石墨深加工与石墨烯生产制造项目可行性研究报告（终稿5）

1 石墨深加工与石墨烯 生产制造项目 可 行 性 研 究 报 告 编制单位： 编制时间： 二零一一年八月 2 目 录 第一章 项目总论 . 9 设单位名称及法人代表 . 9 . 9 . 9 . 9 . 9 . 9 . 9 . 11 . 11 . 11 . 12 . 12 . 13 . 13 . 14 . 14 . 15 第二章 项目背景及必要性分析 . 16 目背景 . 16 墨行业发展现状 . 16 墨烯发展现状 . 21 目 必要性 . 25 目是优化石墨行业产品结构的需要 . 25 目是实现我国石墨烯战略布局的需要 . 26 目是实 现石墨烯工业化生产、推动产业化进程的需要 . 27 目是当地人民脱贫致富和增加就业的需要 . 28 3 第三章 项目市场分析与预测 . 29 墨深加工产品市场分析与预测 . 29 片石墨市场分析与预测 . 31 型石墨市场分析与预测 . 32 胀石墨市场分析与预测 . 32 纯石墨市场分析与预测 . 33 墨烯市场分析与预测 . 34 导体产业应用市场分 析与预测 . 35 电池材料应用市场分析与预测 . 36 级电容器应用市场分析与预测 . 37 示器应用市场分 析与预测 . 39 第四章 建设规模与产品方案 . 41 设内容与建设规模 . 41 品方案 . 42 片石墨 . 42 型石墨 . 43 膨胀石墨 . 43 纯石墨 . 45 墨烯 . 46 产规模及产值预测 . 46 第五章 项 目选址及建设条件 . 48 . 48 . 48 . 48 . 48 . 48 . 48 源供应条件 . 48 4 . 49 材料及燃动力供应 . 49 材料 . 49 动力供应 . 50 第六章 技术方案、设备方案与工程方案 . 51 术方案 . 51 术优势 . 51 片石墨技术方案 . 52 形石墨技术方案 . 53 胀石墨技术方案 . 55 纯石墨技术方案 . 57 墨烯技术方案 . 58 备方案 . 58 . 61 . 61 . 61 . 61 筑物工程方案 . 62 . 63 . 66 第七章 总图运输与公用辅助工程 . 67 . 67 . 67 . 67 . 68 . 68 . 69 . 69 5 . 70 . 70 . 70 . 70 . 70 第八章 资源利用与节能措施 . 72 . 72 . 72 . 72 . 73 . 73 . 74 . 74 . 74 . 75 第九章 生态与环境影响分析 . 79 . 79 . 79 . 79 . 79 . 79 济建设 . 80 . 81 . 81 期 . 85 . 85 . 85 . 86 6 . 87 . 87 . 87 . 91 . 93 境影响结论 . 93 第十章 劳动安全卫生及消防 . 94 . 94 . 94 . 94 . 95 . 96 . 96 . 96 . 96 . 97 . 97 第十一章 组织机构与人力资源配置 . 99 . 99 机构设置因素分析 . 99 . 99 . 100 . 100 . 100 . 101 . 101 表 11 劳动定员一览表 . 102 . 102 7 表 11 工资及福利估算表 . 102 . 103 第十二章 项目实施方案 . 104 . 104 . 104 表 12 项目实施进度表 . 105 第十三章 招标方案 . 106 . 106 . 106 . 107 第十四章 投资估算与资金筹措 . 108 . 108 . 108 表 14 项目总投资估算表 单位：万元 . 108 . 109 表 14 建设投资估算表 单位：万元 . 109 . 109 表 14 基建总投资估算表 单位：万元 . 110 . 111 表 14 设备总投资估算 单位：万元 . 111 . 113 表 14 计算期内流动资金估算表 单位：万元 . 114 . 115 . 115 表 14 还本付息计划表 单位：万元 . 116 . 117 第十五章 财务分析 . 118 8 . 118 营税金及附加估算 . 118 表 15 营业收入、营业税金及附加估算表 单位：万元 . 119 . 120 表 15 总成本费用估算表 单位：万元 . 121 润分配及纳税总额预测 . 122 表 15 利润、利润分配及纳税总额估算表 单位：万元 . 123 . 124 表 15 现金流量表 单位 :万元 . 125 . 127 表 15 资产负债表 单位：万元 . 128 . 130 . 130 . 130 . 130 . 131 表 15 财务指标汇总表 . 131 第十六章 风险分析 . 133 险影响因素 . 133 . 133 . 134 . 134 . 134 . 134 第十七章 结论 . 137 . 137 . 137 9 第一章 项目总论 设单位名称及法人代表 石墨深加工与石墨烯生 产制造项目 本项目建设单位：。 法人代表 1、企业投资项目可行性研究与核准申请； 2、投资项目可行性研究指南； 3、现代投资项目管理手册； 4、建设项目经济评价参数与方法（第三版）； 5、 2008年江苏省工程造价信息； 6、国家有关法律、法规； 7、权威期刊杂志相关统计资料； 8、同行业厂家调研资料； 1、项目建设必须遵循国家的各项政策、法规和法令，符合国家产业政策、投资方 向及行业和地区的规划。 10 2、采用的工艺技术要先进适用、操作运行稳定可靠、能耗低、三废排放少、产品质量好、安全卫生。 3、以市场为导向，以提高竞争力为出发点，产品无论在质量性能上，还是在价格上均应具有较强的竞争力。 4、项目建设必须高度重视环境保护、工业卫生和安全生产。环保、消防、安全设施和劳动保护措施必须与主体装置同时设计，同时建设，同时投入使用。污染物的排放必须达到国家规定标准，并保证工厂安全运行和操作人员的健康。 5、将节能减排与企业发展有机结合起来，正确处理好企业发展与节能减排的关系，以企业发展提高节 能减排水平，以节能减排促进企业更好更快发展。 6、按照现代企业的管理理念和全新的建设模式进行规划建设，要统筹考虑未来的发展，为今后企业规模扩大或产品深度加工留有一定的空间。 7、认真贯彻工厂设计的“五化”原则。以经济效益为中心，加强项目的市场调研。按照少投入、多产出、快速发展的原则和工厂设计模式改革要求，尽可能地节省项目建设投资。在稳定可靠的前提下，实事求是地优化各成本要素，最大限度地降低项目的目标成本，提高项目的经济效益，增强项目的市场竞争力。 8、以科学、实事求是的态度，公正、客观的反映本项目建设的实际 情况，工程投资坚持“求是、客观”的原则。 9、做好余热利用、环保、劳动保护设计，采取有效措施治理粉 11 尘、烟气和噪声，避免二次污染。同时严格遵守劳动保护条例和防火规范，搞好消防系统设计。 10、 通过对市场的分析研究以及对项目规划的研究，推荐项目的建设规模、方案，论证项目建设的合理性 。 本项目建设地点位于 江苏省大丰市 。 本项目利用当地政府优惠政策，购置土地建设石墨深加工与石墨烯生产基地一处，采用成熟先进的工艺技术和生产设备，生产国内、外适销产品：石墨 深加工系列产品及石墨烯产品。 1、生产线建设规模 并购置先进生产设备建设可膨胀石墨深加工生产线、鳞片石墨加工生产线、高纯石墨深加工生产线、球形石墨深加工生产线及石墨烯生产线，拟建生产线 设计生产规模为年处理石墨矿 400000 吨，年产40000 吨鳞片石墨、 10000 吨球形石墨、 6000吨高纯石墨、 4000 吨膨胀石墨，同时以自产高纯石墨为原料进行石墨烯生产，可年产石墨烯产品 800千克，根据市场行业预测，项目建成后可实现年产值 219800万元 。 2、生产厂区建设规模 根据建设项目及建设地规划要求， 本项目拟用地面积 333335 平方米（ 500 亩），项目建构筑物占地面积 217800 平方米，室外工程面 12 积 115535 平方米。项目厂区主要建有石墨矿原料仓储区，废渣堆场区、石墨深加工区、石墨烯生产区、行政办公生活区等，主要建筑物为生产车间、仓库、研发中心楼、 食堂宿舍楼、办公楼及其它配套设施，建构筑物总建筑面积 232000 平方米。 主要建设指标及使用功能分布如表 1示： 表 1建设指标表 序号 项目 单位 数量或指标 备注 1 总用地面积 平方米 333335 500 亩 2 建构筑物占地面积 平方米 217800 3 总建筑面积 平方米 232000 4 室外工程 平方米 115535 路及路面硬化 平方米 37868 化面积 平方米 66667 上停车场及厂前广场 平方米 11000 5 建筑密度 65% 6 容积率 7 绿化率 20% 8 建筑控制高度 米 28 9 建筑层数 层 地上 1、 3、 4、 6 10 机动车停车位 个 100 11 非机动车停车位 个 500 本项目为新建项目。 及资金筹措 项目总投资 90000万元，建设投资 72625 万元（包括基础建设投资 42760 万元，设备投资 29865 万元），流动资金 17375 万元。所需资金企业自筹 70000 万元，向银行申请 6 年期贷款 20000 万元。项目总投资估算如下表 1示： 13 表 1项目总投资估算表 单位：万元 序号 费用名称 投资额 备注 一 项目总投资 90000 1 建设投资 72625 础建设投资 42760 程费用 24563 程建设其它费 16477 地费用 10000 设期利息 2720 它费 3757 备费 1719 备投资 29865 备购置费 26900 装费 2965 2 流动资金 17375 二 资产形成 72625 1 固定资产 62625 筑物资产 32760 备资产 29865 2 无形资产 10000 根据工程施工工期定额，本工程建筑面积为 232000 平方米，项目建设期共 2 年，自 2011 年 10 月份至 2013 年 9月份， 2014年起达到达产期。 项目主要技术经济指标见下表。 表 1 项目主要技术经济指标表 序号 项目名称 单位 数据或指标 一 技术指标 1 建筑指标 用地面积 亩 500 筑面积 平方米 232000 14 筑层数 层 地上 1、 3、 4、 6 积率 筑系 数 65% 化率 20% 2 设备投资 万元 29865 3 项目定员 人 491 二 经济指标 1 投资指标 目总投资 万元 90000 设投资 万元 72625 动资金 万元 17375 2 收入费用指标 营业收入 万元 219800 税金 万元 18044 总成本费用 万元 183892 利润总额 万元 23819 3 财务分析指标 后财务内部收益率 后财务净现值 12134 后投资回收期 产负债率 ( 投资收益率 (本项目立足于 江苏省 地区优势地理位置， 打造“石墨烯产业基地”， 通过充分合理利用水电资源、原材料资源、人力资源等，带动相关产业的发展，形成较大规模的产业群，必将对 江苏省 经济的发展起到推进作用。 本项目坚持走新型工业化道路，注重借力发展，积极培育石墨烯 15 深加工产业，不断壮大先进制造业，加强品牌培育和自主创新， 改造提升传统产业，培育新型材料等高技术产业，进一步优化工业结构，促进当地工业迅速崛起。对振兴制造业、发展先进制造技术具有支撑性作用，因此与当地的国民经济和社会发展目标是吻合的。 。 本项目劳动定员 491 人，用工除管理人员及部分高级技术人员外全部使用当地人员，可解决当地就业人数 400人。 从各项经济评价指标来看，本项目有较高的投资利润率和投资利税率，财务内部收益率较高，投资回收期较短，资产负债率、流动比、速动比适中，利息备付率远大于 1，项目全部计算期内经济运行和财务状况良好。 由此可见，本项目的安全系数较大，并 能带动地方工业的发展。因此本项目的建设是十分必要的，也是切实可行的。 对本项目来说，要不断加强企业内部的科学管理，不断提高干部和工人的技术水平；还要加强市场和技术信息的掌握，以保证新技术在生产中的应用。 建设单位切实做好筹建准备及建设期管理人员的技术培训，力争早日建成，早日投产，早日见效。 16 第二章 项目背景及必要性分析 目背景 墨行业发展现状 石墨是在高温下形成。分布最广是石墨的变质矿床，系由富含有机质或碳质的沉积岩经区域变质作用而成；石墨在工业上用途很广，用于制作冶炼上的高温坩埚、机械工业的润滑剂、制作电极和铅笔芯；广泛用于冶金工业的高级耐火材料与涂料、军事工业火工材料安定剂、轻工业的铅笔芯、电气工业的碳刷、电池工业的电极、化肥工业催化剂等。鳞片石墨经过深加工，又可生产出石墨乳、石墨密封材料与复合材料、石墨制品、石墨减磨添加剂等高新技术产品，成为各个工业部门的重要非金属矿物原料。 具体来说，石墨一般应用于以下领域： 1、作耐火材料 石墨的一个主要用途是生产耐火材料，包括耐火砖、坩锅、连续铸造粉、铸模芯、铸模洗涤剂等。近 20 年来，耐火材料工业中两个重要的变化是 镁碳砖在炼钢炉内衬中被广泛应用，以及铝碳砖在连续铸造中的应用。使石墨耐火材料与炼钢业紧密相连，全世界炼钢业约消耗 70的耐火材料。 （ l）镁碳砖 镁碳耐火材料是 60年代中期，由美国研制成功， 70年代，日本炼钢业开始把镁碳砖用于水冷却电弧炉炼钢中。目前在世界范围内镁 17 碳砖已大量用于炼钢，并已成为石墨的一种传统用途。 80 年代初，镁碳砖开始用于氧气顶吹转炉的炉衬。目前英国用作氧气顶吹炼钢炉衬的材料大部分是镁碳砖，炉衬寿命为 1000 次一 1500次，而日本，炉衬的寿命为 2000次一 2500 次。 （ 2）铝碳砖 铝碳耐火材 料主要用于连续铸造、扁钢坯自位输管道的保护罩，水下喷管以及油井爆破筒等。在日本用连续铸造生产的钢占总生产量的 90以上，英国为 60。 （ 3）坩锅及有关制品 用石墨制造的成型和耐火的坩锅及其有关制品，例如坩锅、曲颈瓶、塞头和喷嘴等，具有高耐火性，低的热膨胀性，熔炼金属过程中，受到金属浸润和冲刷时亦稳定，高下良好的热震稳定性和优良的热传导性，所以石墨增锅及其有关制品被广泛用于直接熔融金属的工艺中。 传统的石墨粘土坩锅用含碳量大于 85的鳞片石墨制造，通常石墨鳞片应大于 100 目（ ），而目前国外在柑祸生产 技术中的重要改进是，所用石墨的类型、鳞片大小和质量有了更大的灵活性；其次是用碳化硅石墨柑祸替代了传统的粘土石墨坩锅，这是随着炼钢工业中恒压技术的引进而产生的。采用恒压技术还可以使小鳞片石墨得到应用，在粘土石墨增锅中，含碳量达 90的大鳞片石墨约占45，而在碳化硅石墨坩锅中，大鳞片成分的含量仅占 30，石墨的含碳量降为 80。 18 2、炼钢 石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围很广，包括人造石墨、石油焦、冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍是土状石墨的主要用途之一 。 3、作导电材料 石墨在电气工业中广泛用来作电极、电刷、碳棒、碳管、水银整流器的正极、石墨垫圈、电话零件、电视机显像管的涂层等等。其中以石墨电极应用最广，在冶炼各种合金钢、铁合金时，使用石墨电极，这时强大的电流通过电极导入电炉的熔炼区，产生电弧，使电能转化为热能，度升高到 2000左右，从而达到熔炼或反应的目的。此外，在电解金属镁、铝、钠时，电解槽的阳极也用石墨电极。生产金刚砂的电阻炉也用石墨电极作炉头导电材料。 电气工业中所使用的石墨，对粒度和品位要求很高。如碱性蓄电池和一些特殊的电碳制品，要求石墨粒度 控制在 150 目 325 目（ 围内，品位 90 上，有害杂质（主要是金属铁）要求在 10以下。 4、作耐磨和润滑材料 石墨在机械工业中常作润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用，而石墨耐磨材料可以在一 200一 2000度并在很高的滑动速度下（ 100m/S）不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备，广泛采用石墨材料制成活塞环、密封圈和轴承，它们运转时，勿需加入润滑油，石墨乳也是许多金属加工（拔丝、拉管）时的良好 19 的润滑剂。 5、作耐腐蚀材料 石墨具有良好的化学稳定 性。经过特殊加工的石墨，具有耐腐蚀、导热性好、渗透率低等特点，而广泛用于制作热交换器、反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵等设备。这些设备用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门，可节省大量的金属材料。 6、作铸造、翻砂、压模及高冶金材料 由于石墨的膨胀系数小，而且能耐急冷急热的变化，可作为玻璃器皿的铸模，使用石墨后，黑色金属得到的铸件尺寸精确，表面光洁，成品率高，不经加工或稍作加工就可使用，因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺，通常用石墨材料制成压模和烧结 用的舟皿。单晶硅的晶体生长柑祸、区域精炼容器、支架、夹具、感应加热器等，都是用高纯石墨加工而成的。此外，石墨还可以作真空冶炼的石墨隔热板和底座，高电阻炉炉管、棒、板、格棚等元件。 7、用于原子能工业和国防工业 石墨具有良好的中子减速性能，最早作为减速剂用于原子反应堆中，铀一石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点、稳定、耐腐蚀的性能，石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高，杂质含量不应超过几十个 百万分之一），特别是其中硼的含量应小于 国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭 20 的喷嘴，导弹的鼻锥，宇宙航行设备的零件，隔热材料和防射线材料。 8、作防垢防锈材料 石墨能防止锅炉结垢，有关单位试验表明，在水中加入一定量的石墨粉（每吨水大约用 49 59），能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐和防锈。 中国具有丰富的天然石墨资源，特别是晶质的鳞片石墨，储量、产量以及国际贸易量均居世界首位，堪称石墨大国。世界已探明的晶质石墨储量 吨 ，中国占有 吨，世界远景储量 7 亿吨，中国为 4亿吨。晶 质石墨资源在中国分布广泛，几乎各个省区均有，主要产地在黑龙江、山东、内蒙、湖北等。微晶石墨，中国主要产地是湖南、吉林、内蒙等地。 中国虽然具有丰富的石墨资源，但从产业发展上并不是石墨强国。一些高技术含量的天然石墨产品 ,中国还需从缺乏石墨资源的发达国家进口。在市场上经过初步加工的天然鳞片石墨价格约在 300美元 /t 左右，微粉石墨根据粒度不同价格在 500 2000 美元 /t 左右，球形石墨的价格约为 20 30 美元 /公斤，氟化石墨的价格约在 300600 美元 /公斤。因此通过深加工可以很好地提升石墨的价值。 鉴于上述背景 ，石墨的深加工项目很有潜力，一方面石墨的应用前景将越来越广泛，另一方面深加工领域在国内比较少，具有较高的利润空间。项目方应当迅速利用自己在石墨领域的优势开展石墨深加工项目，在取得自身发展的同时推动我国石墨行业的健康发展。 21 墨烯发展现状 2010 年的诺贝尔物理学奖将石墨烯带入了人们的视线。 2004 年英国曼彻斯特大学的安德烈 诺沃肖洛夫教授通过一种很简单的方法从石墨薄片中剥离出了石墨烯，为此他们二人也荣获 2010年诺贝尔物理学奖。 石墨烯纳米薄片是一种只有一层或几层原子厚度的纯 碳原子结构，其 以 合，形成一个密集的蜂窝状晶格结构。由于它具有独特的二维碳纳米结构以及优异的物理属性，使得其在物理学、材料科学以及凝聚态物理等领域引起了人们的广泛兴趣。同时由于它们具有无毒、化学和热学性能优异、导电率大、机械