年产10000吨高纯石英砂项目.doc

年产 10000 吨高纯石英砂项目一、项目名称：年产 10000 吨高纯石英砂生项目二、项目承建单位：东海县磊晶石英制品有限公司三、项目承建单位简介 东海县磊晶石英制品有限公司创建于 2006 年，注册资本 2000 万元固定资产 1000 万元是一家集硅质原料研发.生产.销售于一体的科研型企业， 公司位于东海县房山镇林疃村，紧邻 245 省道，距离连徐 G30 高速公路五公里公，交通十分便利！公司拥有目前国内最先进的高纯石英砂酸洗石英砂，精制石英砂和硅微粉生产线各一条，设计年产各种优质硅产品十万吨。目前公司投巨资与中南大学合作开发太阳能用超纯二氧化硅产品。四、项目建设背景1、国内对超纯石英砂的需求发展现状： 最初超高纯石英砂是由一、二级水晶加工而成，随着一、二水晶资源的逐步枯竭，自上世纪 70 年代，发达国家开始探索用普通石英代替水晶制备高纯石英砂，到 20 世纪 90 年代，Kemmochi 和 Stato 用普通石英加工成了高档石英玻璃使用的石英粉。国外早在 20 世纪 70 年代就开始研究利用普通石英制备高纯石英砂的技术，目前美国处于领先水平，其特点是工业化产量大、制备专业化、自动化程度高、检测水平高、产品质量稳定。 从天然岩石矿物直接提取高纯石英砂是目前世界上生产高纯石英砂的最先进技术。俄罗斯、日本和德国等基本上可以实现自给自足，除了巴西出口未经加工的水晶原矿外，世界高纯石英砂出口市场基本被美国尤尼明（UNIMINCorporation）公司控制。 我国从 20 世纪 80 年代末开始研究石英玻璃的普通石英原料，已经取得一定进展，所研究的产品能够达到二、三、四级水晶的水平，但是只适合于中、低档石英玻璃，高纯低羟基石英原料的技术距离世界先进水平还有一定的距离，还没有形成具有自主创新、自主知识产权的技术，工业化生产的石英玻璃原料纯度不能达到高纯石英砂玻璃原料的要求，高品质石英玻璃原料基本依赖进口，制约了我国石英砂玻璃行业的发展，这已引起国内石英玻璃及原料生产企业和相关科研单位的关注。 我国是石英储量最为丰富的国家之一，已开采利用石英矿较好的有江苏东海、安徽凤阳、湖北红安、江西修水、内蒙乌海等地，这些石英矿储量大、品位高、易开采，但目前开采的大多数石英矿均用做生产低档的石英制品：如硅微粉、玻璃、耐火材料、碳化硅、硅铁、熔融石英、石英玻璃管等。 能用于高纯石英砂的矿源很多，但是由于加工处理手段落后，产品不能达到高纯石英砂原料的要求，从而使高品位矿石用做低品味产品，造成了资源的严重浪费。 我国是石英玻璃生产和应用大国，但高档石英原料基本依靠进口，据海关统计 2007 年我国从美国进口的高纯石英砂有 3 万?喽郑夜幸邓玫母叽渴霸现饕敲拦饶崦鞴旧?IOTA 石英砂，其标准砂价格目前在国内市场已高达 6.5 万元/吨，IOTA-4、IOTA-6 价格更大。每年从国外进口大量高纯石英砂，价格昂贵不说，石英行业的生命线掌握在国外公司的手里，受制于人，对我国石英玻璃产业及后继产业的发展都极为不利。 2、国际市场石英砂现状 从天然岩石矿物直接提取超纯石英砂是目前世界生产超纯石英砂的最先进技术。俄罗斯、日本和德国等基本上可以实现自给自足，除了巴西出口未经加工的水晶原矿外，世界高纯石英砂出口市场基本上被美国尤尼明公司控制。 美国尤尼明公司代表着世界超纯石英砂生产的最高水平。尤尼明公司生 （杂质含量单位）产的 IOTA-标准砂二氧化硅含量为 99.9992，杂质是 8ppm ，产品纯度高，性能稳定。二氧化硅的纯度目前正在由 99.9992向 99.9994的方向发展。3、国产石英砂原料面临的窘境 目前我国石英玻璃采用的中低档高纯石英砂大部分是从水晶中制取的.水晶在我国的储量很有限，并且由于分布呈现不规则状况，价格昂贵质地不均匀有些矿物杂质和工艺过程中的混杂物质不可能除掉导致由水晶中生产超纯石英砂批量质量也不稳定.多年的努力说明，从水晶中制取高纯石英砂是行不通的.因为我国还没有解决从天然岩石矿物提取石英砂的工艺技术问题，还没有突破高纯度提纯技术瓶颈，所以一方面是高新技术对应着石英玻璃的需求量越来越大和需求条件越来越高，另一方面对应的则是制造石英玻璃的硅质原料的开采和提纯技术面临着严重短腿的掣肘。五、项目建设概况 高纯石英砂一般是指 SiO2，含量高于 99.99的石英粉，是石英玻璃和石英坩埚的主要原料，其高档产品被广泛应用在大规模集成电路、太阳能电池、光纤、激光、航天、军事等行业中。由于这些行业关系到国家的长远发展， 是一个国家高新技术可持续发展的必要条 件，因此高纯石英砂的战略地位非常重要， 其高端产品的制备技术被美国、德国、俄 罗斯等少数国家所垄断、并限制技术和产 品出口。我国石英砂的提纯和规模化开采目前依然处于艰难的探索阶段。 高纯石英砂具有极好的化学稳定性、高绝缘耐压能力和极低的体膨胀系数。是电子核心器件、光导通讯材料、太阳能电池等高新技术产业不可缺少的重要原材料，是生产石英坩埚、制造单晶硅棒容器、芯片的基础原料。高纯石英砂的主要技术指标1、外观为白色和无可见的机械杂质。2、纯度要求：二氧化硅的含量大于 99.99 。3、根据不同行业的使用，可加工成不同规格型号系列产品，适应用户要求。其他杂质含量参考如下：高纯石英砂杂质含量（单位：110-6） Al Fe Ca Mg Ti Ni Cu K 2.67 0.23 0.51 0.05 0.23 0.004 0.05 0.12 Na Li B P Mn Cr SiO2 0.13 0.05 0.11 0.25 0.05 0.05 99.99粒 度 分 布 表 格 用 途 粒度分布（目） 石英管用砂 40100 石英坩埚用砂 60160 石英砣用砂 80-1801、拟建地点：东海县房山镇林疃村 东海县房山镇，境内有 245 省道，离 G30 连徐高速仅五公里，距白塔飞机场 10 公里，距东海县火车站 15 公里，境内交通十分便利，工业园区内规划合理、基础设施完善。2、建设规模及内容 项目总投资约 7000 万元人民币，建设一个年产 10000 吨高纯石英砂生产线。投资回收期 3 年。2.1 项目总投资：7000 万元 固定资产：6500 万元。 其中： A、土建工程 1960 万元 B、设备购置 3800 万元 C、设备安装： 500 万元。 D、土地购置：240 万元2.2 资金来源：总投资 7000 万元 其中自筹：7000 万元3、主要生产工艺 选 矿 分 析 分 选 煅 烧 酸 洗 超纯水系统 水 淬 粉 碎 强磁选分机 高纯水清洗工序的设定1、选矿 将矿石整理分选，块石尺寸为 30mm30mm 大小的块状，透明及半透明和白色不透明依次为一级、二级、三级，选出杂质含量较多的为废品。将选出的各级次矿块分别堆放或装入临时包装袋或周转箱中（网格箱）待冲洗处理。2、洗矿 （1）将选好的矿石放入网格箱中，再置入清洗池中清水浸泡用高压水冲洗。 （2）表面杂质多的需单独除杂。 （3）清洗冲洗干净，以表面肉眼观察无明显杂质为准，滤水待下一工序处理。3、煅烧 （1）将干净的块石倒入煅烧炉进料料斗。 （2）将煅烧炉炉温设置为二区 860，一区 900。 （3）炉温达到设定值时启动提升机将块石倒入炉中。 （4）设定好环形加热炉旋转时间、旋转行程和推杆出料时间以及进料量、进料间隔时间，出料时以块石煅?辗煳肌?、水淬 （1）将煅烧发红的块石由出料推杆推出，经出料通道落入冷却水池中急冷，使其（矿石）结构变得疏松以利于下道工序粉碎。 （2）冷却后将块石及时取出倒入网格箱中滤水，利用余热自然干燥。5、粉碎 （1）将煅烧后的块石经颚式破碎机粉碎至 8-10mm 粒度大小，以便下道工序进料，被粉碎的物料由不锈钢料盒接装。 （2）将 8-10mm 的粒石经对辊磨机粉碎至 0.4-0.1mm 的砂粒（石英砂）。被粉碎的物料由尼龙周转箱接装转运至振动筛或搅拌清洗系统。6、筛分 20 50 100 将粉碎后的石英砂分为 20 目以上、 目-50 目、 目-100 目、 目-160目、160 目-200 目等若干粒度规格。此工序也可在搅拌清洗干燥后进行，完毕后精选包装。7、石英砂清洗 石英矿石经浸泡、冲洗、煅烧、水淬、粉碎、筛分形成砂后需进入搅拌冲洗系统，进行二次清洗和多次高纯水清洗，以达到除杂和提高纯度。石英砂搅拌清洗系统的操作程序： （1）检查水系统和水源是否正常，是否有充足的超纯水。 （2）依次开启搅拌器电机，观察运转是否正常。 （3）向 1罐加入超纯水 250L-350L（视罐体容积而定）。 （4）向 1罐加入石英砂，按水注入数量 3040加入石英砂，重量为85-140kg（根据具体情况）。 （5）向 1罐注入高纯度盐酸，按水溶液的 5-8加入（根据情况或加入一定量的氢氟酸，盐酸与氢氟酸比例 7：3）。 （6）开启 1罐电加热器调至 60-80，自动温控。 （7）搅拌反映 20 分钟-30 分钟，沉淀。 （8）由 1罐排水口排去酸溶液，加超纯水适量，搅拌清洗。 （9）将 1罐砂浆料由于 1砂浆泵输送至 2、3、4清洗罐清洗。 （10）清洗 1罐，进行第 2 轮作业，以此周而复始。 2罐清洗完毕由 2砂浆泵输送至离心机进行液固分离。 3罐清洗完毕由 2砂浆泵输送至离心机进行液固分离。 4罐清洗完毕由 2砂浆泵输送至离心机进行液固分离。 8、液固分离 将清洗干净的石英砂浆料由 2砂浆泵输送至离心机脱水。 离心机开机程序： （1）启动离心机使其运转平稳。 （2）启动 2砂浆泵将 2-4清洗罐内的石英砂浆料输送至离心机。 （3）经离心机液固分离的石英砂装盘送入烘箱干燥去除水份。9、干燥 将石英砂装入烘盘，将烘盘放置车架上推进烘箱干燥。烘箱温度设定为180，调至自动控制，升温至设定温度，保温 3 小时，停止加热。1 小时后开门取出被烘干物料进入下道工序。10、磁选 将被烘干物均匀到入磁选机进行磁选。11、磁选后的物料再经人工精细挑选、除去黑点杂质，检测。12、石英砂检测合格后按 25kg 重量装袋包装。 生产过程每个环节中都必须抽样检测以确保产品质量稳定一致。 拟建工程采用国内最先进的生产技术，并从国外引进关键设备及国内成熟可靠设备组成先进生产线。主要生产工艺过程为在煅烧温度高于 600时，采用“煅烧急冷”的方法可以使块状石英沿着解理面解理成微米级的碎块，这些解理面一般杂质含量较高，采用手选方法可以较大幅度地剔除杂质。经过煅烧的石英矿，气液包裹体被破坏，使酸浸液容易进入杂质周围，从而被酸洗脱除。采用二次“煅烧急冷”的目的是为了进一步解理，采用以聚四氟乙烯为内衬（包括衬板、盖板、磨门等）的自磨机、胶体磨、气流磨、搅拌磨 ， （以石英矿石为磨矿介质） 可以最大幅度地降低磨矿作业带入的杂质量。 在常温、常压下，氢氟酸、盐酸、硫酸、硝酸等可以溶解绝大部分存在于气液包裹体及解理面周围的金属杂质；采用机械化学、高温高压、微波等方法可以加快杂质的溶出速度，酸浸液也可以进入到更细小的缝隙中，更可能使部分置换 Si4的 Al3、Ti4、Ge3离子脱离，进入溶液。 在石英中，大部分 Al3、K、Na、Li通常以长石、高岭土、云母等矿物形式共生于石英中。由于长石、高岭土矿物的耐酸性较强，只能溶于高浓度的酸或热酸，因此要脱除这些杂质非常困难。共生和伴生以上矿物的石英颗粒和纯度很高的石英颗粒之间有微弱的电极电位、浮游性能差异，根据这些微弱差异，可以利用选冶药剂分子结构与绿色合成工艺计算机辅助设计（CAMD）技术研制无氟高效捕收剂和调整剂、抑制剂等。4、环评分析 本项目将通过一系列的环保投资建设，加强项目环保工程硬件建设，通过?捎孟冉奈廴痉乐未胧迪侄哉龀谈魑廴净方诘目刂疲繁髦饕廴疚锎锉昱欧牛嚷懔诵幸狄螅直；嘶肪澈椭芪巳旱慕】担墒迪志眯妗繁婧蜕缁嵝娴淖罴呀岷稀饕璞赣猛炯凹际踔副瓯?1：高纯石英砂生产线主要设备明细表 序号 设备名称型号 功率（KW） 处理能力 1 氧化锆颚式破碎机 QHPE125150 3 500kg/h 2 氧化锆对辊磨机 QHZPG200125 3 500kg/h 3 石英连续烧结炉 3100-925 90 250kg/h 4 双级反渗透EDI 超纯水系统 22 10m3/h 5 石英烧结水淬烘干系统 45 6 搅拌反应釜 11 7 清洗搅拌系统 10 8 离心机（液固分离） 11 9 干燥系统 CF-C-IV 100 10 强磁选 2 11 分级系统 22 300kg/h一、氧化锆颚式破碎机1、用途： 属矿石粉碎设备，用于石英块石粉碎。2、主要特点： 破碎比大，产物粒度组成均匀，调节方便 接料方便，粉尘少，大大改善劳动条件。 破碎齿板根据不同物料需要可进行特殊加工制造。3、主要技术指标： 进料口尺寸：125150mm 排料口调整范围：8-30mm 最大进料粒度：140mm 处理量（产能）：500-1000kg/h 电机功率：3kw二、氧化锆对辊破碎机1、用途： 该机主要由机座、扎辊与安全弹簧等部分组成，工作时由电动机经三角皮带轮、齿轮传动，两个轧辊按相反方向回转，挤压破碎物料。2、特点： 轧辊间隙可以在规定的范围内适当调节，以控制出料粒度大小，针对不同的物料及用途，双辊可选择特殊材质加工制造。该机密封式运行，无污染，操作方便。3、主要技术指标： 双辊尺寸：200125mm 最大给料粒度：12mm 出料粒度 0.2-0.4mm（可调） 处理量（产能）：500-1000kg/h 电机动率：3kw（三）、石英连续烧结炉（煅烧炉）1、用途： 石英矿石煅烧专用，使石英矿石便于粉碎和除杂。2、特点： 可连续生产，加热元件均匀的布置在炉膛内，加热快，时间短。温控、加热时间及出炉时间均编入程序由电脑控制，以保证培（煅）烧过程的质量可靠稳定。 炉室由含硅 99.99石英玻璃制作，可保证在生产过程中不对石英石有任何污染。 节约能源，电动上料，自动出料，可减少操作人员降低劳动强度。3、主要技术指标： 炉体直径：3100mm 装机加热功率：90kw 使用温度：925 生产方式：间断式连续生产 控制系统：PLC 连续调节 温控：PID 连续调节 处理能力：250-300kg/h 保温效果：炉体侧面温度不超过室内温度 20（四）、石英水淬烘干系统1、用途：煅烧后的石英石经水急冷（水淬）后需及时干燥。2、特点：简易、方便、安全、可靠3、主要技术要求： 网孔板框料斗尺寸：根据出料量定做 网孔板框料斗材质：316L 不锈钢 干燥炉加热功率：45kw 冷却水淬箱体尺寸：根据出料量定做 冷却水进出口：下进上出 水淬液流量：有足够的散热能力 冷却水余热：充分利用（五）、双级反渗透EDI 超纯水系统1、用途：使普通水获得超纯，综合膜技术、紫外、离子交换、超滤等技术，有效满足产品对有机物、金属离子、电阻率、细菌、溶解氧指标等特殊要求。2、反渗透：反渗透（Reverse Osmosis）即 RO RO 双级设备是利用第一级的纯水进入第二级内作为二级反渗透使用，以便制取的纯水达到更高的品质，适用于高纯水生产的需要，亦可用于原水电导率较高的场合。3、电去离子：电去离子（electrodeionization）即 EDI EDI 是由电渗析和离子交换有机结合形成的一种新型膜分离技术，由于不需要酸碱化学再生而能连续制取高纯水，技术先进，操作简便，具有优异的环保特性，是清洁的生产技术。在电子、电力、医药、冶金、化工、生物技术等领域得到日趋广泛的应用。4、主要技术指标： 超纯水水质：电阻率 18.25M.cm TOC：10PPb 颗粒物：1/mc（0.22um） 微生物：1CFU/ml 硅：3ppb Cu2：0.02ppb NH-：0.1ppb CL-4：0.05ppb 处理能力：10m3/h 功率：22kw（六）、搅拌清洗系统1、用途：用于石英砂清洗除杂。2、构成与特点：搅拌清洗系统由平台支架、搅拌装置超纯水供给装置，助剂输送装置，清洗液排放装置，砂浆输送装置。 该系统主要特点：搅拌罐内表面和搅拌器表面做防腐特殊处理以防污染。系统中的管泵阀均采用耐酸碱防腐蚀无金属成份的特殊材料最大限度地降低了杂质混入。3、主要技术指标： 搅拌清洗罐容积：500L4 内表面材质：高温搪瓷玻璃 搅拌器表面材质：高温搪瓷玻璃 搅拌器转速：80-100r/min 电机功率：4kw4 助剂输送泵：0.75kw 洗液排送泵：0.75kw 清水泵：0.75kw 砂浆泵：3kw2 管道阀门材质：ABS（七）、离心机脱水系统（SS1000）1、用途：用于石英砂清洗液的脱水。2、特点：SS 型为三足上部人工卸料间歇操作的离心机，该机具有结构简单，性能可靠，操作维修方便，过滤时间可随意掌握，滤渣能充分洗涤，固相颗粒不易被破坏等优点。3、主要技术指标： 转鼓直径：1000mm 转鼓有效高度：400mm 装料限量：200kg 转速：1000r/min 工作容积：140L 电机功率：7.5kw 分离因素：560 外形尺寸：20001540980 机器重量：1500kg（八）、干燥系统1、用途：用于清洗后的石英砂干燥脱水。2、特点：CT-C 型系列热风循环烘箱配用低噪音耐高温轴流风机和自动温控系统，整个循环系统全封闭，使烘箱的热效率从传统烘房 3-7提高至 40，最高热效率可达 50。3、主要技术指标： 行业标准型号：RXH-54-B 每次干燥量：400kg 散热面积：100m2 风量：9800m3/h 上下温差：2 外形尺寸：446022002000mm 配用 4 门不锈钢烘车 8 辆 配用烘盘：192 只 加热方式：电加热（镍铬丝） 加热功率：84kw 进出口高效过滤器：8 台 高温热风轴流风机：0.45kw4（九）、振动筛筛分系统1、用途：S49-A 系列振动筛是一种高精度细粉筛分机械，其噪音低，效率高，快速换网需