利用工废渣低温陶瓷复合材料项目申报立项材料

利用工废渣低温陶瓷复合材料项目申报立项材料利用工废渣低温陶瓷复合材料项目申报立项材料 利用磷渣生产15万m3 a低温陶瓷复合材料工程可行性研究报告项目 承担单位云南南磷蓝德新型建筑材料有限公司技术合作单位昆明理 工大学项目负责人高峰昆明理工大学 1 总论1 1项目概况1 1 1项目名称 主办单位及法人项目名称利用 工业废渣生产15万m3 a低温陶瓷复合材料主办单位云南南磷蓝德新 型建筑材料有限公司法人代表杨际洲项目负责人高峰拟建地点云南 省嵩明县杨林工业开发区1 1 2项目简介低温陶瓷复合材料是以工业 废渣如黄磷渣 粉煤灰等为主要原料 通过废弃物处理 活化 复 合 改性 成型 强化而成的类陶瓷材料 生产过程不用高温烧结 没有二次污染排放 低温陶瓷复合材料具有优良的物理力学性能 可采用众多方法对材 料进行改性 可衍生出众多产品在建筑工程中广泛应用 本项目具体产品有新型墙板 透水砖 装饰材料 总生产规模为15万m3 项目投资5930万元 能形成每年15600万元的产值 12342万元的利 润 具有显著的经济效益 1 2项目背景 意义和必要性1 2 1符合国家产业发展方向据最新资 料显示 我国工业固体废物年产生量已达13亿吨 累计堆存量超过8 0亿吨 占地7亿m2 每年流失和浪费的固体废弃物资源价值在400亿 元以上 严重污染环境 浪费资源 固体废物的有效合理利用一直是我国政府和相关行业非常重视的问 题 国家中长期科学和技术发展规划纲要 xx 2020年 中环境领域优 先主题之一是 废弃物资源化利用技术开发 城镇化与城市发展 领域的优先主题之一是 节能建材与绿色建材技术 xx年度国家高技术发展计划资源环境技术领域环境污染治理新技 术优先主题之一是 工业废弃物资源化技术 云南省 十一五 科技发展纲要明确提出要加强 冶炼过程中固 体废弃物资源的再生利用技术 废弃物循环使用技术 尾 矿 冶金废渣利用技术的开发 这些目标的实现 将能使云南省 乃至我国生态环境良性循环 资源利用永续不衰和可持续发展战略 得到具体体现 1 2 2低温陶瓷复合材料为工业废渣资源化提供了新思路在众多的废 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 由昆明理工大学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SiO 2 Al2O 3 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 双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 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1 低温陶瓷复合材料具有传统水泥基材料的施工操作性和经济性 没 有高温煅烧和极端苛刻工艺条件 电耗是水泥的1 10 聚合物复合 材料的1 35 煤耗是水泥的1 15 陶瓷砖的1 3 没有废水和废渣排 放 CO2类工业废气排放是水泥的1 30 因此 和传统材料相比 绿色环保 符合我国大力倡导的节能 环 保产业导向 低温陶瓷复合材料具有优良的物理力学性能 水化热低 收缩小 强度高 抗渗耐冻 耐腐蚀 耐高温 耐水热 能在危险废弃物固 化 人造石材 道路修补 墙体材料方面获得广泛应用 是一种崭 新的绿色环境材料 实施CBC复合材料技术将通过对相关行业的影响产生不可估量的经济 价值 1 2 3产品具有广阔的应用前景本项目的主要特征是生产低温陶瓷多 孔复合材料 具体产品定位为新型墙板 道路透水砖和各种装饰材 料 这些产品在目前国家大力实施节能减排 环境保护 循环经济的政 策环境下良好的发展前景 1 新型墙板建筑墙体材料是消纳固体废弃物的有效途径 其中混 凝土和墙体材料约占房建材料的90 以上 随着社会经济的发展和国家产业结构的调整 大量新型建筑材料不 断涌现 传统使用的 秦砖汉瓦 正逐步退出 被强制 房建领域 取而代之的是具有轻质 保温 隔热和砌筑功能于一体的多孔泡 沫材料 目前中国单位建筑面积能耗是发达国家的2 3倍 每年房屋使用的能耗达2 6亿吨标煤 实心黏土砖产量7000多 亿块 每年毁田12万亩 面对资源和能源的严重短缺 我国必须大 力发展节能与绿色建筑 其目标是到xx年 全国城镇建筑的总耗能 要实现节能50 到2020年节能65 的总目标 为了达到这些目标 必须大量使用绿色环保的新型建筑材料 仅此 一项 将有2000 3000亿元的潜在市场价值 目前 兼具保温隔热和隔断的新型墙体材料主要以加气混凝土为代 表 目前的产量只有980万m3 只占墙体材料的1 各种具有节能 环保 健康的新型墙材每年有10亿m3以上的巨大市场空间 但因加气混凝土实际上是一种水泥基材料 存在的强度低 湿涨干 缩大 吸湿性强 空鼓 施工操作要求严格等问题导致房屋墙体开 裂现象十分普遍 所以使用新型墙板既满足墙体砌筑和保温隔热的需要 还能显著降 低房建成本 提高房屋使用面积 并大幅度节省后期维护费用 此外 这种产品强度显著高于传统的加气混凝土 不会带来施工方 面的质量问题 CBC复合材料水泥掺合料混凝土矿物添加剂纤维强化材料多孔轻质材 料环境处理材料聚合物强化材料墙体砖陶瓷木材低温陶瓷水泥仿天 然石材图1低温陶瓷复合材料的应用领域 2 透水砖我国是严重缺水的国家 拥有世界四分之一的人口 却 只占有世界水资源的百分之七 近年来 随着城市建设的高速发展 水体污染 水资源短缺 噪音 污染 城市热岛和洪涝灾害等环境问题日趋突出 城市生态日趋恶 化 要解决这些问题 是一个综合性和系统性的问题 从道路材料入手 采用环境友好的透水材料就能起到明显的生态效 益 众所周知 我们居住的城镇道路 大都采用水泥 柏油 石材 陶 瓷砖等不透水的材质铺设的 统称为硬化 我国是严重缺水的国家 拥有世界四分之一的人口 却只占有世界 水资源的百分之十七 这些不透水的路面给生态环境带来诸多的负面影响 由于铺设的路面不透水 不透气 雨水不能渗入地下 致使地表植 物由于严重缺水而难以正常生长 不透气的路面很难与空气进行热 量 水份的交换 缺乏对城市地表温度 湿度的调节能力 产生城 市的热岛效应 此外 不透水的道路表面容易积水 降低道路的舒适性和安全性 当降水时 雨水只能通过排水设施排入河流 雨水带走大量的城市 污染物 油污 建筑废物 沙砾 淤泥 城市草地和公园喷洒的农 药 因无法得到任何处理造成接受暴雨的河流 湖泊的污染 另一方面 由于硬化地面对暴雨不能吸收 雨水被高速导入当地的 河流而流失 因此当雨季过后 当地又会出现干旱缺水的问题 陷 入恶性循环 用透水砖取代传统的道路材料 则能解决上述问题 这是传统的石 材和混凝土制品所不具有的生态功能 正因如此 透水砖的铺设已经成为政府部门的共识 在全国的很多 城市都已采用 这也正是本项目面临的大好时机 与目前透水砖品种相比 本项目的预期产品具有良好的性价比 在 进入市场过程中占有无可比拟的优势首先它采用的原料成本非常低 不用较为昂贵的水泥和高分子粘结剂 不采用高耗能的烧结工艺 产品在满足透水性能要求的同时 表面具有石材的装饰效果 因结 构不同于传统产品的大孔隙 所以不容易堵塞 维护费用非常低 此外 产品的成本低 物理力学性能好 具有天然砂岩和青石的古 朴和庄重 应用前景十分广阔 因此 实施低温陶瓷多孔复合材料技术的产业化 既符合国家 云 南省的产业政策 也符合企业自身的发展需要 是技术 经济和环 保的统一 通过产业化 预期将产生良好的社会 经济和生态效益 2 装饰材料利用低温陶瓷多孔复合材料技术 可以生产各种建筑 装饰材料 例如火山石 建筑物外墙贴面 室内装饰贴面 室内地板材料等等 1 3主要技术经济指标表1主要技术经济指标序号项目名称单位数量 备注一建设规模m3 a m3 a m3 a1墙体材料700002透水砖300003装饰材料50000二原料及动力供 应1磷渣类废弃物吨 a2500002BSL吨 a38603CAT吨 a31504发泡剂吨 a455表面活性剂吨 a2166水吨 a120007电KWh a25000008蒸汽吨 a45 0009煤三总图运输1工程占地面积亩802运入吨 a72723运出吨 a2572 72四工作日天 年300五劳动定员人134六项目总投资万元59301设备 投资万元24512建设工程万元8863安装工程万元3404其它万元17535 流动资金万元500七经济指标1年产值万元156002年利税万元123421 4研究结论1 用黄磷渣类工业固体废弃物为主要原料生产低温陶瓷 复合材料符合国家产业导向和循环经济要求 具有良好的社会和生 态环境效益 2 建成一条年产15万m3低温陶瓷多孔材料生产线 需要总投资5930 万元 达产后能形成每年15600万元的产值 12342万元的利润 可 综合利用废渣近25万吨 废渣利用率占总物料的97 以上 可形成一 个以工业废渣为资源的新型环保产业 建立新的经济增长点 3 随着城市化进程加快和城市建设的飞速发展 需要大量使用价廉 物美的新型地面材料和墙体材料 以多孔材料为代表的墙体材料将是未来新型墙体材料的发展方向 低温陶瓷多孔材料具有加气混凝土的优良性能 但弥补了不足 具 有自装饰功能 是一种具有竞争力的新产品 4 本项目抗风险能力较强 原材料 价格 销量和投资等因素波动 性影响相对较小 5 项目生产过程无苛刻工艺条件 无有毒有害物质使用和产生 不 产生二次环境污染 工艺过程简单 很容易实现清洁生产 6 基于上述分析 本项目的生产 技术 环保 安全 效益均十分 可行 建议批准实施 2 市场预测2 1墙体材料xx年昆明市场墙体材料现状总需求量约24 亿标块 其中黏土实心砖19亿标块 新墙材5亿标块 注新墙材指除黏土实心砖外的所有砖 板 砌块 折合363 64万立 方 其中 新墙材只占26 3 左右 含砖 板 块 折合95 64万立方 其余为黏土实心砖 如今 昆明已经在全面落实国家 禁实 政策 要求全部使用新型 墙体材料 那么新型墙体材料的年需求量将为363 64万立方 市场 机遇显而易见 目前 昆明市场年砌块生产量不足50万立方 而且主要是星罗棋布 的小砖厂及私人作坊所生产 年产4万立方以上的正规厂家屈指可数 而且多为黏土空心砖 混凝 土空心砖生产厂家较少 蒸压加气混凝土砌块全省至今仅有昆明是硅酸盐制品厂独家生产 正规厂家生产的黏土空心砖 混凝土多孔砖 混凝土空心砌块 发 泡混凝土砌块 蒸压粉煤灰加气混凝土砌块等不可能完全满足 禁 实 后建筑市场对新型墙材的需求 缺口较大 严重制约了墙改工作 而且在短期内难以改变 政府迫切希望社会各方踊跃投资新型墙材行业 特别鼓励投资环保 利废墙材 同时给予此类项目较好的税收等优惠政策 免征增值税 目前昆明市场上墙体材料主导产品的种类和价格 出厂价 黏土实心 砖191元 m3 规格240 115 53 黏土空心砖134元 m3 规格190 190 190 139元 m3 规格240 190 190 混凝土空心砌块120 元 m3粉煤灰加气混凝土砌块190元 m3通过以上对比不难看出 由于 国家政策对新型墙体材料的倾斜和加大对黏土制品的限制 以黏土 为特征的墙体材料价格急速上扬 市场正在日益萎缩 取而代之的是各种新型材料 特别是承重混凝土砌块和加气混凝土 砌块将成为墙体材料的新宠 其优点主要是节能 环保 抗震 隔音 高强 轻质 防火等 因 此越来越受到业界的重视 被列为优先发展的产业 昆明地区xx年以 转发了市建设局等六委局联发的有关 禁实 的意见 后又以 文推荐了三大类新型墙材产品 即砖 板 块 其中又以砌块品种最多 主要是混凝土空心砌块 陶粒砌块 加气混 凝土砌块三种 比较以上三种产品 以多孔为典型特征的加气混凝土砌块综合性能 较好 市场需求较大 是今后几年墙体材料发展的主要方向 本项目的竞争对手主要是混凝土空心砌块和加气混凝土 混凝土空心砌块具有以下优 劣势 优势符合国家新型墙体材料的要 求 生产材料资源丰富 投资小 易生产 成本低 售价便宜 生 产布局容易 可作为承重材料 生产厂家多 具有量上的优势 劣势容重大 是加气混凝土砌块的1 5倍 这样将增加建筑物的 总重量 增加建筑的总造价 抗震性相对较差 由于是空心砌块 因此二次加工性能较差 隔音 隔热效果较差 由于投资小 易生 产 因此混凝土空心砌块的生产厂家多数是小企业 形成一种生产 厂家多 单个企业生产量小的格局 产品质量参差不齐 给用户的 使用带来困难 加气混凝土具有以下优 劣势 优势轻质 具有良好的保温隔热和可 加工性能 符合国家新型墙体材料的要求 主要原料为粉煤灰类工 业废渣 资源丰富 劣势投资大 产品存在强度低 湿涨干缩大 施工要求严格的问题 本产品在密度 加工特性 保温隔热性能方面与加气混凝土类似 但强度高 与砂浆的配合性好 这是以往建筑墙体材料不具有的功 能 所以 本项目是一种具有广阔发展前景的新材料品种 2 2传统道路材料的种类 存在问题和市场分析2 2 1混凝土地砖混 凝土路面砖具有美化环境 改善路面 地面使用的功能 越来越多 地被用于城镇建设中 混凝土路面砖的应用范围从人行道 车行道 庭院等路面扩展到广 场 停车场 仓库 工业厂房 车站 码头 机场 堤岸护坡等 近期 国家质检总局对混凝土路面砖产品质量进行了国家监督抽查 共抽查了北京 天津 河北 黑龙江 吉林 辽宁 山东 安徽 江苏 浙江 四川 上海 广东 福建 云南等15个省 市45家 企业的45种产品 合格30种 产品抽样合格率仅为66 7 主要表现在强度不合格 耐磨性不合格 抗冻性不合格等几方面 而这几个性能正是混凝土砖的最重要性能 与此同时 混凝土砖不 耐久 易褪色 一般情况下 彩色混凝土砖使用2年以后即发生严重 褪色和老化 与周边建筑景观极不协调 让人产生一种城市衰败的 感觉 因此 混凝土砖在城市建设中被大量使用近20年后 正有被一些性 能好的地砖 如石砖 取代的趋势 这从昆明市各混凝土砖生产企 业普遍不景气的状况中看出来 2 2 2石质砖石材是人类历史上最早使用的建筑材料之一 许多世界 著名的石建筑 石雕塑都记载着人类文明史的发展历程和人类的聪 明才智 构成了独具特色的石文化 中国拥有十分丰富的天然石材资源 已开发的大理石 花岗石 板 石 砂岩遍及全国各省 市 区 各类花色品种齐全 目前已纳入国家编号的花岗石有240个品种 大理石58个品种 板石 8个品种 近二十年来 中国石材工业迅猛增速发展 石材工业在中国国民经 济中的地位不断提高 年平均增长速度超过15 成为中国建材工业 中发展最快的产业之一 随着国民经济的发展 城乡建设步伐的加快 大理石 花岗石 人 造石等产量快速增长 石材消费总量迅速上升 已成为世界第一大 石材生产和消费国 石材产业初具规模 已形成了北以山东为主 南以福建和广东为核心的石材深加工基地 据中国石材协会统计 近年来 中国每年应用石材产量都在8000万 到1亿平方米左右 未来5 8年内 中国石材国内市场仍将呈现供需 两旺的态势 其主要拉动因素是北京xx奥运会和上海xx年世博会临近 城市改造 建筑装修等行业需要大量石材供应 中国加快中西部地区的城镇 化建设 城镇基础设施建设 园林建设 环境建设 水利建设 公 路修筑 家庭装修都离不开石材 中心城市的经济活动和建设对周边地区和城市将产生重大影响 中国石材产品的应用范围和应用市场还将进一步扩大 xx年 北京应用石材1860万平方米 上海应用石材2200万平方米 天津 大连 广州 深圳 福建的不少城市 应用石材数量也相当 可观 xx年中国生产出来的1 9亿平方米石材 有2 3用于供应国内市场 1 3出口 自从昆明99世博会后 天然石砖被广泛地用于园林 道路 广场 起到了良好的装饰效果 如世博园 金马碧鸡广场 人们已经充 分认识到朴素无华的天然石材比颜色鲜艳的混凝土砖更具装饰性 因此 近年来 石砖在昆明市园林 景观 道路新建 改建 翻新 中普遍使用 打破了混凝土砖一统天下的局面 挤占了混凝土砖1 3 的市场 石砖的优异性能和良好的装饰效果不容讳言 其过高的价格和有限 的资源量限制了在更加广泛的公共场所应用 因此 相当长一段时间内 石材 混凝土砖并存的局面不会改变 本项目将在昂贵的石材和性能差的混凝土砖之间找到市场切入点 2 2 3传统道路材料存在的主要问题石材砖的质量和装饰效果非常好 在道路装饰中近几年来得到了迅猛发展 昆明市场的石砖大部分路南石林附近 路南石材已经家喻户晓 但 是随着石林地质遗产公园申报成功和旅游环境保护力度加强 石林 保护区范围大幅度扩大 天然石材资源接近枯竭 这样 昆明的天然石砖就必须依靠从更远的地区采集 无疑大幅度 提高了运输成本 提高了建设工程成本 这是建设单位不能回避的 问题 混凝土砖的最大优势在于价格低廉 但近年来 由于水泥价格上涨 导致混凝土砖的生产成本大幅度上升 因混凝土砖的生产企业一 般是小厂甚至作坊式工厂 为了降低成本 往往减少水泥用量 结 果导致混凝土砖的质量下降 大部分市场被石材挤占 呈现全行业 不景气的局面 有相当多的小企业被迫关闭 这种砖已经不适应城市现代建设的需要 更为重要的是传统的路面材料没有环保和生态功能 一方面它们大量消耗天然资源 另一方面因其自身的特征 已经不 适应城市生态环境改善的要求 必将退出历史舞台 2 2 4市场预测xx年 昆明市人均拥有道路面积6 24m2 市区道路面 积1182 64万m2 其中人均拥有道路面积仅为全国城市平均水平的60 按人行道面积为道路面积的20 5 估算 昆明市市区人行道面积为24 2 3万m2 按每年翻新率20 计算 年地砖的需求量在48 5万m2以上 现代新昆明的建设必将拉动庞大的城建规模 滇池盆地城市人口可 发展到450万人 城市建成面积460KM2 在现有基础上将新增城市建 成面积308KM2 新增城市人口205万 为了达到园林城市的标准 人 均道路面积必须达到15m2以上 相当于在10年左右的时间内将新增 人行道面积630 4万m2 平均每年的地砖需求量在63万m2 xx年 昆明市人均住宅面积12m2 按庭院道路面积占20 计算 小区 庭院面积为384万m2 累计使用地面砖384万m2 随着新昆明的建设 昆明市人均住宅面积要达到20m2 中心城市人 口250万人 需新增建筑面积3080万m2 新增庭院面积616万m2 假 设这些大型建设工程在10年内完成 则每年需地面砖61 6万m2 此外 文化广场 园林景观 休闲场地 环湖景观大道 沿江景观 的建设将是新昆明建设中着力显现的特征 按照目前的发展态势和 规划 与建筑特点相宜的地面材料需求量每年在20万m2以上 因此 在未来的发展中 昆明每年的地面砖需求量在193万m2以上 市场份额将由石材 混凝土砖 新型地面材料共同分享 2 3装饰材料低温陶瓷复合材料用于生产装饰材料的显著优点是成本 价格低廉规格尺寸可任意设计色彩可任意选择 3 工艺技术方案3 1生产工艺3 1 1工艺流程选择用工业废渣制备低 温陶瓷复合材料是昆明理工大学具有自主知识产权的专利技术 该 技术的关键工艺包括三方面一是原料处理阶段 需要对废弃物进行 处理 使其原始硅酸盐矿物解离而处于活性状态 二是复合配料阶 段 活性矿物 填充改性材料 添加剂的水溶液必须充分混合均匀 并根据产品成型要求控制含水率 三是养护强化阶段 在蒸汽作 用下 混合料中的物质发生化学反应而使产品逐渐具有强度 在这一基本要求下 选择已经十分成熟 但节能效果好 没有高温 煅烧工艺的蒸压工艺 这一工艺除能满足低温陶瓷复合材料的生产外 还能生产蒸压砖等 产品 可以多用途 抗市场波动能力较强 而产品的工程化柔性生产能力显著提高 3 1 2工艺流程粗磷渣堆场装载机转运电子计量配料机料斗搅拌机添 加剂2余热干燥机提升机皮带输送机粉磨提升机粉体料斗螺旋给料机 脱模预养护码放成型码砖成品转运加工水蒸压料浆斗模具模具清理 余热蒸汽蒸汽返回模具清理冷凝水图2工艺流程图燃煤锅炉添加剂1 配制计量发泡剂3 1 3工艺简述本工艺主要由五个工段组成原料处理 添加剂配制 混料成型 养护 成品测试与堆放 1 原料处理工段粗磷渣经汽车运输到厂堆场 自卸 采用装载车进行转运 约占磷渣总量的30 废渣需要粉磨 但因含水 需要进行干燥 干燥 热源锅炉或干燥机 干燥后的磷渣用皮带输送机送入球磨机上的料斗 料斗下安装圆盘 给料机 均衡加料 经粉磨后的磷渣粉用斗式提升机提入贮料斗 料斗下端安装螺旋给料机 接口到配料机 为调整产品的组成和颜色 需要配备两个粉体料斗 约占磷渣总量70 的粗鳞渣可能含有大块 适合先经过振动筛分 再 转运到配料机料斗 粉体和骨料经自动配料后用爬升机提入搅拌机 2 添加剂配制工段包括两个单元 首先是BSL的生产单元 两种 物料经过配料后放入压力釜 在蒸汽加热条件下反应一定时间后出 料 静置沉降 清液送入贮罐备用 在生产时 把生产好的BSL与CA T和水经过计量后在反应器中进行反应 当温度下降到30 以下时 可以使用 用泵在控制流量的情况下加入到搅拌机 3 搅拌成型工段粉体 骨料 添加剂水溶液 发泡剂在此强制混 合 搅拌顺序为先加骨料 再加粉体 然后再加添加剂 干混1 3min 再加水搅拌3 5min 混合料卸入下料斗 通过螺旋输送机强制出料 并加入已经涂好脱 模剂的模具中 振动成型 然后连同模具一起放在车架上 每班作业完成后 需要对搅拌机 管路各部位粘附的物料进行清理 为了使产品多元化 在本工段预留场地安装砌块成型机1台 2台8孔 压砖机 4 预养护工段约30min发泡完成 切割多余物料 返回配料 模具车架一般码放5层 连车带模送入预养室进行预养 其目的是使坯体尽早建立早期强度 以满足脱模 提高模具周转率 的同时 提高了整条生产线的设备利用率 预养至满足脱模要求时即可脱模 模具返回使用 生坯码放到养护 车进蒸压釜 进一步提高强度 本工段建造3条预养护室 5 蒸压工段由4条蒸压釜 平车 摆渡车 轻轨 卷扬机组成 预养护制品经过码坯后 送入蒸压釜 按照升温2h 恒温6h 降温2 h的工作制度操作 降温过程中的蒸汽一方面排入另外的蒸压釜升温 同时送入预养室 6 成品测试与堆放工段经蒸压后的产品必须经过抽样测试 严格 确保质量要求 测试指标包括外观质量 抗压强度 抗折强度 抗冻性 吸水率 耐磨性 透水系数等 成品可以露天码放 码放场地平整 码放时 砖面对砖面 7 加工对于特殊用户提出的产品尺寸 需要二次加工 主要为切 割机和抛磨机 3 2主要设备选型 1 破碎机主要用于块状磷渣 炉渣和生产过程废品的破碎 选用PE150 400型颚式破碎机 安装于磷渣堆场 该机每小时处理原料为1 4吨 磷渣颗粒的连接十分疏松 生产效率很高 选择一台 就能满足生产需要 主要性能参数见表8 表8颚式破碎机性能参数名称参数名称参数进 料口尺寸 150 400电机型号JO3 112M 4排料口调整范围 10 40电机功率 kw 15 0偏心轴转速 r min 300电机转速 r min 1500生产能力 t h 1 4外形尺寸 875 745 935设备自重 1100 2 干燥机主要目的用于除去水淬磷渣中的水分 便于后续粉磨工 艺 干燥的温度条件不苛刻 经计算 选择一台 2 2 14m的回转筒式 干燥机能满足要求 干燥机前需要配置皮带机和给料机 后需要配置提升机和料斗 3 球磨机全年需要磨磷渣为主的物料6 0万吨左右 选用一台型 号为 1 83 7m的球磨机 该机理论平均生产能力为15t h 日生产 能力为180吨 因磷渣的易磨性较好 基本能满足需要 其性能参数见表9 表9球 磨机性能参数名称参数名称参数筒体转速 r min 24电机功率 kw 245给料粒度 25电机转速 r min 735平均生产能力 t h 15电压 V 380该机前与干燥机系统配合 后需要配置提升机和 贮料罐 4 贮料罐 主要用于贮存粉磨过的矿物掺和料 由于球磨机的日生产能力为180吨 磷渣的堆积密度为0 8 1 0吨 m 3 考虑至少3天的贮量 需要建设2个300m3的圆形贮罐 每个罐下方都需要安装出料装置及电子计量秤 5 斗式提升机统一选择TD315浅斗式 输送量为9m3 h 满足要求 共6台 6 皮带输送机统一选B500型 共8条 但各自长度不同 7 堆土机及散装车主要用于原料堆场内物料的转运 8 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 2 5吨 h 据此选择三台 200螺 旋给料机即可 9 料仓共14个 主要用于需要粉磨物料 骨疗 中间配料的贮存 和中转 此外 在干燥机 球磨机的钱后过渡需要安装小料斗 10 搅拌机用于粉体 磷渣颗粒 添加剂的混合搅拌 可选JS500双卧轴式强制式搅拌机两台 其性能指标参数如表10表10 JS500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JS 500卷扬电机型号YEZ132S 4 B5出料容量500L功率5 5KW进料容量500L水泵电机型号50DWB20 8A生产率 25m3 h功率750W搅拌叶片转速35r min料斗提升速度18r min数量2 7外型尺寸运输状态3050 2300 2680 工作状态4461 3050 2680 搅拌电机型号Y180M 4整机重量4000 功率18 5KW卸料高度1500 需要对该机的水泵系统 计量系统进行改进 11 振动台用于浆体的充型和密实化 与2台搅拌机配套使用 据此设计8台台面尺寸为14000 1400 振动台即可满足工艺要求 设备参数除振幅与频率外没有太多的要求 可以自制 主要构件为 台面 振动架 底座 电机 表11振动台主要技术参数项目参数项目参数电源220 240V振动次数3000转 min频率50Hz台面尺寸1325 1250 12 平车用于制品码放 并推入蒸压釜养护 宽度1400mm 长度2000mm 理论需要约100张车 13 预养室要与前端的成型和车架以及后端的蒸压工艺衔接起来 每16h周转1次 经可能每次预养护半成品刚好满足1蒸压釜的需要 1蒸压釜可养护38m3产品 可消化28张预养护支架的半成品 折合长 度23m 这样 单个养护室的内腔尺寸为宽1400mm 窑墙净高1840mm 长230 00mm 需要这样的预养室6条 设计成并列隧道式 两头用吊拉门密封 内通蒸汽 温度设定值为3 0 50 内层用砖砌筑或混凝土整体浇注 中间加保温材料 外层用铁皮封 闭或者红砖砌筑 预养的目的为合理加快砖体生坯的凝结硬化速度 在保证砖坯脱模 强度 外观质量的前提下缩短脱模时间 提高模具周转率 其预养时间及预养温度与气温和砖坯含水率有关 参考预养护制度 如下表13表13参考预养护制度预养温度预养时间静停室温18 20 6 h升温25 35 2h恒温35 40 8h 14 蒸压釜每10h周转1次 需要4条整压釜 规格为 2000 21000mm 承压1 25MPa 每釜生产能力为38m3产品 建议蒸压制度为表14参考蒸压制度蒸压温度蒸压时间进釜升温室温 184 2 0h恒温184 184 6 0h降温倒气和出釜35 40 2h蒸压釜 必须具有相互倒气的功能 并在两个蒸压釜的压力平衡后 还进一 步具有向预养室供汽的能力 从而实现热量的充分利用 15 轻轨用于新型墙板生产线及厂内半成品和产品的输送 约需1 1300m 16 摆渡车6台 16 卷扬机2台 10吨型 17 墙板成型机8台 18 添加剂BSL制备装置1套包括反应釜 泵阀 沉降池 贮料罐 19 添加剂复配装置用于激发剂的配制 上端设置搅拌装置 BSL 水和CTA进料和计量装置 下端设置液体计量装置 并与混合料搅 拌机连接配套 可自制两个容量为10m3液体罐可满足要求 其规格为 2000 3000 20 切割机用于火山石片材切割加工 最小切割深度300mm 可选 择一台石材切割机 21 条纹加工机一台 主要用于特殊制品的加工 22 砌块成型机选择1台混凝土液压成型机 23 其它设备装载车 叉车各2台 24 机加工设备机床 钻床 铣床 电焊机 钢材切割机各1台 25 分析测试设备常规化学分析仪器1套 水泥胶砂试件搅拌和成 型装置1套 万能试验机1台 抗折试验机1台 4 工艺布置本项目工艺由五个工段组成原料处理 激发剂配置 搅 拌成型 养护 成品堆放 1 原料处理工段包括装载机 破碎机 干燥机 球磨机 提升机 粉体料仓等设备 前端布置磷渣堆场 2 添加剂剂生产工段包括反应釜 沉降罐和产品罐 并留有固体原 料堆放和上料空间 液体输送采用泵 3 配料成型工段包括配料机 皮带输送机 强制搅拌机 压砖机 砌块成型机振动台 添加剂复配装置等设备 两侧留有模具清理和 堆放区 通过辊道 摆渡车与后续工段连接 4 养护工段布置6个预养室 脱模场地 4台蒸压釜 摆渡车 卷扬 机和轻轨 5 成品加工与堆放工段包括轻轨 摆渡车 用于产品进出养护室和 空车回转 同时把切割加工设备布置在产品堆场附近 工艺设备清单表17主要机电设备表一览表序号设备名称单位数量规 格 型号安装功率生产厂家 KW 1球磨机台3 1 83 7735 0四川峨 眉兴德机械2破碎机台2PE150 40030 0昆明重机厂3螺旋给料机台6 xx8 0昆明输送机械厂4斗式提升机个3TD315100 0昆明输送机械厂 5粉体料仓台2300m30 0自制6装载车辆10 0机电市场7料仓套144000 4000 60000 0自制8皮带输送机条8B50024 0昆明输送机械厂9电 子秤台4Max500kg2 0昆明衡器厂10液体储罐个2 2000 3000 0 0 自制11添加剂复配搅拌机台26 0自制12双卧轴强制式搅拌机台2JS50 048 0机电市场13振动台台81325 1250 17 6自制14平车辆1002200 1400 0 0自制15锅炉台14t0 0已有16预养室座61400 1840 230 00 2 0自制17蒸压釜座4 2000 21000mm6 0四川峨眉兴德机械18蒸 汽管道 泵套1各种规格7 5市场购买19摆渡车辆62200 1200 0 0 自制20轻轨m1130018kg m0 0钢材市场21卷扬机台25 0吨15 0机电市 场22添加剂BSL制备装置套115 0自制23干燥机台1 2 2 14m18 524 切割机台111 0机电市场25条纹加工机台15 5机电市场26叉车台20 0 机电市场27化学分析仪器套10 0化玻仪器公司28试样检测套11 5昆 明科析成套设备公司39性能测试套15 0昆明科析成套设备公司30砌 块成型机台355 5西安银马实业合计 11235 主要原材料及动力供应5 1主要原材料5 1 1主要原材料的组 合原理低温陶瓷复合材料的主要原料有以磷渣为代表的工业废渣 激发剂 表面活性剂及促硬剂 发泡剂 各种原料的性质与作用机理如下工业废渣可以采用磷渣 粉煤灰 钢渣 矿渣 铸造废砂 是低温陶瓷复合材料的主要原料 使用时 首先把部分废渣进行物理活化 在激发剂 表面活性剂及助剂的 配合下处理成为胶凝材料 然后用该胶凝材料与原状固体废渣进行 复合 并经过低温陶瓷化处理 最终聚合成以低C S长链为主的化学 键合陶瓷体 激发剂一种高效废渣玻璃体解聚剂 可渗透到废渣玻璃体内部 促 使原始的硅酸盐网络深度解体 形成活性单体 为低温陶瓷二次网 状结构的建立提供基础 表面活性剂及助剂是一种高效分散剂 使用它可降低用水量 提高 胶凝材料的分散性 将对材料的强度 抗冻 抗渗等一系列物理力 学性能产生良好影响 同时保证材料生产过程中良好的工作性 促硬剂提高制品的早期强度 便于脱模 提高生产效率 发泡剂在复合浆体中 因化学反应而产生气体 导致材料泡沫化 此外 为了改善材料的性能 提高装饰效果 可以采用不同类型 不同颜色的固体废渣进行搭配组合 5 1 2主要原材料用量1 低温陶瓷复合材料配方及材料需要量表18 配方和材料耗量原料废渣粉粗废渣BSL CAT发泡剂表面活性剂水质量 751754 32 50 050 315年需要量 吨75 0001750003860315045216135005 1 3主要原材料和产地本项目的主 要原料是磷渣 粉煤灰 冶金渣等固体废弃物 这些废渣的基本情 况如下磷渣是本项目的主要原料 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8 12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 仅嵩明 寻甸县境内就有多家黄磷企业 每年产生磷渣70万吨 目 前除少量用于水泥生料配料外 大部分以堆存为主 粉煤灰是火力发电企业燃煤发电产生的固体废渣 粉煤灰除少量在 水泥 混凝土和墙体材料领域得到应用外 大量低质粉煤灰仍主要 以堆存为主 本项目所使用的粉煤灰可从越钢电厂 白水电厂获得 矿渣是炼铁过程产生的玻璃体废渣 主要成分为硅酸钙 铝酸钙 主要用来调整产品的化学组成 非必要材料 炉渣燃煤锅炉产生的废渣 因疏松多孔 主要作为填料 以降低产 品的密度 炉渣可从有关化工企业获得 添加剂本项目添加剂全年总用量为3600多吨 在昆明 曲靖附近的 化工企业或化工市场购买 然后利用工厂条件进行生产和服配 因添加剂原料非紧俏品 受市场波动的影响很小 5 2给水本项目用水主要指生产用水 并主要以原料处理和蒸汽养护 为主 原料配方用水理论用水142kg m3 蒸汽理论耗汽量为307 6kg m3 此外尚需产生少量洗涤用水 约占生产用水的20 用量为28 5kg m 3 经处理后用于生产 总用水量为478 1kg m3 蒸汽冷凝后的冷凝 水回用于混合料料配制 基本不外排 返回配料用 设蒸发损失为4 0 洗涤与生活废水回用于生产的比例为80 因此 每年需要实际给水总用水47810吨 其中由废渣带入7200吨 循环利用20736吨 补充用水19874吨 无外排生产废水 5 3供电从表17的设备表中 总安装功率1200KW 需要安装2台600KV A的变压器 5 4供汽年理论最大耗汽量为30760吨 小时用汽量为1 538吨 购置 一台4吨锅炉足以满足生产需要 6 项目建设条件及厂址方案6 1项目建设单位6 1 1项目承担单位云 南南磷集团云南蓝德化工有限公司顾承东6 1 2技术协作基本情况昆 明理工大学是一所以工为主 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 是云南省规模最大 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 昆明理工大学现设有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 有1个国家级重点学科 18个省部级重点学科 9个省院省校合作共 建的重点学科 现有各类学生36000余人 教职工3232名在职中 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 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 昆明理工大学就在全国率先开展了固体废弃物 资源化科学研究 1995年申报成功了固体废弃物资源化国家工程研 究中心 一举确立了昆明理工大学在固体废弃物资源化领域的国内 领先地位 经过20多年的积累 已经形成了独具特色的废弃物复合 材料研究