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word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑word文档可自由复制编辑石墨深加工与石墨烯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:二零一一年八月目目录第一章项目总论..................................................91.1项目名称、建设单位名称及法人代表..............................91.1.1项目名称...................................................91.1.2建设单位名称...............................................91.1.3法人代表...................................................91.2编制依据和原则................................................91.2.1编辑依据...................................................91.2.2编制原则...................................................91.3研究范围.....................................................111.3.1拟建设地点................................................111.3.2建设内容与规模............................................111.3.3项目性质..................................................121.3.4项目总投资及资金筹措......................................121.3.5建设期....................................................131.4主要技术经济指标.............................................131.5结论.........................................................141.5.1专家意见..................................................141.5.2建议......................................................15第二章项目背景及必要性分析.....................................162.1项目背景.....................................................162.1.1石墨行业发展现状.........................................162.1.2石墨烯发展现状...........................................212.2项目必要性...................................................252.2.1项目是优化石墨行业产品结构的需要.........................252.2.2项目是实现我国石墨烯战略布局的需要.......................262.2.3项目是实现石墨烯工业化生产、推动产业化进程的需要.........272.2.4项目是当地人民脱贫致富和增加就业的需要...................28
5.2.25.2.2施工条件..................................................495.3原材料及燃动力供应...........................................495.3.1原材料...................................................495.3.2燃动力供应...............................................50第六章技术方案、设备方案与工程方案.............................516.1技术方案.....................................................516.1.1技术优势.................................................516.1.2鳞片石墨技术方案.........................................526.1.3球形石墨技术方案.........................................536.1.4膨胀石墨技术方案.........................................556.1.5高纯石墨技术方案.........................................576.1.6石墨烯技术方案...........................................586.2设备方案.....................................................586.3工程方案.....................................................616.3.1工程设计原则..............................................616.3.2建筑设计..................................................616.3.3结构选型..................................................616.3.4主要建、构筑物工程方案....................................626.3.5建筑功能布局..............................................636.3.6建筑结构..................................................66第七章总图运输与公用辅助工程...................................677.1总图布置.....................................................677.1.1总平面布置原则............................................677.1.2总平面布置................................................677.2给排水系统...................................................687.2.1给水情况..................................................687.2.2排水情况..................................................697.3供电系统.....................................................697.4空调采暖7.4空调采暖.....................................................707.5通风采光系统.................................................707.6总图运输.....................................................707.6.1道路设计..................................................707.6.2运输范围与方案............................................70第八章资源利用与节能措施.......................................728.1资源利用分析.................................................728.1.1土地资源利用分析..........................................728.1.2水资源利用分析............................................728.1.3电能源利用分析............................................738.2能耗指标及分析...............................................738.3节能措施分析.................................................748.3.1土地资源节约措施..........................................748.3.2水资源节约措施............................................748.3.3电能源节约措施............................................75第九章生态与环境影响分析.......................................799.1项目自然环境.................................................799.1.1基本概况..................................................799.1.2气候特点..................................................799.2社会环境现状.................................................799.2.1行政划区..................................................799.2.2经济建设.................................................809.3项目主要污染物及污染源分析...................................819.3.1施工期....................................................819.3.2使用期....................................................859.4拟采取的环境保护标准.........................................859.4.1国家环保法律法规..........................................859.4.2地方环保法律法规..........................................869.4.3技术规范9.4.3技术规范..................................................879.5环境保护措施.................................................879.5.1施工期污染减缓措施........................................879.5.2使用期污染减缓措施........................................919.5.3其它污染控制和环境管理措施................................939.6环境影响结论..................................................93第十章劳动安全卫生及消防.......................................9410.1劳动保护与安全卫生..........................................9410.1.1安全防护.................................................9410.1.2劳动保护.................................................9410.1.3安全卫生.................................................9510.2消防........................................................9610.2.1建筑防火设计依据.........................................9610.2.2总面积布置与建筑消防设计.................................9610.2.3消防给水及灭火设备.......................................9610.2.4消防电气.................................................9710.3地震安全....................................................97第十一章组织机构与人力资源配置.................................9911.1组织机构....................................................9911.1.1组织机构设置因素分析.....................................9911.1.2项目组织管理模式.........................................9911.1.3组织机构图..............................................10011.2人员配置...................................................10011.2.1人力资源配置因素分析....................................10011.2.2生产班制................................................10111.2.3劳动定员................................................101表11-1劳动定员一览表.......................................10211.2.4职工工资及福利成本分析..................................102
第一章第一章项目总论1.1项目名称、建设单位名称及法人代表1.1.1项目名称《石墨深加工与石墨烯生产制造项目》1.1.2建设单位名称本项目建设单位:。1.1.3法人代表法人代表XXX。1.2编制依据和原则1.2.1编辑依据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;1.2.2编制原则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。2、采用的工艺技术要先进适用、操作运行稳定可靠、能耗低、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。1.3研究范围1.3.1拟建设地点本项目建设地点位于江苏省大丰市。1.3.2建设内容与规模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
1.31.3建筑层数层地上1、3、4、61.4容积率0.701.5建筑系数65%1.6绿化率20%2设备投资万元298653项目定员人491二经济指标1投资指标1.1项目总投资万元900001.1.1建设投资万元726251.1.2流动资金万元173752收入费用指标2.1年营业收入万元2198002.2年税金万元180442.3年总成本费用万元1838922.4年利润总额万元238193财务分析指标3.1税后财务内部收益率18.11%3.2税后财务净现值121343.3税后投资回收期6.453.4资产负债率(LOAR)3.5总投资收益率(ROI)24.83%1.5结论1.5.1专家意见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,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。1.5.2建议对本项目来说,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。第二章第二章项目背景及必要性分析2.1项目背景2.1.1石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碳砖已大量用于炼钢,并已成为石墨的一种传统用途。80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(BSS筛),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%。2、炼钢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(0.1mm一0.042mm)范围内,品位90%-99%以上,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)时的良好的润滑剂。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PPm(PPm为百万分之一),特别是其中硼的含量应小于O.3PPm。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭
2.1.22.1.2石墨烯发展现状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.海姆教授和康斯坦丁.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C-C键以sp2结合,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、机械强度大的特性,使得以石墨烯为基础的材料有着广泛的工业应用范围,如可用作吸附剂、催化剂载体、热传输媒体,可制成具有精细结构的电子元件,应用于电池/电容器,即使在生物技术方面也可得到应用。特别地,随着碳材料性能的不断改进,使得其逐渐成为能源领域的主导,如在对存储设备要求高的氢储存、燃料电池、太阳能电池以及锂离子电池、电容器等方面应用广泛。石墨烯的分子结构石墨烯是目前已知的最薄的一种材料,单层的石墨烯只有一个碳石墨烯是目前已知的最薄的一种材料,单层的石墨烯只有一个碳原子的厚度,这种厚度的石墨烯拥有了许多石墨所不具备的特性。导电性极强:石墨烯中的电子没有质量,电子的运动速度超过了在其他金属单体或是半导体中的运动速度,能够达到光速的1/300,正因如此,石墨烯拥有超强的导电性。超高强度:石墨是矿物质中最软的,其莫氏硬度只有1-2级,但被分离成一个碳原子厚度的石墨烯后,性能则发生突变,其硬度将比莫氏硬度10级的金刚石还高,却又拥有很好的韧性,且可以弯曲。超大比表面积:由于石墨烯的厚度只有一个碳原子厚,即0.335纳米,所以石墨烯拥有超大的比表面积,理想的单层石墨烯的比表面积能够达到2630m2/g,而普通的活性炭的比表面积为1500m2/g,超大的比表面积使得石墨烯成为潜力巨大的储能材料。石墨烯是一种技术含量非常高、应用潜力非常广泛的碳材料,在半导体产业、光伏产业、锂离子电池、航天、军工、新一代显示器等传统领域和新兴领域都将带来革命性的技术进步。目前研究表明,石墨烯可能广泛应用于如下领域:1、透明电极工业上已经商业化的透明薄膜材料是氧化铟锡(ITO),由于铟元素在地球上的含量有限,价格昂贵,尤其是毒性很大,使它的应用受到限制。作为炭质材料的新星,石锡的替代材料,石墨烯以制备工艺简单、成本低的优点为其商业化铺平了道路。Mullen研究组通过浸渍涂布法沉积被热退火还原的石墨烯,薄膜电阻为900Ω,透光率为70%,70%,薄膜被做成了染料太阳能电池的正极,太阳能电池的能量转化效率为0.26%。2009年,该研究组采用乙炔做还原气和碳源,采用高温还原方法制备了高电导率(1425S/cm)的石墨烯,为石墨烯作为导电玻璃的替代材料提供了可能。2、传感器电化学生物传感器技术结合了信息技术和生物技术,涉及化学、生物学、物理学和电子学等交叉学科。石墨烯出现以后,研究者发现石墨烯为电子传输提供了二维环境和在边缘部分快速多相电子转移,这使它成为电化学生物传感器的理想材料。Chen等采用低温热退火的方法制备的石墨烯作为传感器的电极材料,在室温下可以检测到低浓度NO2,作者认为如果进一步提高石墨烯的质量,则会提高传感器对气体检测的灵敏度。石墨烯在传感器方面表现出不同于其它材料的潜能,使越来越多的医学家关注它,目前石墨烯还被用于医学上检测多巴胺、葡萄糖等。3、超级电容器超级电容器是一个高效储存和传递能量的体系,它具有功率密度大,容量大,使用寿命长,经济环保等优点,被广泛应用于各种电源供应场所。石墨烯拥有高的比表面积和高的电导率,不像多孑L碳材料电极要依赖孔的分布,这使它成为最有潜力的电极材料。Chen等以石墨烯为电极材料制备的超级电容器功率密度为10kW/kg,能量密度为28.5Wh/kg,最大比电容为205F/g,而且经过1200次循环充放电测试后还保留90%的比电容,拥有较长的循环寿命。石墨烯
石墨制品每t石墨制品每t价格则高达20667美元,进口价分别是出口价的3倍和57倍,其主要原因在于产品结构及品种的不合理,要扭转局面,最根本的途径就是凭借我国得天独厚的石墨资源优势,提高石墨深加工深度,优化产品结构及品种。随着石墨在各领域的广泛应用和国际市场需求量逐年增长,项目方自身对石墨深加工各种制品的研究工作投入较大,并提出了一整套成本低廉、技术先进、质量上乘的生产工艺及配套设备,各项技术已达到或接近世界先进水平。项目建设采用此研究成果,在生产工艺和装备选型等方面参照此研究内容,从而保证建设项目的各项技术处于世界先进水平,对优化我国石墨行业产品结构具有积极的作用。2.2.2项目是实现我国石墨烯战略布局的需要石墨烯是由单个碳原子呈六边形排列而形成的一种纳米级材料,其在导电性、韧性等方面的突出特性有望在半导体产业、光伏产业、锂离子电池、新一代显示器等传统领域和新兴领域带来革命性的突破。但目前石墨烯产业还在量产探索阶段,各国对于这个新兴材料还处于一个专利布局期,尚还没有出现产业化动向,整个产业链也还没有形成。可以说,谁最先掌握了石墨烯量化生产及应有技术,谁就能处于未来世界工业发展的顶端。本公司利用韩国的高新技术成立研发生产合作法人,目的是尽快吸收掌握先进技术,占领新材料领域的优势地位。从而尽快完成我国石墨烯战略性布局,抢占未来工业发展优势地位。2.2.32.2.3项目是实现石墨烯工业化生产、推动产业化进程的需要石墨烯产业最大的瓶颈在于还没有形成完整的产业链,目前仍没有一种可以应用石墨烯的产品能够规模化生产。对石墨烯最大的需求仍然是各大院校及科研机构的研究使用。石墨烯的高强度、高导电性及传热性、超大的比表面积等特性能够在航天军工、锂离子电池、超级电容器等多领域有潜在应用,但由于其成本过高,一直都处于研究阶段。从目前的技术发展来看,最有可能实现工业化使用石墨烯的下游行业是复合材料领域和显示技术领域。将石墨烯添加到塑料、橡胶、涂料等基体中,可以大幅增强产品的性能,如强度、韧度、导电性及传热性等,在符合材料领域的应用也是目前石墨烯最大的产业化应用。目前的显示器件中应用最广泛导体材料是氧化铟锡ITO材料,将石墨烯作为导体材料制成显示器件,将增强器件的韧度,制成可以折叠的薄膜显示器。业内也预计显示技术领域的应用将是下一个能够产业化应用的领域。目前国内还没有能够实现石墨批量化生产的企业或研究机构,多数企业只能小量生产石墨烯,所使用的生产技术多为氧化还原法,生产出的石墨烯溶液也存在很多技术上需要突破的问题。本公司拥有引进韩国高新技术,并拥有多年石墨行业的技术积累,具有实现石墨烯工业化生产的天然优势。同时企业投入大量精力致力于石墨烯下游应有领域的研究技术开发,由此衍生的应用产品的多样性和成长性很高。因此,本项目的顺利运营必将带动我国石墨烯技术的研究,对我国石墨烯新材料产业化具有积极的推动作用。2.2.42.2.4项目是当地人民脱贫致富和增加就业的需要本项目的实施不但可以满足当地和周边地区石墨深加工产品的市场需要,而且可以解决当地人民就业,并且可以产生幅射作用,带动当地其他产业,如运输、物流等业务的发展,从而进一步促进当地人民扩大就业、经济繁荣,提高人民的生活水平,使当地人民群众尽快脱贫致富。综上所述,本项目完全符合国家工业发展的要求、技术政策、生产力布局要求,项目的建设将积极推动当地制造业的科学发展、可持续发展,同时带动地方就业,是一项利国利民的好项目,支持、发展此项目十分必要和重要。第三章第三章项目市场分析与预测3.1石墨深加工产品市场分析与预测世界石墨产量的绝大部分消费都集中在日本、美国、德国和英国等工业发达国家,这些国家每年的石墨消费量约占世界总消费量的30%左右。在过去的几年中,世界石墨的消费量一直保持相对稳定。其主要消费领域为:耐火材料占总消费量的%26,铸造15%,润滑剂14%,制动衬片13%,铅笔7%,其他(碳刷、电池、膨胀石墨等)25%。从目前形势看,近期内石墨尚难有大的、新的应用领域,因此,国际市场对石墨的需求不会有太大的增长。世界石墨消费结构比例图中国是世界上最大天然石墨生产国,2009年石墨生产达到165万吨。中国的生产约占世界总产量的55%。除天然石墨外,世界许多国家还生产人造石墨。2009年的产量比2008年的150多万吨,增加12多万吨,约增加12多万吨,约增加8%。对石墨行业来讲,是一次大的发展。石墨材料及其复合材料作为21世纪的新兴材料,毋庸置疑将会有很大发展,并在许多领域得到应用,将相应出现一些新兴高技术产业。我国有着丰富的石墨资源,在研究工作开发方面已有了一定基础,有了一定的技术储备;通过进一上技术开发,将会很快实现产业化并取得显著的经济效益。国家发展规划重点强调了研制可膨胀石墨加工技术及装备,研制锂离子电池的天然石墨材料制备技术装备等石墨深加工相关产品,如能圆满地完成石墨深加工技术的开发任务,将建成以我国丰富石墨为原料的新的高技术新产业,可获得年产值达2.5亿元,利税率40%的经济效益。这些产品对我国核电、化工、能源、电子、环保、冶金、机械、医疗等领域的技术社会经济将表重大贡献,同时也具有巨大的出口潜力,改变我国石墨出口产品结构,大大提高创汇能力。本项目石墨深加工产品主要包括鳞片石墨、球型石墨,膨胀石墨以及高纯石墨,报告仅对此四种石墨市场进行分析及预测。以及高纯石墨,报告仅对此四种石墨市场进行分析及预测。3.1.1鳞片石墨市场分析与预测鳞片状石墨矿石结晶较好,晶体粒径大于1靘,一般为mm0.05-1.5,大的可达5-10mm,多呈集合体。矿石品位较低,一般为3-13.5%。伴生的矿物有云母、长石、石英、透闪石、透辉石、石榴石和少量硫铁矿、方解石等,有时还伴有金红石,钒云母等有用组分。鳞片石墨矿石按其所赋存岩石的岩性不同,分片麻岩型、片岩型、透辉岩型、变粒岩型、混合岩型、大理岩型及花岗岩型等七种,前六种矿石类型产于区域变质成因矿床中,后一种矿石类型则产于岩浆热液成因矿床中。2001年以来,我国鳞片石墨市场销售量不断增加,具体如下图所示:2001-2009年中国鳞片石墨销量增长趋势图2010年,我国国内鳞片石墨市场需求突破45万吨,同时出口天然石墨67.055万吨,其中天然鳞片石墨18.68吨。众所周知,中国钢铁产量逐年增加,使得中国国内对天然石墨的需求持续增长,除耐火材料厂的用途,对天然石墨的用途越来越多,鳞片石墨的用途被更多的开发利用,在没有找到代替品的情况下,对它的需求量将不断增加。加。3.1.2球型石墨市场分析与预测球型石墨主要应用于锂离子电池的负极导电材料和燃料电池极板原材料。锂离子电池因其高能、环保等优势,是目前发展最迅速的二次电池,广泛用做手机、笔记本电脑、DVD、照相机、摄像机、军用通迅装备、电动车辆及其它移动电器的可充电源。年世界产量近25亿支,国产近10亿支。目前,一部手机锂电池大约使用3g球形石墨原料、电脑7g、充电器9g,一部汽车用锂电池可使用球形石墨25-30kg,世界年需求量6万吨以上,我国国内年需求量也达到了近3万吨。石墨球形微粉以粒径小、粒形好、振实密度高为佳品,有利于提高负极材料和锂电池的品质,通常粒径越小,粒形越难做圆,同时收率下降,成本上升。本项目通过多项创新,较好地解决了产品小粒径、好粒形、高收率的技术课题,制成本行业最好的产品。目前球型石墨的需求在5万吨左右,随着球型石墨的改良其循环寿命将会百变,同时对锂电池的需求增加,球型石墨的需求量将进一步提升。日本有望在2012年推广普及锂电子电池用于混合动力汽车,这一消息对国内球型石墨市场起到了巨大的推动作用。随着锂电池在混合动力汽车上的广泛应用,预计2015年世界球型石墨的需求量将突破10万吨,我国国内市场需求量在6.5亿吨左右。3.1.3膨胀石墨市场分析与预测膨胀石墨,是鳞片石墨的一种深加工产品,在密封材料性能上,与橡胶、石棉等相比,具有无可比拟的优越性,堪称当代的“密封之王”、“革命性材料”,广泛用于汽车、造船、机械等行业。早在本与橡胶、石棉等相比,具有无可比拟的优越性,堪称当代的“密封之王”、“革命性材料”,广泛用于汽车、造船、机械等行业。早在本世纪六十年代初期,美国就率先开发应用膨胀石墨用为密封材料,短短三十年时间,西方发达国家和日本研制了16000多种膨胀石墨制品。据中国建材非金属矿石墨专业协会编印的《石墨工业信息》报道:2010年世界膨胀石墨需求量达650万吨,其中有330万吨用于进一步加工制品。八十年代初期,膨胀石墨在我国国内市场仅应用于石油、化工等少数行业。进入八十年代中期之后,应用领域扩大到汽车、石化、电力、机械、仪表及高新技术工业,膨胀石墨需求量开始以惊人的速度增大。随着我国铸造业、冶金工业、机械工业、电气工业、化学工业、轻工业和原子能及航天工业的发展,膨胀石墨工业也相应得到发展。据《石墨企业主要经济技术指标完成情况》统计,2010年我国膨胀石墨生产量约201.6万吨,但需求量在260万吨左右,缺口达60万吨左右,膨胀石墨市场整体处于供不应求的局面,需要依靠进口填补缺口,有此可见,本项目不仅能够缓解国内膨胀石墨市场的进口局面、节约大量外汇,同时广阔的市场前景也为公司自身发展奠定了坚实的基础。3.1.4高纯石墨市场分析与预测高纯石墨一般指含碳量在99.99%以上的石墨,在组织结构上课分为粗粒结构、细粒结构和超细颗粒结构三类,高纯石墨大量用于直拉单晶硅炉中。全球电子工业用直拉单晶硅约占单晶硅总用量的拉单晶硅炉中。全球电子工业用直拉单晶硅约占单晶硅总用量的80%,直拉单晶硅炉中的石墨件是消耗品,采用高纯石墨材料加工成直拉单晶硅炉的加热系统。2010年,中国需要直拉单晶硅炉用高纯石墨800吨。总体看,中国国内市场对高纯石墨的需求量大约在1000万吨左右,国际市场的需求量大约在250万吨左右。国内市场基本由国内石墨生产商满足,国际市场有150万吨由中国石墨生产商提供。但由于国内石墨生产商规模小,没有很好的质量控制措施,也没有形成良好的品牌,无法发挥中国石墨资源的优势,只能依靠低成本进入国际市场。在中国越来越关注产品质量问题的前提下,许多石墨下游企业提出了对石墨质量更高要求,导致国内市场对高品质的提纯石墨的大量需求。预计2015年,国内对高纯石墨的需求量将突破1500万吨,市场前景极为广阔。本项目生产高纯石墨部分为自用,高纯石墨是生产石墨烯产品的原材料。3.2石墨烯市场分析与预测石墨烯是一种技术含量非常高、应用潜力非常广泛的碳材料,在半导体产业、光伏产业、锂离子电池、航天、军工、新一代显示器等传统领域和新兴领域都将带来革命性的技术进步。石墨烯目前还处在研发阶段,各国对于这个新兴材料还处于一个专利布局期,尚还没有出现产业化动向,整个产业链也还没有形成。目前制备石墨烯的技术工艺不成熟,还没有达到一致性的品质,而且成品面积都非常小,不能适应工业化应用。但高达2000元/克的产品价格和广阔的市场前景引起了全球各国的广泛关注。引起了全球各国的广泛关注。多功能性石墨烯材料及产品被韩国政府选定为未来革新产业之一。具有优秀导电性、比强度、导热性特性的石墨烯及透明电极、能源材料、超轻量材料等应用新材料的开发,市场容量为98兆韩元(相当于920亿美元),出口额预计380亿美元,提供10万个就业岗位,设备投资56.6兆韩元(相当于530亿美元)。另据报道,韩国政府将投入1.5兆韩元(相当于14亿美元)的研发费用。3.2.1半导体产业应用市场分析与预测多晶硅目前已经成为半导体产业的基础原料,被大量应用于集成电路的基质,有着“微电子大厦的基石”之称。随着制作工艺的不断提升,目前硅基芯片的运行速度已经达到了GHz的级别。随着技术的不断进步,对于计算机运行速度的要求也不断提高,目前的硅基集成电路的发展受到了本身材料的限制,在室温下硅基处理器的运行速度达到4-5GHz后就很难在继续提高。石墨烯拥有比硅更高的载流子迁移率(即载流子在电场作用下运动速度快慢的量度),是一种性能非常优异的半导体材料,电子在石墨烯中的运行速度能够达到光速的1/300,要比在其他介质中的运行速度高很多,而且只会产生很少的热量。使用石墨烯作为基质生产出的处理器能够达到1THz(即1000GHz)。石墨烯未来很可能成为硅的替代者,成为半导体产业新的基础材料。2001——2012年全球电子类多晶硅需求量全球半导体晶硅的市场发展稳定,据半导体协会统计,全球半导体晶硅的市场发展稳定,据半导体协会统计,2010年全球电子多晶硅的需求量将在2500吨左右,未来两年仍将保持每年8%的稳定增长率。石墨烯集成电路技术成熟将会带来一次新的革命。如果未来全球每年有十分之一的高端计算机有运用石墨烯基集成电路,替换多晶硅所需要的石墨烯就需要250吨,按照目前市价2000元/克计算,石墨烯在集成电力领域的潜在市场就达到了5000亿元以上。3.2.2锂电池材料应用市场分析与预测锂离子电池已经成为当前用途最广泛、前景最广阔的电池能源,其结构由正极、负极、隔膜和电解液组成,隔膜一般使用聚乙烯薄膜,电解质主要是高氯酸锂等锂盐溶液构成。充电时,锂离子从正极拖嵌,通过电解质和隔膜,嵌入到负极;放电时则相反,锂离子从负极脱嵌,通过电解质和隔膜,嵌入到正极中。锂离子电池负极材料经历了从焦炭类碳材料到石墨类碳材料的发展,电池的性能得到了大幅的提升,石墨类碳材料目前已经成为最主流的负极材料。碳材料根据其结构特点可以分为石墨化炭、无定形炭和石墨炭。石墨烯作为一种从石墨中分离出来的新型碳质材料,加入到锂离子电池中能够大幅提高导电性。而且实验表明,池中能够大幅提高导电性。而且实验表明,将石墨烯应用于锂离子电池的负极材料中,其比容量可以达到540mAh/g以上,如果在其中参入碳纳米管后,负极的比容量可以达到730mAh/g,而目前普通的人造石墨负极的比容量只有370mAh/g,可见石墨烯作为负极材料能够大幅提高锂离子电池性能。随着世界各国对新能源汽车的大力推广,未来对于锂离子电池的需求量也将保持持续增长的态势;根据IEK的预测,2008-2013年全球的负极材料的需求量将保持年均20%的增长率,到2013年全球的负极材料需求量将达到3.7万吨以上。2008——2013年全球负极材料需求量石墨烯能够大幅提升锂离子电池性能,未来将在负极材料领域有广阔的市场前景。锂离子电池由提升自身性能的内在需求,这也是石墨烯在负极材料中的应用形成了促进。未来有1%的锂离子电池由使用石墨烯负极材料的需求,那每年对于石墨烯的需求就在250吨以上。3.2.3超级电容器应用市场分析与预测超级电容器是介于传统电容器和充电电池之间的一种新型储能装置,能够在几秒钟内完成充电,装置,能够在几秒钟内完成充电,其容量能够达到几百甚至上千法拉;具有容量大、功率高、使用寿命长等特点。超级电容器不同于电池,在充放电时不会发生化学反应,电能的存储或释放都是通过静电场建立的物理过程完成的。超级电容器的结构和普通电容器类似,在两极板中间添加了一个隔膜,而且超级电容器的电极材料选择的较为特殊。碳材料是最早也是应用最为广泛的电极材料,目前使用的碳材料主要包括活性炭、活性碳纤维、炭气凝胶等,这些碳材料的基元都是石墨烯。由于超级电容器是通过导体表明来存储电荷,所以适合电子聚集的有效表面积越大其容量就越大;而石墨烯具有超大的比表面积,单层石墨烯的比表面积能都达到2630m2/g,是极为理想的超级电容器储能材料。实验表明使用石墨烯作为电极的超级电容器能够产生相同体积电容器6倍以上的容量,大大提高了超级电容器的性能。目前全球超级电容器的应用领域主要集中在数码相机、电动车系统、变配电站、智能水表、太阳能发电和风能发电等领域;作为技术发展的方向,未来超级电容器的市场规模将保持快速增长,特别是在一些需要高功率、高效率的领域,超级电容器已经开始替代传统电池。2005-2010年全球超级电容器市场规模20102010年全球超级电容的市场规模将达到50亿元,并保持着20%的增长速率。而石墨烯作为电极制成的超级电容器将在性能上有极大的提高,未来随着超级电容器的逐步推广,石墨烯也将面临巨大的市场空间。3.2.4显示器应用市场分析与预测目前的显示器和触摸屏等器件中的导体材料,主要是使用的氧化铟锡ITO材料。但由于ITO材料韧性相对较差,在折叠或是拉伸时可能会影响现象的效果。石墨烯由于由于其特殊的分子结构而有非常高的导电性,而且石墨烯几乎完全透明;这两种性质使得石墨烯本身就是一种性能非常好的透明导体材料,适合用于制作显示器件。石墨烯的另一个特性是具有高韧性,能够拉伸20%而不断裂。使用石墨烯作为导体材料,能够制成可以折叠、伸缩的显示器件。目前触摸屏和液晶显示器主流的透明导体材料是ITO材料,但相比ITO材料,石墨烯拥有更高的强度和更好的韧性,作为透明导体材料,能够制成可以弯曲折叠的显示器件。2011年全球仅触摸屏所需要的2011年全球仅触摸屏所需要的ITO导电玻璃就近4500万片,加上公共查询、医疗仪器和游戏机等方面的应用,预计2011年ITO导电玻璃的市场容量在8500-9500万片,石墨烯将具有很大的替换空间。第四章第四章建设规模与产品方案4.1建设内容与建设规模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。
具有良好的可膨胀性,疏松多孔,富有弹性。耐温范围宽,在-200-3600具有良好的可膨胀性,疏松多孔,富有弹性。耐温范围宽,在-200-3600℃之间。能承受中子、β-、γ-等射线的长期照射。在高温、高压或辐射等条件下工作,不发生分解、变形或老化。化学性质稳定。2、品种:PTKP系列普通可膨胀石墨、CXKP系列超细可膨胀石墨、DLKP系列超低硫可膨胀石墨、GCKP系列高纯可膨胀石墨3、规格32目、50目、80目、100目、-100目、-200目、-325目4、膨胀倍率:100-400ml/g5、用途广泛用于钢铁、冶金、石油、化工、机械、宇航、原子能等工业部门,作防火密封元件、阻燃剂、耐火砖,还可作坩埚、保温、衬里、隔音和防震材料,以及催化剂载体、吸附剂、脱色剂等,是有前途的新颖工程材料。6、性能指标:品种规格膨胀倍率(ml/g)PH值挥发份(%)水分(%)含碳量)%(粒度(%)硫含量(%)膨胀温度筛上物筛下物PTKP系列普通可膨32目200-4003-7≤15≤185-99.5≥80≤2.5≥950℃50目200-35080目150-250
钼M钼MoPPm≤0.1锰MnPPm≤1SO42-PPm≤50铁FePPm≤20硅SiPPm≤10F-PPm≤15铜CuPPm≤0.8镍NiPPm≤0.1CI-PPm≤15钴CoPPm≤2镁MgPPm≤30视比重g/cm30.24±0.02铬CrPPm≤1钙CaPPm≤35析气量Ml/g5d≤0.2镉CdPPm≤0.01钛TiPPm≤1.5粒度(-45μm)%≥904.2.5石墨烯项目主要致力于石墨烯产品的研究及工业化生产尝试,前期主要供给各大院校及科研机构的研究使用,同时开发石墨烯应用领域产品,实现石墨烯系列产品的产业化生产。目前石墨烯产品部分指标如下:比重:1.9--2.2g/cc厚度:0.9-1.2nm直径:1-5微米物理结构:纳米片状化学结构:graphene石墨烯相互作用:-作用拉伸模量:1.0TPa拉伸强度:10~20GPa电阻系数:50x10-6cm热传导:3000W/mK密度:2.0g/cm3熔点:大于3600度4.3生产规模及产值预测项目达产后,设计生产规模为年处理石墨矿400000吨,年产40000吨鳞片石墨、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。具体产品及生产规模如下:表4-1生产规模及产值预测产品产量平均出厂价产值石墨深加工产品鳞片石墨40000吨4500元/吨18000万球形石墨10000吨25000元/吨25000万膨胀石墨4000吨13000元/吨4800万高纯石墨6000吨24000元/吨12000万——自用1000吨——外销5000吨提纯石墨烯800千克2000元/克160000万总计219800万第五章第五章项目选址及建设条件5.1项目选址5.1.1项目建设地点本项目建设地点位于江苏省大丰市。5.1.2项目用地性质及来源本项目用地性质为工业用地,规划用地面积为333335平方米,用地来源为新购置土地。5.1.3土地现状项目拟建厂址地势平坦,基础设施条件好,物流快捷高效。水、电、通讯设施条件具备,与厂外对接方便,无人员搬迁和房屋拆迁。5.1.4项目选址意见本项目生产国内、外适销产品,项目符合节能、环保、消防、安全等规范,符合国家的产业政策,可促进当地经济发展。厂址条件符合企业的实际能力和长远发展,可以做到统筹兼顾、经济合理、优化配置、节省资源。本项目选址符合当地城市规划,符合该区域发展定位。5.2建设条件分析5.2.1交通、能源供应条件交能、能源、水源等外部条件,对项目产品的生产和供应有着极大的影响,是企业实施项目建设的首选因素,本项目所在地经过近几
5.3.25.3.2燃动力供应本项目所需燃料为煤炭和天然气,动力为水、电能源。项目年耗煤14000吨,年耗天然气1800立方米;项目总装机容量为8000KW,年耗动力电5760万度;项目年总耗水198000立方米,其中生产用水1500立方米,生产用水主要为洗涤水、循环冷却水,经处理后循环使用不外排;项目所在地区电力、供水等配套设施已建设完毕,能够保证项目的顺利运转。第六章第六章技术方案、设备方案与工程方案6.1技术方案6.1.1技术优势项目方利用韩国的高新技术成立研发生产合作法人,目的是尽快吸收掌握先进技术,占领新材料领域的优势地位,其技术合作者李东勋先生为韩国石墨烯研究领域的领军人物,并拥有以下技术支持:以上技术优势明显:(1)热传导技术:世界最高水准的热传导技术及水平方向和垂直方向的热传导技术;(2)导电性及电磁波屏蔽技术:将非导体转化成导体的技术,电磁波屏蔽、吸收技术;分类详细技术1注入渗透高纯度天然石墨精炼技术2高纯度天然石墨提纯技术3膨胀高倍率膨胀技术4超薄膜化球状石墨烯生产技术5纳米级石墨烯生产技术6液体(胶状)液体物质生产技术7高分子有机化合物生产技术8分散融合技术9切片固体物质制造技术(注塑,纤维等)10高分子有机化合物生产技术11分散融合技术12高导电电磁波屏蔽形成导体导电率技术13电磁波屏蔽/吸收技术14高热传导性具备世界最高水准的热传导性15水平方向、垂直方向热传导技术(3(3)高倍率膨胀技术:世界最高水准的膨胀技术;(4)高分子有机化合物融合技术:液体物质分散技术、固体物质分散技术;(5)超薄膜化技术:纳米石墨烯制造技术,球形石墨烯制造技术;(6)注入渗透技术:纳米级注入渗透技术。6.1.2鳞片石墨技术方案鳞片石墨的生产主要经过一下流程:1、破碎石墨矿石(含石墨7%~18%)开采,经运输至石墨选厂堆料场,石墨矿石(小玉250mm)由铲车运送给入料仓后一次破碎,由皮带运输机输送到中矿仓,再由给料机均匀给料入二次破碎(矿石<500mm)。2、磨矿矿石由皮带运输机送给入球磨机入料口,加水研磨,球磨机出料口入分级,大于5mm矿砂返回球磨机再次进行研磨,小于5mm矿砂和水流进入搅拌桶。3、浮选。在搅拌桶处加入浮选,用捕收剂和起泡剂(捕收剂和起泡剂按一定比例给入)充分搅拌后给入粗选浮选机,如没有浮选上来的矿砂进入扫选浮选机(串联6~8台扫选浮选机),如浮选上来的石墨矿砂进入精选(其中精选含碳量60%~70%)。精矿经6~8次再磨,10~12次浮选(即经反复再磨、浮选),选出精矿(含碳量90%~97%,根据客户要求,控制产品质量高、中碳石墨湿料)。客户要求,控制产品质量高、中碳石墨湿料)。4、脱水石墨精矿湿料经脱水机脱水(由含水50%左右降至含水10%左右),精矿由螺旋给料机给入干燥设备干燥(含水10%降至1%左右)。5、干燥筛分干燥后的石墨混合料经输送设备入筛分设备分级(石墨产品有+50目、+80目、+100目、+150目等产品价格高,占产品的20%~38%;负目产品有-80目、-100目、-150目、-325目等),经化验,按客户要求配料包装,入成品库。6.1.3球形石墨技术方案该项目生产方法主要是先将鳞片石墨破碎、球化,再进行提纯,使石墨的固定碳含量提高到达到99.95%以上。根据行业内最先进的工艺流程和相关参数,结合国内外提纯生产的实际情况,经设计计算,制定的球形石墨工艺原则流程如下:鳞片石墨—→粗碎—→精碎—→粒度分级—→球化—→纯化—→洗涤—→脱水—→烘干—→筛分—→检验—→包装—→成品1、粉碎流程利用气流涡旋机,鳞片石墨由高压离心风机产生的气流作为载体在粉碎机主机中与高速旋转的磨块及固定的磨圈相碰撞,以及鳞片石墨颗粒间相互撞击达到粉碎、整形目的。即将鳞片石墨粉碎整形到客户要求的粒度分布、振实密度、比表面积、球形度等技术指标。2、提纯流程提纯分2提纯分2次提纯(第一遍加入硫酸、盐酸、氢氟酸,第二遍加入硝酸、盐酸、氢氟酸,酸的比例按实验室小样数据调整,第一遍反应时间为8-12小时,第二遍反应时间为7-9小时,反应过程中用反应釜自带加热装置保持反应温度。待反应完毕后由管路下到带洗涤功能的离心脱水机中洗涤并脱水(反应第一遍的料洗涤脱酸达到中性后,直接周转到反应釜进行第二遍反应提纯),脱水后的合格料(检测碳量及微量元素含量)转至烘干车间烘干。3、烘干流程将经离心机洗涤甩干后的料(含水量在20%左右)装入不锈钢烘干车中,送入烘干窑中进行烘干。烘干窑为环保节能的新型窑炉,该窑炉利用微波技术烘干窑,烘干时间为6~7小时,烘干出窑后进入下一环节--包装。4、包装、入库流程化验室检测烘干后产品各项指标,参考该指标用不锈钢混料机进行物料混合以保证同一批次产品质量的一致性,混料结束后对粒度振实密度进行检测,然后通过振动筛去除可能掉进的杂质,并通过除铁器控制铁含量掉入,然后包装成品(包装企业标准分为SG10、SG12、SG14、SG10、SG15、SG16、SG17、SG18、SG19、SG20、SG21、SG22、SG23、SG24、SG25、以25kg/袋,采用内层PE袋,外套牛皮纸袋、编织袋。也可按客户要求进行包装)。5、其他提纯车间离心机出来的污水(含酸性)暂存在已做好防腐防漏的第一个污水处理池中(该车间污水处理池共第一个污水处理池中(该车间污水处理池共8个,总容量788立方米);用泵将第一个污水池中的污水打入第二个池子中,投入熟石灰进行中和反应,并用泥浆泵对池子中的水及石灰悬浊液进行冲刷搅拌,以便于反应均匀;第二个池子中的污水中和完毕经化验室检测PH值合格后,用泥浆泵抽出经压滤机进行压滤分离出沉淀物(沉淀物主要成分为钙盐沉淀可用于建筑填料或卖至水泥厂进行水泥生产用或运至集团公司麻山砖厂制砖),经压滤机出来的清水放到第三个池子中,第三、四、五、六、七、八池子为多级沉淀池以便于沉淀清水中残存的钙盐沉淀物,第八个池子中清水通过活性碳处理吸附及水处理设备后符合国家污水排放标准。处理后的水70%返回至提纯车间离心机第一遍清洗物料用,剩余30%除自然蒸发外主要用于绿化、厂区土建等,实现零排放。6.1.4膨胀石墨技术方案膨胀石墨的生产工艺流程如下:在制造膨胀石墨的过程中,化学处理是一个十分关键的步骤。它鳞片石墨过筛清洗提纯化学处理离心过滤包装干燥处理剂其它是整个生产工艺的基础。制成产品的许多重要性能,例如柔软性,回弱性,自粘性,不渗透性,低密度,机械强度,以及是否便于机械加是整个生产工艺的基础。制成产品的许多重要性能,例如柔软性,回弱性,自粘性,不渗透性,低密度,机械强度,以及是否便于机械加工等等,都与化学处理有密切关系。化学处理的目的,就是通过石墨的湿式反应,在石墨的层隙里生成某种或几种层间化合物,这种层间化合物要求具有下面的特性:1、稳定性差,容易热分解;2、分解时能生成一个以上的气体物质;3、分解产物应是无毒的,以免污染环境。理论上,可以选择的化学处理剂是比较多的。例如具有氧化性的许多无机含氧酸及其盐,或者它们的混合物,以及卤素或其他具有强氧化性的物质。但实际上,目前国内外生产上常用的化学处理剂,主要是硫酸系的混合剂,其他处理剂有的在研究中,既有优点,也有缺点。优点是:(1)硫酸和硝酸是最普通、最容易获得的化学试剂;(2)二者都是液体,完全符合石墨湿式反应的要求;(3)容易控制浓度和配比,有利于控制层间反应的进行。其缺点是:硝酸容易挥发,操作中酸雾较大,而且在高温热膨胀时会产生SO2和NOx的有害气体,严重污染了环境。为此,近年来,国外已有人建议用硫酸--过硫酸铵混合剂代替硫酸--硝酸混合剂,并已取是专利。也有人试验,用阳极氧化的方法来形成氧化石墨层间化合物等。目的是以污染较少的物理化学方法来代替化学处理方法。目前我国生产膨胀石墨的厂家都是用硫酸--硝酸混合剂。为了达到较好的膨胀效果,石墨在化学处理过程中,要求能较多地形成层间化合物,较少地或者不形成边缘化合物。因此,化学处理剂的选择地形成层间化合物,较少地或者不形成边缘化合物。因此,化学处理剂的选择十分重要。选择的原则有二个:(1)试剂要具有一定的氧化性;(2)试剂向石墨层间的扩散速度要大于边缘氧化速度。为此,氧化剂的浓度要很好控制。否则就会出现边缘氧化速度大于扩散速度。得不到较好的膨胀。石墨经化学处理后,由于形成了层间化合物,石墨的体积开始较微膨胀,并且有一点糊化,颜色也从灰黑色变为墨绿色。经水浸泡清洗,洗去多余的化学处理剂,同时使形成的氧化石墨部分或全部转化为羟基结构,再经适度干燥,干燥时要使水分的含量控制在10-30%之内,最后在800-1200℃高温下瞬时热处理,这时层间化合物受热急速分解,同时有气体生成,因而产生较大的推力,使石墨澡c轴方向发生较大的膨胀,从而把层间距离大大拉开。如果条件控制恰当,石墨膨胀后的体积一般可达原来体积的100-300倍。可膨胀石墨检验合格后方可包装,包装要坚固整洁,包装内层为牛皮纸袋,缝口,中层为内膜袋,二次封口,外层为纺织袋,三次缝口,每袋净重25±0.2kg。贮存温度不超过30℃。6.1.5高纯石墨技术方案高碳石墨的生产工艺采用了目前国内先进的氢氧化钠法,氢氧化钠法是利用原料石墨中的杂质(硅酸盐等),在500℃以上的高温下与氢氧化钠发生化学反应,一部分生成溶于水的化合物,当用水浸取和洗碱时而被洗去,另一部分不溶于水的化合物在洗碱后的作业中,与盐酸反应生成溶于水的氯化物,通过洗酸工段被除去,达到提高石墨品位之目的。墨品位之目的。具体工艺流程如下:石墨与氢与氢氧化钠45%左右的溶液按1:0.8的比例在搅料机中充分混合,置于炉膛温度为600℃~800℃的高温熔融炉内反应一小时以上,然后将熔融后的石墨置于普通螺旋浆搅拌机内加水浸取45~60分钟,再进入涤洗碱(氢氧化钠溶液)作业,洗成中性,加盐酸反应,盐酸的加入量约为石墨的40%~50%,中和后洗涤成中性,然后脱水烘
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