工艺。 综上所述，以下这几点是清楚的： 1）炼钢大致消耗五氧化二钒 5 万吨 /年。（求证过攀钢和两个钒行业专业信息公司，确切的产量和消耗量还没有一个清晰的统计） 2） 50 钒铁已经明显的被大规模淘汰。 15 3） 80 钒铁在国内外大量使用。 4）使用钒氮合金比使用钒铁节省钒 20 50%，钢的强度和韧性要求越高，节省钒越多。 5）钒氮合金的生产比 80 钒铁生产成本低￥ 2 万元 /吨以上。生产钒铁有含钒废渣产生，生产钒氮合金基本没有三废排放。 所以无论大小钢铁公司，都终将转而使用钒氮合金，终将成为钒氮合金的客户。比如宝钢那么具有代表性的大钢铁企业都在逐步转向使用钒氮合金。 目前钒氮合金的使用还没有特别大量，还只是少量代替了钒铁，应该主要基于以下原因： 1)钒氮合金在国内的生产时间还不长，之前生产技术一直为美国联合碳化物公司垄断，国内就是攀钢在 2003 年（也有说是 2004 年的）才实现产业化。然后攀钢一直进行严格的技术保密。 2)由于之前一直是推板窑工艺，不能实现 长期稳定大量的供货，下游钢厂就不能贸然从使用钒铁转而使用钒氮合金，严重限制了在下游钢厂的应用。 很明显，目前的状况正是钒氮合金的挑战和机遇。 2007 年全球主要钒产品产量为五氧化二钒 15 万吨，钒铁 余吨（含 50 钒铁和 80 钒铁），钒氮合金 1 万吨，钛基钒合金和金属钒 1200余吨。 2007 年我国单纯螺纹钢产量就达到 1 亿吨以上，而同期我国钒铁和钒氮合金总产量约 4 5 万吨，如果螺纹钢全部添加钒，钒产量单纯添加到螺纹钢里面都不足，可见整个钢材的钒添加比例更低。 品价格调查 自 2005年至今的原料和 产品价格跟踪表明，项目产品的价格由市场决定，受国内外总体经济环境影响较大，受钢材的产销情况影响较大，价格在 15 80万元 /吨间波动，大部分时间在 18 39万元 /吨之间，超出 16 这个范围，则成交量减少。 外市场调查 本项目产品钒氮合金国外生产厂只有美国联合碳化物公司，该公司采用真空还原氮化工艺生产，能耗高、反应时间长、成本高。并且该公司在国外严格的知识产权保护政策之下有效的实行了技术封锁和垄断，使得国外的钒氮合金生产和应用并不发达。 国内攀钢集团自 1991年起，经过 10多年的探索和研究，创造性的使用 了常压推板窑工艺，于 2003年左右实现了钒氮合金的产业化。攀钢集团在完成该工艺开发后，同样实行严格的技术封锁，加上推板窑工艺本身单条生产线的生产能力有限，使得国内钒氮合金的生产应用没有得到充分发展。只是最近两年，推板窑工艺技术才逐步在国内扩散，先后有接近 20条推板窑工艺建成或者开工在建。 因此，钒氮合金产品的应用虽然成熟，但是生产工艺还没有成熟，目前的情况是，无论哪一家能够率先大量稳定的提供钒氮合金产品，必将逐步占领国内以至国外市场。这个正是本项目的机遇所在。 场预测 产品在钢材中 的添加基本上具有不可替代性，目前只是以钒铁和钒氮合金两种形式在炼钢过程中加入。 钒氮合金的生产和应用，国内正处于发展期，目前国内的年产量在5000 吨 /年左右，消耗量在 7000 吨 /年左右。但是钒氮合金必将取代钒铁在炼钢中的应用（具体原因见本报告本章前面部分），而国内的钒铁用量目前在 5 万吨 /年左右。如果钒氮合金代替 50%的钒铁用量，则钒氮合金年需求量就在 吨以上。 现在国内新 钢约占建筑用钢的 10%，随着对房屋建筑质量和抗震要求的提高，新 钢用量必将增加。目前欧美发达国家已经全 17 部使用新三级钢或 者更高牌号的钢种。如果新 钢在国内的使用量占到建筑用钢的 30%，则钒氮合金或者钒铁的年用量将达到甚至超过 10万吨。 品出口或进口分析 1）我国为钒氮合金的净进口国，攀钢集团和其它 2 3三家小厂有少量出口。 2）自 2007年 7月 1日起，我国不再对原料五氧化二钒出口退税，但对钒氮合金出口实行 5%的退税率。 目前国内钒铁出口量比较大，但由于国内生产能力及供货稳定性的限制，钒氮合金还是净进口。 格预测 自 2005年至今的原料和产品价格跟踪表明，项目产品的价格由市场决定，受国内外总 体经济环境影响较大，受钢材的产销情况影响较大，价格在 15 80万元 /吨间波动，大部分时间在 18 39万元 /吨之间，超出这个范围，则成交量减少。 目前正处于全球性的经济危机期间， 2009年处钢材产品更是到了近几年的历史低位。五氧化二钒原料和钒氮合金产品也处于自 2005年以来的历史低位。预期走出经济危机后，产品售价会回复到 18 39万元 /吨之间的水平。事实上，目前已经回复到 18 20万元 /吨之间。 场营销战略 本项目建成后，将成为国内第一家有能力大批量、高质量、货源稳定的钒氮合金产品提供商。拟利用这 个优势，与各大钢厂建立稳定的供销关系。 采用钒氮合金产品生产新三级钢，节省成本、炼钢工艺易于控制， 18 所以拟以钒氮合金在炼钢过程中的应用技术为辅导，改变中小型钢厂使用钒铁炼钢的习惯，占领国内为数众多的中小型钢厂市场。 本项目建成后，项目单位成为国内甚至世界上最大的钒氮合金产品提供商，将可以谋求产品和原料市场的定价权。 19 第四章 原料辅助材料及燃料供应 源和原材料 源评述 钒氮合金生产主要原料为碳粉、氮气、五氧化二钒。其中氮气为空分得来，工厂设置制氮装置，从空气中分离出达到要求纯度的氮 气。 碳粉可以用石墨、炭黑甚至活性炭等，国内年产量估计数千万吨计，不存在供应的问题。 主要原材料五氧化二钒资源概况 中国的 钒 资源，总保有 596万吨，居世界第 3位。 钒矿 主要产于岩浆岩型 钒钛磁铁矿 床之中，作为伴生矿产出。钒矿作为独立矿床主要为寒武纪的黑色页岩型钒矿。钒矿分布较广，在 19个省 (区 )有探明储量，四川钒储量居全国之首，占总储量的 49%；湖北、湖南、安徽、广西、甘肃等省 (区 )次之。钒钛磁铁矿主要分布于四川攀枝花 色页岩型钒矿主要分布于湘、鄂、皖、赣一带。钒矿成矿时代主要为古生代，其他地质时代也有少量钒矿产出。 以下仅对几个五氧化二钒产区做一简单说明。 攀西地区 攀枝花市钒钛资 源储量得天独厚，钒钛磁铁矿累计探明资源储存量为亿吨，钒资源储量万吨，列世界第三、中国第一 。 攀枝花市 现已初步形成了以拥有国际竞争力的钒制品生产商攀钢为主体、国有和民营多种经济成分共同组成的家钒制品产业集群，可规模生产钒渣、钒氧化物、钒氮合金、钒铁等系列产品，成为国内第一、世界第二的钒制品生产基地，钒制品年销售收入约亿元。同时，攀枝花市提出打造 “ 中国钒钛之都 ” 的新目标：到年，钒资源 20 回收利用率达以上，实现年销售收入突破亿元。（以上引自证券日报 2008年 7月 27日） 。 2006年，攀钢钢钒与承德钒钛分别生产钒产品 15000吨和 8000吨。四川省计划到 2010年， 形成钒渣 60万吨的综合生产能力。 湖北崇阳 根据崇阳县招商网 2007年 11月资料显示，该县地处江南大陆的北缘，广泛分布海相沉积地层，西南部有燕山期的酸性火成岩侵入，矿产资源有着得天独厚的地质条件 ， 石煤 矿储量丰富。 石煤层岩性为含炭 高炭质岩夹有磷结核及硅质泥岩。已知大型矿床两处 ， 总储量在 7亿吨以上。石煤层一般 1 2层，最多达 9层，单层厚 6米，一般厚 2 3米，呈层状，层位稳定，含 最高达 河北承德 一种普遍的说法是河北的钒储量占全国储量的 21%,根据承德政府网站 2007年的信息，承德市是全国第二大钒钛磁铁矿资源基地，截至 2006年保有储量 47亿吨以上。 按攀西地区钒钛磁铁矿中钒含量估算，承德地区五氧化二钒保有量至少在 500万吨以上。 湖南省 据 1988年资料（ 数据很老了 ）湖南钒矿 五氧化二钒 保有储量达 中工业级 保有储量的 甘肃省 甘肃省 2001年钒矿保有储量 125万吨， 主要 在敦煌地区。在敦煌地区，有 7家 钒资源生产企业， 2006年总设计产能 4200吨 陕西省 产地处，主要分布安康、汉中和商洛地区，探明处，探明五氧化二钒储量居全国第位。 21 河南省 已知钒矿产地有 淅川和舞阳。 淅川含矿层出露总长度超过 100公里，厚度为 420m，钒矿品位大都超过了国家规定的 业指标和 界品位的要求，全县五氧化二钒平均品位 最高达 具有分布广、储量大、层位稳定、有害杂质少、易提炼等特点。目前已发现钒矿石资源总量预计在 在钒矿石资源总量预计达 在经济 价值达 （估计泡沫比较大，为京润公司宣传文章） 综上所述，中国钒储量以攀西地区和河北承德地区的最大，但是都为钒铁磁铁矿，品位较低，不能直接冶炼，都是以炼钢厂高钒渣为原料方可进一步提钒。 其它形式的钒矿，以湖北崇阳的石煤矿成矿集中，品位高且稳定，因此该地区成为中国石煤提钒的发源地和主要产地。 从网上搜索的数据不完全统计，国内年产能在 500吨以上的五氧化二钒厂计有 40余家，年产五氧化二钒 5万吨。本项目的主要原料不存在资源和原料短缺的问题。 材料及主要辅助材料供应 (1) 原材料、 主要辅助材料需用量及供应。 年生产 1 万吨钒氮合金材料、动力消耗表 表五： 序号 原材料 名称 单 位 单位 耗量 日耗量 （日产） 耗量 （年产量） 10000t 备注 1 五氧化二钒 t 4000 2 石墨粉 t 000 3 氮气 650 21645 6500000 4 其它 t 00 22 (2) 燃料动力及其它公用设施的供应。 序号 原材料 名称 单 位 单位 耗量 日耗量 （日产） 耗量 （年产量） 10000t 备注 5 电耗 kwh 5000 35000 50000000 本项目的动力来源只有电能，设备总装机容量 6500 (3) 主要原材料、燃料动力费用估算。 序号 原材料 名称 单 位 单位 耗量 年耗量 （年产量） 10000t 单价 元 年费用 万元 备注 1 五氧化二钒 t 4000 106000 148400 2 石墨粉 t 000 3200 1600 3 氮气 650 6500000 21 4 其它 t 00 10000 100 5 电耗 h 5000 50000000 500 总计 152731 23 第五章 厂址选择 厂及厂址选择条件 （ 1）该项目土地占有面积应大于 200 亩，为考虑长远发展以征用300 亩为宜，要留有扩建的余地。 （ 2）有充足的电源，及可满足项目投产后的供电量（ 6000 （ 3）有充足的水源（给水）。 （ 4）交通方便，厂区附近最好有铁路，公路或高速公路，便于原材料运入及产成品外运。考虑产品今后的出口， 当然离港口越近越好，便于出口运输及报关。 （ 5）便于原材料采购的区域。 （ 6）优惠政策宽松的地区。 址选择 址及交通状况 该钒氮合金项目选址于宁夏银川市高新技术开发区。拟在该址征地300亩进行建厂。 选址区有包兰电气化铁路、国道 109、 110线及石中高速公路穿境而过，距银川火车站约 5 停 该 站 ） ， 距 自 治 区 政 府 所 在 地 3 银川河东机场 40通十分方便。 象与地震裂度情况 1)气象情况 银川市属中温干旱区，具有明显的大陆性气候特征 具有春暖快。夏署短， 秋季旱，冬寒长，雨雪稀少等气候特征 （ 1）历年平均温度： 24 （ 2）历年最高气温： （ 3）历年最低气温： （ 4）年平均降雨量： 195 5）年平均蒸发量： （ 6）年平均相对湿度： （ 7）年平均气压： 892毫巴 （ 8）年平均沙尘暴日数： （ 9）年平均风速： （ 10）最大风速： 28m/秒 （ 11）最大积雪深度： 48 12）冻土层深度： 13）结冰期： 120天 （ 14）采暖期： 150天 （ 15）冬季主导风向：西北 （ 16）夏季主导风向：西南 （ 17）无霜期平均为 165（ 18）年日照时数 3069小时 2)地震裂度 依据中国科学院兰州地震研究所划分，宁夏 银川市地震裂度为 8度。 址区域工程地质情况 1）地形地貌 该选址区域地形较平坦，地貌单元为冲洪积平原，地层除素填土外，均为第四系全新系统冲洪积物。 2）地质构造及环境工程地质条件 区域地处贺兰山东麓冲洪积平原，银川内陆断陷盆地的西北边缘，构造单一，属我国南北地震带，是鄂尔多斯周缘活动断裂系的一部分。 3）选址区所处环境无崩塌、滑坡、泥石流、震陷等各类不良地质作用，地基上从第四系全新系统冲洪积物为主，空间分布稳定、均匀、所处地质环境有利于工业项目建设。 25 第六章 工艺技术方案 目组成 本项目建设年产 10000吨钒氮合金生产装置及配套的分析测试中心和办公后勤销售等辅助设施。另外拟建立钒研究所，对钒的深加工和下游产品进行深入研发。 1) 一期建设公用工程及 2000吨 /年钒氮合金生产线。 2) 二期建设 3000吨 /年钒氮合金生产线 . 3) 三期又建设 5000吨 /钒氮合金生产线。最后总产能达到 1万吨 /年钒氮合金的生产规模。 4) 1万吨 /年钒氮合金配套的公用工程（道路、配电、给排水、车间、仓库、办公楼、分析测试中心、食堂、宿舍）。 5) 建立钒研究所和钒应用开发省级实验室，对钒的进一步深加工和应用进行研究 。 6) 钒相关专业博士后科研流动站。 拟建设的主要和辅助设施有： 1) 车间部分： 钒氮合金车间一、钒氮合金车间二、多功能车间一、制氮车间及罐区、机修车间。 2) 仓储部分： 乙类仓库、丙类仓库、机修仓库。 3) 辅助设施部分： 消防水池、循环水池、变电站、配电房、泵房、测试中心。 4) 综合管理部分： 钒研究所 (包括省级实验室 )、办公楼 5) 其它辅助设施：门卫及传达室 、食堂、宿舍、浴室、厂区内室外厕所、车棚。 钒研究所（省级重点实验室、企业博士后科研流动站）拟采用如下方案： 26 本项目配套建设钒研究所，研究所的主要目标是进行钒相关产品和技术的研究开 发，为钒的深加工和下游产品提供帮助，力求使得项目公司在钒行业保持技术和产品双领先的地位；另外根据企业和市场需要，对冶金炉料进行研究开发，成为一个在冶金炉料行业具有影响力的科研单位。 研究所所长由公司首席科学家兼任，建所初期拟设三个课题组，每个课题组 3 人，其中一人为课题组长，要求硕士学位以上人员担任。三个课题组共可同时进行 3 6 个课题或者产品的研究开发。 研究所建成后根据企业和行业发展需要，可以进行扩充和强化建设。 研究所运转正常后，拟申请设立钒专业相关的省级重点实验室，申请设立钒相关专业或者冶金炉料学科方面 的企业博士后科研流动站。 产技术方案 本项目采用立窑工艺生产钒氮合金（钒氮合金），以五氧化二钒、碳粉和氮气为主要原料，接近常压下一次焙烧得钒氮合金产品。不需要真空设备，整个生产过程连续自动化，劳动强度低，产品质量稳定并且方便不同型号的产品生产。通过控制立窑升温段和高温段的长度，避免了对程序升温控制的严格要求。 品标准 钒氮合金（钒氮合金）产品质量应符合国标 20567 2006。 主要指标为： 表观密度： （本项目实际产品的表观密度 ； 氮含量： 12% 18%（根据产品规格要求） 碳含量： 1% 10%（根据产品规格要求） 钒含量： 77% 27 参照执行钒氮合金国家标准（ 20567 2006） 表六： 牌号 化 学 成 分 （ % ） V N C S n 不大于 8 82 6 10 7 81 10 14 6 80 14 18 照执行攀钢钒氮合金内控标准 表七： 牌号 V N C P % % 不 大 于 6 82 10 14 10 6 82 14 18 6 项目所采用的生产工艺 流程和技术参数 本项目采用立窑工艺生产钒氮合金（钒氮合金），以五氧化二钒、碳粉和氮气为主要原料，接近常压下一次焙烧得钒氮合金产品。不需要真空设备，整个生产过程连续自动化，劳动强度低，产品质量稳定并且方便不同 型号的产品生产。通过控制立窑升温段和高温段的长度，避免了对程序升温控制的严格要求。 钒氮合金单耗 (按 10000 吨 /年， /天的生产规模 )： 1) 每吨钒氮合金耗 五氧化二钒 。 2) 每吨钒氮合金耗 氮气 650 3) 每吨钒氮合金耗 碳粉 。 28 4) 每吨钒氮合金耗 电 5000 5) 每吨钒氮合金耗 其它辅料 ￥ 工艺流程图 工艺流程简述： 1）粉碎工段 五氧化二钒 (片钒 ) 五氧化二钒 (粉钒 ) 粉碎 碳粉 拌料 其它添加剂 压块成型 还原氮化 质量检测 包装 29 将原料片钒（五氧化二钒的一种形式）进行粉碎，才用本工艺独特的全密封粉碎技术，无粉尘产生。之所以设置这个工段，是因为有时片状比粉状五氧化二钒价格低。粉碎后粒度要求 90%物料能够过 100 目分样筛。 2）拌料工段 将五氧化二钒（粉钒或者粉碎后的片钒）、碳粉和其它添加剂按一定比例加入拌料机中混和均匀，并加入少许水使得物料稍微润湿。 3）压块成型 将混和均匀的物料送入成型机压成大小约 5椭球块状。压块强度要求在 1m 高度自由落体到 的铁板上破碎率小于 5%。 4）还原氮化工段 压块成型后的物料进入还原钒氮合金炉，高温氮气气氛下原料五氧化二钒先经碳质还原剂还原，并经氮 气氮化生产钒氮合金。还原氮化炉内氮气和固体物料逆向移动。 5）包装入库 出还原氮化炉的钒氮合金产品经过质量检测后，以内部覆塑牛皮纸袋包装，每 5袋，每 50 袋 1 标准铁桶。然后入成品库。 业化制备工艺对比 目前已经工业化的比较可行的工艺主要有美国联合碳化物公司的真空还原氮化工艺，国内主要有推板窑工艺、立窑工艺和微波立窑工艺。国内的工艺都在常压下碳热还原氮化五氧化二钒或者三氧化二钒制备钒氮合金，工艺的区别主要在加热方式及窑炉形式上面。常压还原氮化工艺明显的比真空还原氮化工艺设备简单、能耗低、生产能 力大。目前国内应用比较广的是推板窑碳热还原氮化工艺、和本项目采用的立窑碳热还原工艺，简称推板窑工艺和立窑工艺。 30 这三种工艺都采用常压氮气气氛，主要原料钒和碳的单耗基本相当。理论上，每吨含钒 钒氮合金需要 粉约 有一个共同点就是这三种工艺都可以方便的调节产品的碳和氮含量。 推板窑工艺一般采用电阻加热，原料压块后装入石墨坩锅中推入炉膛加热进行反应，为了控制受热和气体传质的均匀性，石墨坩锅不宜太大，否则坩锅下部中间的原料还原和氮化会受到一定的影响。原料压块也不宜 过大，否则块中心不易被还原或者氮化。也因此加热时间比较长。另外，加热炉保温和气密性需要进一步的改进，以降低电耗和气耗。 微波加热的热效率高，但是由于单个微波管的功率不能做得太大，一般较大的做到 5么当需要整个窑炉的功率密度比较大的情况下，一般采用多个微波管，但是微波管过多时，不同微波管之间容易相互加热，导致微波管寿命降低、热效率降低。由于微波穿透能力有限（一般小于 10炉子做得太大后会导致加热不均匀。以上两个原因使得单台设备生产规模受到限制。一般单炉做到年产 100吨钒氮合金左右。另外，由于 钒氮合金制备过程中，随着还原程度的加深，反应介质越来越具有金属的性质，使得越到反应后期，介质对微波的反射越强，导致反应不易完成，产品中会残留较多的氧。 本项目提出的立窑工艺的窑炉体积利用率比较高，容易做到气密性和良好的保温性能，也容易实行大规模生产。目前已经克服用 再存在物料结块堵塞导致停窑事故的情况。该工艺是目前唯一实现单炉年产钒氮合金 1000吨规模的装置。 由于目前作者能够获知的微波炉工艺产量较小，无大规模工业化生产意义，下面将立窑工艺和推板窑工艺做一个对比表。对比以同等 产量即年产 1000吨钒氮合金规模为基准。见表 2。 31 表 2. 年产 1000 吨 同工艺对比表 项目 立窑工艺 (本项目工艺 ) 推板窑工艺 (国内某大型企业 ) 窑数量 1 条立窑 3 条推板窑 窑炉占地 / 300 1500 装机容量 630500 1800备维护 少 多（液压推进机构、液压油系统、发热元件、推板、导轨） 窑炉易耗品 少，只有少量内衬易损耗 导轨、推板、石墨篮、加热元件 （必须在规定使用次数内更换，否则必须拆窑排除故障） 拆窑并恢复 方便，损耗小，费时短（ 1 星期） ，开停车灵活 复杂，损耗严重，费时长（ 1 2个月），大致相当于重新建新窑 首次主要设备投资