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1、 年产5000吨高纯石英砂及其尾矿综合利用项目 可 行 性 研 究 报 告 沙洋硅业产业办 二〇一〇年十月 目 录 一、总论 二、市场预测 三、资源条件评价 四、建设规模与产品方案 五、技术方案与工艺路线 六、主要原材料、燃料供应 七、环境影响评价 八、投资估算 九、效益分析 十、结论 一、总论 1、项目名称：年产5000吨高纯石英砂及其尾矿综合利用。 2、承办单位：沙洋硅业产业办 3、拟建地点：沙洋硅工业园区 4、建设规模：5kt/a高纯石英砂，占地面积30亩，其中尾矿处理占地5亩
2、 5、概算投资：项目总投资12000万元，其中固定投资8600万元 6、效益分析：年销售收入1.3亿元，利税5200万元，投资回收期：3~4年 二、市场预测 1 、产品市场供应现状 高纯石英砂（Fine silica powder）常指SiO2含量大于99.5% ，Fe2O3≤0.005％的石英微粉。超纯石英是光电、太阳能电池和石英坩埚、精密铸件和高档玻璃器皿的的基础材料，伴随着我国电子，IT以及家电，节能光源等行业对石英玻璃的需求用量快速增加，相应地对于超纯石英砂的需求量逐年增加。预计石英玻璃的年增长率是30%左右，到2008年我国石英玻璃器皿的销售额近6亿元人民币。国内集成电
3、路芯片产业对高纯石英砂的年需求量从2005年的2.9kt猛增到2008年的12kt；电光源产业对高纯石英砂的年需求量从2005年的23kt增加到2008年的38kt。目前全球高档石英玻璃原料（高纯石英砂）99.5%以上的市场被美国的尤尼明公司垄断。我国高纯石英砂的总产量较低，我国高纯精细石英砂主要从尤尼明公司进口。市场缺口很大。目前我国高纯石英砂主要产地集中在江苏的连云港、东海，河北的灵寿，湖北的通山、蕲春，广东佛山，河南的巩义等主要产地，有近800家生产加工企业。 由于不同规格的产品及其用途不同，因此，很难明确市场的生产状况，我国电子级超细的产量非常低，供需矛盾大，特别是高纯度的石英产品，
4、极大制约了电子、IT、精密玻璃等下游行业的发展，因此，积极发展我国高纯石英砂行业，提高产品品质是当务之急。 2 、价格现状与预测 根据加工深度和二氧化硅的含量，及所含杂质不同，有99.5% ~ 99.99%，粒度范围1~0.5mm，0.5~0.1mm，0.1~0.01mm，0.01~0.005mm等规格的产品，形成单价500元 ~ 2000元不等的价格等级，根据使用用途，形成不同系列的市场供求关系。可以预测，随着集成电路集成度的不断提高，集成电路封装用塑封料的档次将会迅速提高，对品种和质量档次的要求更高，国内的封装所需配套的超细高纯SiO2材料的市场本地化，产品价格必将是水涨船高，高规格
5、产品的附加值将是非常可观的。而且可根据市场的需求，生产适应各个领域质量要求的各种规格的系列产品，发展新的客户市场。因此，未来十年的市场发展前景十分广阔。 三、资源条件评价 生产高纯石英砂（粉）的原料为石英石矿。沙洋及其周边地区的石英资源丰富，品位高，石英储量为30000kt（包括永安和南平地区）、主要有石英岩、脉石英和粉石英等矿种，其中琅口后底石英岩SiO2含量达98%，郑湖白鹤山脉石英SiO2含量达98.5%以上。砂体表面暴露清楚，易于开采，矿区所处区域水、电资源丰富，交通便捷，建成了一系列为矿石生产配套服务的矿山基础设施。资源优势得天独厚。 四、建设规模与产品方案 1 、建设规模
6、 项目建设达产后，将年产5kt高纯石英的规模。本项目投产后，也将有近2kt的石英尾矿，可与三钢公司的钢渣以及三化公司的粉煤灰进行配比，制造普通硅酸盐水泥或耐火材料，也可联产沉淀白炭黑，很好地解决尾矿的处置问题，大大提高资源的综合利用率，有着良好的经济和社会效益。 2 、产品方案 高纯石英砂指SiO2≥99.50%；Fe2O3≤0.005%。常见规格：50 M ~ 800M不等 (M为目数)。粒度范围1~0.5mm，0.5~0.1mm，0.1~0.01mm，0.01~0.005mm，也 可按客户要求加工异型规格，要求粒度分布的一般也可根据工艺选择加工。外观为无色透明块状，颗粒或白色粉
7、末。相对比重：2.21；莫氏硬度：7.0。高纯石英砂的技术标准如下表所示。工业生产一般为25千克或50千克包装，以及出口的吨位包装。主要用途：电子器件、高级玻璃及其制品，耐火材料，熔炼石类，精密铸造，砂轮磨材等。 五、技术方案与工艺路线 1、生产方法 目前最成熟和工业应用最广泛的是“无氟有酸酸性”法，中、碱性和其他方法还仅限于实验室研究，江苏连云港地区处于用水晶作原料制取高纯石英砂的国内最高水平。近年东海县太平洋石英制品有限公司和南京大学合作研究“石英中杂质分布及去除技术”。太平洋公司利用该技术生产的高纯石英砂，经美国石英权威机构检测，质量达到美国尤尼明公司IOTA-CG高纯石英砂标准，
8、部分产品达到了IOTA-4T和IOTA-6标准，甚至接近了IOTA-8标准。目前湖南隆回鑫恒泰矿业与中南大学合作开发生产超纯二氧化硅产品，高纯石英砂生产线为国内先进水平。 2 、工艺流程 拟建工程可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。原则流程：据以上分析，本研究采用以下的提纯工艺：石英原矿®粗碎®细碎®分级®浮选®酸处理®洗涤®磁选®干燥。 可以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（混合后，氢
9、氟酸浓度不应高于10%）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；在工艺上，可采用机械化学、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，从而得到脱除杂质的目的。 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，只能溶于高浓度的酸或热酸，脱除这些杂质非常困难。但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存在微弱的电极电位、浮游性能差异，可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
10、抑制剂改善工艺，提高硅的含量，进一步降低杂质含量等。 图30 高纯石英砂生产工艺流程示意图 原 矿 粗破碎 原 矿 细破碎 超 细 粉 碎 磁 选 浮 选 酸处理 洗 涤 强 力 磁 选 干 燥 包 装 3、技术来源：青岛茂晟先进材料有限公司；江苏太平洋集团公司。 六、主要原材料、燃料供应 年产5000吨高纯石英砂所需的原料和燃料如表22所示。 表22 年产5kt高纯石英砂的主要原料年需求量和执行标准 原料或燃料 质量标准 需用
11、量（t/a） 采购地 运输方式 矿石英 行业标准 约7000 本地矿区或 周 边 汽车 无烟煤 行业标准 2000 三明地区 周 边 汽车 七、环境影响评价 1、项目建设和生产对环境的影响 本项目除了酸洗工序外，大部分是物理过程，因此形成的污染物较多，有废水和酸液需要处理，产生固弃物、粉尘和噪声，及无烟煤燃烧产生烟气的影响。产品具有较好的化学稳定性，在生储存、运输及使用过程中都不会产生环境污染。因此，环保上必须和项目的设计施工以及实施同步进行。 2、环境保护措施方案 本项目将通过一系列的环保投资建设，通过采用先进的污染防治措施，实现对整个厂生产全过程
12、各污染环节的控制，污水处理后循环利用，粉尘使用效率高的除尘器，确保各主要污染物达标排放，尾气排放达到《环境空气质量标准》（GB3095-1996）中的2级标准，粉尘排放符合《大气污染物综合排放标准》（GB16297-1996）中的2级标准，废水处理达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的Ⅳ级标准，噪声符合《声环境质量标准》（GB3096-2008）中的3级标准。既满足了行业要求，又保护了环境和周围人群的健康。 八、投资估算 年产5000吨高纯石英砂项目投资估算如表2。 表23 年产5000吨高纯石英砂投资估算 总投资/万元 设备投资/万元 建筑投资/万
13、元 设备采购与安装费用/万元 流动资金/万元 12000 8600 750 170 2300 九、效益分析 1、经济效益 表24 项目年经济效益估算表 效益名称 销售收入 成本费用 产品税收 投资利润 投资回收期 效益数额/万元 13000 7800 1200 4000 3~4 2、社会效益 充分利用本地资源优势，通过本项目，采用先进的纯化技术和工艺，转化为经济产业优势，并为国家电子行业，精密石英器皿，太阳能光伏等新能源建设提供优质、急需的基础原料，为企业和地方的经济发展，解决城镇职工的就业。产生的尾矿废渣，可利用园区内硅化工企业的炉
14、渣或者三钢集团炉渣和三化公司的粉煤灰等废料结合，生产建材水泥，变废为宝，不仅降低生产成本，提高资源的综合利用率，社会效益显著。 十、结论 石英砂生产原料在三明沙洋分布广、储量大、品位高，在企业数十年的原矿生产经营中，取得了较好的经济效益，积累了丰富生产经验，现项目采用现代先进技术设备和工艺流程生产高纯石英砂，对延伸矿产品深加工产业链，提高产品附加值，扩大就业，保护环境具有重要意义。 目 录 第一章 总 论 1 第二章 项目提出的背景和必要性 4 第一节 项目建设背景 4 第二节 项目建设的必要性 4 第三节 项目建设的先进性 8 第三章 市场分析与建设规模
15、 10 第一节 市场分析 10 第二节 建设规模 11 第四章 工艺技术方案及设备选型 12 第一节 工艺技术方案 12 第二节 主要设备方案 14 第五章 原料、辅助材料及燃料的供应 17 第一节 主要原材料、辅助材料及公用工程供应来源 17 第二节 主要公用工程用量及供应 18 第六章 厂址选择和建设条件 19 第一节 厂址选择 19 第二节 建设条件 19 第七章 总图运输、土建及公用工程 22 第一节 总平面布置及运输 22 第二节 土建方案 23 第三节 公用工程 24 第八章 节 能 29 第一节 用能标准及设计规范 29 第二节 项目能源消耗种类及消耗情况 30 第三节 项目节能措施及效果分析 31 第九章 环境保护 33 第十章 劳动安全卫生及消防 36 第一节 劳动安全卫生 36 第二节 消 防 38 第十一章 机构组织与人力资源配置 41 第十二章 工程进度安排 43 第十三章 投资估算和资金筹措 45 第十四章 财务评价 47 第十五章 风险分析 50 第一节 项目主要风险因素识别及应对措施 50 第二节 项目风险因素和风险程度分析表 51 第十六章 结论与建议 54 13
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