镍残极处理技术改造项目项目建议书.doc

镍残极处理技术改造项目项目建议书一、项目建设的背景及其必要性1、项目提出的背景镍残极处理是精炼厂镍冶炼流程的中间工序，场地位于镍电解一期阳极泥洗涤厂房的侧面，根据镍电解一期“铁渣处理技术改造”项目建设规划，需要占用现镍残极处理场地，镍残极处理工序需选址迁移。2、现状及存在的问题（1）镍残极处理场地小，随着镍电解产能提升和项目建设，二期残极处理场被挤占，所有的镍残极集中在一起处理，残极运输与处理交叉作业，十分拥挤，现有的镍残极处理场地和处理能力已不能满足生产的需要。（2）现有场地地面出现大面积破损，加上露天作业环境给生产作业和车辆通行带来困难，不利于安全管理。（3）较低的机械化作业水平，使岗位职工的劳动强度较大，给提升作业效率，控制作业质量带来的难度不断增加。二、建设方案1、产品方案和建设规模（1）产品方案 镍残极处理后所得三种产品：镍残极块、阳极泥和铜耳线。镍残极块送熔铸系统铸高锍阳极板；铜耳线送铜管厂；阳极泥送镍电解经洗涤后再送入镍盐厂处理。（2）建设规模目前镍残极的日处理量一般不超过为150t，考虑到今后的生产发展等因素，按日处理量200 t，年有效工作日330d计，设计镍残极处理量为66 kt/a。2、原料情况处理原料为镍电解产出的镍残极，其供应量随电镍产量的增加而增加。3、工艺技术方案（1）改造方案为避免镍残极破碎后大量的细粒镍高锍进入阳极泥，方案中首先考虑用筛分将镍残极与阳极泥分离后，再完成镍残极和铜耳线的破碎分离，所以方案中拟采用 “预先筛分再破碎”的工艺流程。镍残极粒度大且为片状，预先筛分采用滚筒筛分机；镍残极破碎选用颚式破碎机；中间物料的运输使用皮带运输机。工艺流程概述如下：镍残极从镍电解运往镍残极处理料仓，用给料抓斗将镍残极给入钢制料仓，通过料仓下的槽式给料机给入滚筒筛分机进行阳极泥和镍残极块的分离，阳极泥透过筛孔，作为筛下产物由皮带运输机输送到阳极泥堆放料仓；镍残极块沿筛面滑行，作为筛上产物从筛子后端流出进入粗碎颚式破碎机，粗碎后的物料由皮带运输机给入细碎颚式破碎机，细碎后的物料输送至镍残极堆放料仓；铜耳线在皮带运输机上手工拣出后输送到铜耳线堆放料仓；最终实现镍残极、阳极泥和铜耳线的分离（具体见镍残极处理平面配置图）。因考虑到当天产出的镍残极当天处理，在筛分时物料表面和阳极泥仍处于湿润状态，所以本方案筛分作业不考虑设置收尘设施，仅在两级破碎岗位考虑安装一级漩涡收尘。工艺流程见图1筛 分镍电解残极给 料阳极泥残极皮带运输机粗 碎铜线镍残极皮带运输机皮带运输机细 碎图1 镍残极处理原则流程图（2）改造主要内容给料工序：设计年镍残极处理量为66kt，年工作时间按330天计，日镍残极处理量为200t，日工作制为8h，时间利用率75，单位处理量为200（875）33.33 t/h。筛分工序：给料粒度350mm，为片状，阳极泥粒度48 mm。需要筛分分离的阳极泥为2.5 t/h（根据生产考查，阳极泥占镍残极总量的10），筛分效率为85。破碎工序：生产能力200t/d，粗碎最大粒度为350mm，粗碎产物粒度为50mm；细碎最大粒度为50mm，细碎产物粒度15mm。（3）主要设备选型及计算给料抓斗 日处理镍残极量200t，日倒运破碎后物料200 t，日总处理物料量400（875）1.280t/h。选用5t桥式抓斗起重机1台，其规格型号为Q=5t，Lk=22.5m，H=13 m。料仓 根据给料抓斗张开的最大尺寸（长宽高为260014523452mm），选用2500mm2000mm1000 mm的钢制溜槽式小料仓1台，容积为5m3。给矿设备 单位处理量33.331.240t/h，给料粒度350mm，为片状。选用980mm1240mm槽式给矿机1台。筛分机单位处理量33.331.240t/h，给料粒度350mm，为片状。选用THGS1400滚筒筛分机1台，滚筒12501400mm，筛孔13，处理能力40150 t/h。粗碎 粗碎设备选用颚式破碎机。 破碎机给矿口的宽度：B1=（1.101.2）D最大=1.12350=392mm选用规格型号为PE400600颚式破碎机；破碎机的生产能力Q=K1K2K3 K4Q0 =1.01.11.21.132.5=47.19t/h破碎机的台数n=KQ0Q=1.14047.19=1（台）细碎 破碎机给矿口的宽度：B1=D最大1）1.2=501.21.2=50mm选用规格型号为PE150750颚式破碎机；破碎机的生产能力Q=K1K2K3Q0=1.21.21.21.19.75=30.8t/h破碎机的台数n=KQ0Q=1.04030.8=1（台）物料输送筛下产物（阳极泥）输送可选用TD75型 650 mm的皮带运输机1台，皮带运输机总长8m。筛上产物（镍残极块）输送可选用TD75型 800 mm的皮带运输机1台，皮带运输机总长12m。粗碎后镍残极的输送可选用TD75型 650 mm的皮带运输机1台，皮带运输机总长11m。细碎后镍残极的输送可选用TD75型 650 mm的皮带运输机1台，皮带运输机总长11m。分离后铜耳线的输送可选用TD75型 650 mm的皮带运输机1台，皮带运输机总长8m。料仓镍残极堆料仓：日处理镍残极量200t，物料周转时间3d，物料堆比重为2.7t/m3，物料堆放体积为：20032.7=111m3。物料车辆运输，料仓利用率为40，料仓容积为280 m3。镍残极堆料仓规格为：15000150002000mm阳极泥堆料仓： 根据2013年生产数据统计，阳极泥占镍残极量10，日产出阳极泥为20t，物料周转时间3d，物料堆比重为0.6t/m3，物料堆放体积为：2030.6=100m3。物料车辆运输，料仓利用率为40，料仓容积为250 m3。阳极泥堆料仓规格为：1500080002000mm铜耳线堆料仓： 根据2013年生产数据统计，铜耳线占镍残极量1.1，日产出铜耳线为2.2t，物料周转时间7d，物料堆比重为0.4t/m3，物料堆放体积为：2.270.4=40m3。物料车辆运输，料仓利用率为50，料仓容积为80 m3。铜耳线堆料仓规格为：15000100002000mm分离后镍残极堆料仓：处理后镍残极量178t，物料周转时间6d，物料堆比重为2.7t/m3，物料堆放体积为：17862.7=395m3。物料车辆运输，料仓利用率为55，料仓容积为718 m3。镍残极堆料仓规格为：24000150002000mm收尘设备 选用600旋风收尘器1台，4-72-116A玻璃钢离心风机1台。（4）主要工艺技术参数和技术经济指标破碎镍残极块15mm实现镍残极块、阳极泥和铜耳线的分离。4、水、电、汽等外部配套设施给排水：用水量：生活用水5m3/d排水量：无生产废水排放，生活废水5m3/d。给水与排水：给水引自原运输队用水管网DN50 mm管段上，上水压力为0.25MPa, 生产给水接管管径拟定为DN50mm，长度为48m，管材采用焊接钢管。排水就近排入生活废水管网。供配电：本项目用电设备安装功率200KW，计算负荷Pjs=140kw，Qjs=112kw，Sjs=179.3kw。电源引自稀贵系统精炼配电室，该配电室电源引自1311柜，变压器容量1600KVA，变压器负荷率41%，可以满足本项目用电负荷需求。另外，本项目用电负荷占用变压器容量15%，不会对稀贵系统今后的扩能造成影响。需在镍残极厂房内新建低压配电室（643m），配置四面低压配电柜。该配电室紧邻本项目现场，且有一备用馈线柜，断路器额定电流400A，本项目总电源可引自该柜，电源电缆出配电室即可到达本项目拟建配电室。各用电设备采用现场就地控制，动力电缆和控制电缆采用电缆沟敷设方式。电缆导线表如下。内容序号起点终点电缆型号长度(m)敷设方式电源电缆1稀贵配电室残疾场配电室VV-1KV 350+12520架空动力电缆2低压配电柜抓斗吊VV-1KV 310+1615地埋3低压配电柜筛分机VV-1KV 34+12.515地埋4低压配电柜皮带运输机1VV-1KV 34+12.518地埋5低压配电柜皮带运输机2VV-1KV 34+12.520地埋6低压配电柜破碎机（粗碎）VV-1KV 316+11025地埋7低压配电柜皮带运输机3VV-1KV 34+12.528地埋8低压配电柜破碎机（细碎）VV-1KV 310+1630地埋控制电缆9低压配电柜现场控制箱1KVV-500V 71.520地埋10低压配电柜现场控制箱1KVV-500V 71.520地埋11低压配电柜现场控制箱1KVV-500V 71.520地埋12低压配电柜现场控制箱1KVV-500V 71.520地埋13低压配电柜现场控制箱2KVV-500V 71.520地埋14低压配电柜现场控制箱2KVV-500V 71.520地埋15低压配电柜现场控制箱2KVV-500V 71.520地埋供热：该项目在生产中不需要供热。采暖通风：根据工艺要求进行集中采暖，采暖用气量为2.4t/h，采暖接自现有蒸汽管网。厂房墙壁上对称安装轴流风机共12台。仪表检测和控制：该项目在生产中不需要仪表检测。5、厂址选择及总图运输（1）厂址选择：新的镍残极处理场拟选在精炼厂原运输队院内。院内具有东西长64.2，南北长64 m，约2334m2的可用场地，场地出入道路完备，均已硬化，且与主干道贯通，不须新增道路铺设；且院内具有水、电、暖、消防用水等较好的外围条件，动力电源可就近从稀贵生产系统引入，所选场址能够满足镍残极处理工序新建要求。（厂房位置见附图1）（2）总图运输：年物料运输量为66000t，其中镍残极为58674t，阳极泥为6600 t，铜耳线为726 t。现运输车辆和运输方式不变的情况下完全能够满足新建镍残极处理的运输任务。6、环境保护、劳动安全、卫生与消防（1）环境保护：本项目所涉及的环境污染物主要是少量的粉尘和低分贝噪音，生产中不外排生产废水，不产生固体废弃物和其它有毒气体。少量的粉尘主要产生在两级破碎的下料口，且粉尘的粒径较大，项目在该处安装吸风罩，配置一级漩涡收尘器，引风排出口高出邻近建筑物，可避免粉尘对岗位和周边环境的危害，岗位职工配备有效的劳保用品。噪声主要来自给矿的破碎设备，噪声源强不大于90dB(A)，设备采取减振安装，岗位配备必要的劳动保护用品，声音强度不会对岗位人员和周边环境造成危害。（2）劳动安全：项目涉及的主要危险源有：粉尘及噪声危害、转动设备的机械伤害、用电设备的触电危险、平台楼梯存在的滑跌危险。对于粉尘和噪声的治理已在“环境保护”中述及；为防止转动设备的机械伤害，在设备安装时，同步实施人机隔离措施；按规范要求对所有的用电设备采用接地、连锁保护等手段；保证作业岗位有良好的采光条件，需要重点照明部位加装照明灯具；凡易于造成滑跌的部位加装安全防护栏，设置明显的安全标志。（3）卫生与消防生活用水引自运输队办公楼生活用水点，供水可靠方便；厂房墙壁安装轴流风机，保证厂房内具有良好的通风条件；厂房内配备必要的灭火器，并设置两处消防栓，水源就近从原运输队院内的消防用水点引进。7、节能减排该项目安装设备电能消耗少，照明灯具选择节能产品，生产中不产生废水、废气。8、劳动组织及人员培训采用8小时工作制，两班轮换，原残极处理岗位配置人员能够满足作业需求。为了能在短时间内打通整个工艺流程，确保各工序设备、设施正常运行，实现全系统投产，按计划组织生产操作人员进行生产工艺流程、设备工作原理、安全及技术操作规程和吊车工的全面培训。三、投资估算项目总投资663.5万元（详细的投资估算见附表2）。其中：土建及防腐费用299.52万元。 设备及安装222.9万元。 电气及安装39.6万元。 其它费用101.48万元。四、项目进度计划项目论证及立项 2014年6月- 2014年7月（30天）项目设计及评审 2014年7月- 2014年8月（30天）土建及拆除 2014年9月- 2015年1月（150天）设备招标及订货 2014年9月- 2014年10月（60天）设备和电气安装 2015年2月- 2015年3月（60天）工艺管道安装 2015年3月- 2015年4月（30天）防腐及保温 2015年4月- 2015年5月（20天）验收及调试 2015年5月- 2015年6月（20天）投产及试生产 2015年6月- 2015年7月（30天）五、经济效益和社会效果的初步分析1、项目建设可解决镍电解“铁渣处理技术改造”项目的占地需求，项目投产后可形成年处理6.6万吨镍残极的生产能力。2、可实现镍残极处理的机械化作业，提高劳动效率，减轻职工劳动强度，改善作业环境条件，有利于安全文明生产。3、全封闭式作业和管理，能够降低物料管理带来的综合治理压力。4、处理后的镍残极物料完全满足熔铸进炉的工艺要求，可省去熔铸系统的镍残级破碎工序。六、风险分析及防范对策本项目生产所需的原料主要为本企业生产过程的中间产品，工艺流程简单，工艺分离为简单的物理过程，所选用的设备都是在生产实践中运用成熟的设备，风险系数低。七、存在问题与建议考虑到生产的连续性，以及镍残极堆存占用场地大，综合治理难度大等因素，在新项目投产前，建议保持现在的作业场所和方式不变，待项目完工后整体搬迁，以利于生产组织和管理。现场生产工艺改造项目可行性研究报告目录1.1总论11.1.1概述 21.1.2可行性研究的背景及依据31.2项目的建设条件41.2.1项目的资源条件11.2.2项目的外部条件21.3建设方案31.3.1总体布置原则41.3.2生产规模及产品方案11.3.3企业的生产工艺选择2第四章冶炼24.1概述34.2原料及辅助材料44.2.1原料14.2.2主要附助材料24.3工艺流程34.3.1工艺流程的选择44.3.2生产过程简述14.4主要技术经济指标2第六章公用设施及土建工程36.1供排水46.1.1供水16.1.2排水26.2电力、自动化仪表36.2.1供电电源46.2.2供电方案16.2.3装备及自动化26.2.4汽保及维修设施36.2.5采暖46.2.6土建工程1第七章投资估算2第八章环境保护3第九章共伴生金属4第十章经济及社会效益24第一章 总论1.1 概述某公司以电镀废水处理过程中的电镀污泥为原料，经浸出、除杂、洗涤、沉淀等几道工序产出碳酸铜镍混合产品。由于所获得的产品为金属盐，价值不高。因此有必要对现有生产工艺进行改造，更因其技术素质差、装备陈旧、环境保护意识差、污染物排放严重失控等，造成了目前我国电镀行业的高消耗、高能耗、高污染的局面。清洁生产的理念与末端治理的思路背道而驰。清洁生产主张从源头削减污染，提高资源和能源的利用率，减少或者避免生产过程中污染物的产生，尽可能地回收利用生产过程中流失的资源，严格控制污染物的排放总量，而把末端治理仅仅当作是保护环境的一种具体手段而已。提升产品氢还原分离法直接用还原性气体从溶液中沉淀金属，选择性的获得单质金属产品，流程简单，设备固定投资少，操作方便，产品质量好，产值较高，通过改变生产条件，可以分离和生产不同纯度、不同粒度的铜、镍产品，在提取冶金中是一种常用的有效方法。目前该方法已扩展到电镀污泥领域5，但相关研究报道还较少。本文采用氨浸加压氢还原法从电镀污泥中分离并制取金属铜粉和镍粉，实现电镀污泥的资源化利用，具有积极意义。于来料大致可分为两类：一类是含铜镍的废料，该废料约占70%；一类是含镍的废料，该废料约占30%。各废料化学分析成分见表1。表1 各废料化学分析成分（干基含量）项目CuNiFeCrZn水份含铜镍的废料21021012012015含镍的废料目前该公司生产采用加温搅拌浸出生产碳酸铜和碳酸镍混合产品，年产量约为10000吨。生产工艺见图1。1.3.2生产规模及产品方案萃取/电积工艺条件项目条件备注一、萃取部分萃原液成份Cu5g/L、pH2.53萃取率92%水相流量6m3/h有机相流量12m3/h萃取剂浓度10%（体积比）260#煤油90%萃余液成份Cu0.2g/L、pH1.52反萃前液成份Cu40g/L、H2SO4180g/L反萃后液成份Cu45g/L、H2SO4175g/L二、电积部分电流强度2000槽电压2电流密度160电积液成份Cu45g/L、H2SO4175g/L电积贫液成份Cu35g/L、H2SO4180g/L电积液温度40电积液循环量5m3/h硫脲用量30g/tCu硫酸钴用量按电解液中Co2+100ppm添加浸出生产过程：原料由铲车加入给料皮带，再由给料皮带输送至1#、2#浸出槽，经50 min搅拌酸浸后由泵抽送至3#、4#、5#除渣槽（Cu0.6%、Ni0.3%）废料除 渣压 滤滤渣滤液皮带运输一次洗涤沉铜沉镍压 滤废水外排废渣Na2CO3（干基8590t/d、水份）70%）Cu45g/L、Ni45g/L、pH=2.0H2SO3（Cu57g/L、Ni68g/L、pH=3.54.5）（Cu68g/L、Ni68g/L、pH=2.5）Na2CO3+Na2CIO3泵泵人工加料压滤除去Fe、Cr加温搅拌浸出洗水图1 现生产工艺流程图加水（搅拌浓度47%）（湿化含量Cu3.02%、Ni3.05%、Fe0.67%、Cr0.50%、水份70%）产品废料除渣槽3#、4#、5#压滤机1#、2#、3#滤渣滤液皮带运输B=500mm2条洗涤槽7#、9#、10#沉铜沉镍槽11#、12#压滤机2台4#、5#产品废渣泵压滤机6#、7#、8#、注：槽规格均为30003000（mm）2个浸出槽1#、2#洗水图1 现生产设备联系图泵泵（3台Q=10m3/h、H=20m）泵(3台Q=10m3/h、H=20)（2台Q=15m3/h、H=3m）（2台Q=10m3/h、H=20）泵(2台、Q=5m3/h、H=10)2、改造后生产工艺对性质不同的来料采用不同的工艺进行处理，对浸出后的含铜镍废水料液采用萃取-电积法生产电积铜及电积镍产品，对浸出后的含铜废渣采用浮选法生产铜精矿，从不锈钢原料中回收镍精矿。1.1萃取车间由于现场有一套旧萃取系统，为节省投资和赶进度，本次设计仅对该萃取系统进行改造，旧萃取系统设备明细表见表2。 1、现有萃取设备现有萃取系统设备明细表见表1.表2 现有萃取系统设备明细表 序号设备名称规格型号数量1浸出液池3.943.942.1（m）82萃取槽7407402900(mm)123高位槽20002000(mm)34配酸槽20002000(mm)15有机槽20009701190(mm)16反萃液槽180010001000(mm)27地槽1000100011000(mm)12、改造后萃取工艺4.4萃取设计年产电积铜500t/a，年工作日330，电积回收率99.5%，萃取率92%，浸出液平均含Cu6g/L。（1）日萃取铜金属量：Q =500/99.5%92%330=1.66t。（2）萃取处理量：V=1.6610005=332m3/d=5.5m3/h萃取相比O/A取2，则有机相流量也为11m3/h。（3）总流量：Q总=Q料+Q有=5.511=16.5m3/h。（4）混合室的有效容积为：16.5/603=0.83m3（5）现混合室规格：7407401.18=0.65，因此，正常情况下，开2个萃取系列就完全可以满足生产需求。4.6电积设计由溶剂萃取法得到的硫酸铜溶液通常采用电解沉积法（简称电积）生产电铜，它是利用电能从含铜溶液中提取金属铜。年产电铜500t、年工作日330d、阴极电流密度200A/m2、电流效率90%、槽电压2V、日通电时间24h、同极中心距100mm、电流强度5000A、阴极长宽800720mm、电化当量1.186g/(A.h)。1、日生产能力：500/330=1.52t/d。2、阴极总面积：1.52106/1.1860.920024=297m2。3、每槽阴极面积：5000/200=25 m2。4、电解槽数：297/25=11.88，考虑检修时备用，取16槽。5、每槽阴、阳极数：阴极数=25/0.80.722=22片。阳极比阴极多一片，为23片。其中阳极7806806（mm），Pb/Ca/Sn合金。一般压延阳极可使用23年，铸造阳极只能使用1年左右。阴极8007203（mm），用316L不锈钢板制作，阴极板厚度最好2.53mm，太薄易变形，长度应较阳极长3040mm，宽度较阳极宽4060mm，这样可以避免电流在边缘集中，使边缘少长粒子和凸瘤。6、电解槽尺寸：电解槽两端距阳极距离为150mm，阴极距槽侧壁为75mm，阴极底边距槽底为200mm，阴极上边距槽面为60mm，同极中心距为100mm，则电解槽尺寸为：槽长=（23-1）100+2150=2500（mm）槽宽=720+(275)=870mm槽深=800+200+60=1060mm7、推荐硅整流器的型号：根据电流强度及总电压选择硅整流器，考虑槽电压波动及输电母线的电压损失等因素，在总电压中增加10%的备用量，则总电压为：1.1162=35.2V。推荐选择KHS-5000/0-36型硅整流器1台。变压器功率选择：P=1.44IV2=1.44电积电流强度总电压2倍P=1.44电积电流强度总电压2倍=1.44500035.22=506.88KVA附表 电解铜质量标准附表电解铜质量标准化学成分%铜品号一号铜二号铜Cu-1Cu-2铜、银不小于99.7599.90As0.0020.002Sb0.0020.001Bi0.0010.001Fe0.0040.005Pb0.0030.002Sn0.0020.004Ni0.0020.004Zn0.0030.004S0.0040.004P0.0010.001总和0.0050.10高纯阴极铜的化学成分 %元素组元素含量（不大于）元素组总含量（不大于）1Se0.000200.00030.003Te0.00020Bi0.000200.00052CrMnSb0.0004CdAs0.0005P3Pb0.00050.00054S0.00151)0.00155Sn0.0020NiFe0.0010SiZnCo6Ag0.00250.0025杂质总含量0.00652、镍生产系统工艺设计采用不溶阳极，在直流电作用下使硫酸镍或氯化镍溶液中的镍离子在电解槽阴极上呈金属镍沉积的镍电解方法。此法于1960年在芬兰奥托昆普公司实现工业化，中国于20世纪70年代开始用于工业生产。 硫酸镍溶液电解沉积以铅锑合金为不溶性阳极，镍片为阴极，净化后的硫酸镍溶液作电解液，电解沉积在隔膜电解槽内进行。当往电解槽通直流电时，在阴极上发生金属镍沉积的反应： 在新的铅锑合金阳极表面上，铅能生成PbO2而起保护层作用，使阳极变为不溶