1、年产2吨金属铍可行性研究报告年产2吨金属铍可行性研究报告第一章 总论 第二章 金属铍制品及市场分析第三章 冶炼工艺第四章 总图运输第五章 公用辅助设施 5.1 供排水 5.2 纯水供应 5.3 压缩空气供应第6章 电力供应第7章 供热、建筑工程第8章 环境保护第9章 职业安全第10章 投资估算与资金筹措第11章 技术经济附图： 1. 区域位置图 2. 总体布置图 3. 精制氢氧化铍生产原则流程图 4. 金属铍生产原则流程图 5. 6KV主接线图 第一章 总论 一、项目隶属关系及地理交通位置某某铍业有限责任公司是于2003年9月，由某某投资股份有限责任公司、某某有色公司金属集团公司和某某稀有金属
2、公司共同发起设立的有限责任公司。某铍业有限责任公司铍冶炼项目，是在某区提出实施优势资源转换战略，振兴某有色工业，促进我区工业经济可持续发展的大背景下启动的稀有金属冶炼项目。项目自2003年初建设，于2005年10月18日投产。除此以外，公司下辖有富蕴海蓝勘探开发有限责任公司、某铍业有限责任公司乌市销售分公司。目前公司业务包括铍矿的勘探、开采、冶炼和销售，目前公司的主要产品有铍精矿、工业氧化铍、铍铜母合金及他型号的铍铜合金。某铍业有限责任公司铍冶炼厂，位于喀拉通克铜镍矿7#岩体东北方向800m处，距喀拉通克铜镍矿生活福利区3.5km。铜镍矿矿区位于某区阿勒泰专区东部富蕴县境内，地理坐标：北纬46
3、04500、东经8904032。北距富蕴县30km，西北至阿勒泰市220km，南至乌鲁木齐市442km，距可可托海稀有金属公司80km。216国道在矿区东侧通过（2km），交通便利。矿区地表为荒漠，被残坡积石所覆盖，是地广人稀的哈萨克游牧区。经过喀拉通克铜镍矿二十年的建设，目前矿区生活福利设施完善，文教卫生机构健全。金属铍项目拟建于某铍业有限责任公司铍冶炼厂区域内，厂房位于氧化铍车间与锅炉房之间空地。二、可行性研究提出的背景、目的某铍业有限责任公司是国内唯一的集勘探、开采、选矿、冶炼和销售为一体的，从事铍制品生产企业，是世界上少数几个从矿石中提取金属铍及铍化合物的生产厂家之一。1、铍矿资源某铍
4、业有限责任公司股东单位稀有金属公司可可托海#3脉矿区，锂、铍、钽、铌资源丰富，已探明的铍矿资源储量占全国勘明储量的70%以上，其中工业储量（以BeO计）22777t，远景储量50827t，总计73604t。仅以进行几十年开采的3#脉矿体计，已采出含BeO0.096%铍矿石313万吨，堆存在矿石堆场。截止2000年，3#脉露天采矿场外侧，底部保有储量（B+C）级铍矿石为2562.9万吨，BeO平均品位0.087%，以BeO计总量约22430t。按已开采出的313万吨（含BeO0.096%）矿石计，BeO含量为3005t，以生产氧化铍100t/a的冶炼规模计，就可以满足冶炼厂所需矿石15年以上。2
5、003年稀有金属公司经过改造的铍精矿生产线，已形成年产2000t铍精矿的生产规模。目前，某铍业有限责任公司已形成年产100吨氧化铍的生产规模，产品的各项指标稳定，可以满足本项目的生产所需。2、铍在航空、航天、军业工业中的用途 金属铍由于具有一系列特殊性能,在国防工业中具有广泛的运用。例如，铍的热中子俘获截面小，并具有减缓和反射中子的能力，因而成为核武器和原子能工业的重要材料。金属铍密度小(为铝的2/3),弹性模量高(为铝的5倍), 比刚度大(为铝的6.4倍),比热大,热胀系数小, 尺寸稳定性好。这些性质使它在航天、航空工业方面得到广泛运用,发达国家从民用飞机上的惯性仪表到先进的MX 导弹上高精
6、度惯性参考球都采用铍作材料。 由于重量轻, 尺寸稳定, 容易抛光,及对红外线反射率高, 铍还用于卫星扫描镜及光电瞄准系统等。因此铍及其化合物大量的用于航空、航天和核工业中。例如,在战略核武器方面用于219产品(铍半球壳); 在核反应堆中用于493零功率堆、493高通量反应堆;“DF-21甲”、“DF-31”的惯性导航平台; 以铍为材料的卫星光学镜体已成功的用于“风云一号”、“资源一号”及“921工程”( 神舟号飞船)。3、项目的由来金属铍珠项目和铍冶炼项目，实际上早在1982年至1988年某有色公司就委托科研、设计部门先后进行过不同工艺生产氧化铍及铍铜合金、金属铍珠的可行性研究报告和初步可行性
7、研究报告的论证工作。2000疆有色公司再次提出了铍冶炼项目及相关项目的实施方案。随着某铍业有限责任公司铍冶炼项目顺利投产，公司董事会根据发展规划，即“始终把充分发挥股东的优势、利用当地的优势铍矿资源为基础，通过内引外联，提高新产品、新工艺开发水平，使公司逐渐发展成多品种、高水平的采、选、冶为一体，生产、经营、销售一条龙的复合性企业”。在进行了多次国内外调研后，考虑近年来市场上对金属铍供不应求现状，为了进一步提高企业产品附加值和产品在市场上竞争力，增大企业效益，决定开始着手金属铍珠项目建设工作。在某铍业有限责任公司铍冶炼厂建设金属铍珠项目，主要是因为以下几方面的原因。首先，项目建设有利于自治区优
8、势资源转换的总体规划的实施，有利于带动当地少数民族地区经济的发展；其次，阿勒泰地区（可可托海）铍资源具备明显的优势（3#号脉已探明的铍矿资源储备量和阿勒泰地区绿柱石可开采均占全国探明储量的70%以上），在全国范围内是具备独一无二的优势；第三，项目的技术方案、生产工艺已通过专家论证，证明项目从技术的可行性上讲是成熟的、可行的；第四，某有色工业集团公司喀拉通克铜镍矿和稀有金属有限责任公司、某铍业有限责任公司可以为公司提供大量的可以胜任的项目管理人才和技术人才，能够满足项目建设和项目投产后的需要；第五，金属铍珠、氧化铍及铍铜合金产品市场，近年来增长幅度较快，市场前景看好；第六，项目的辅助设施齐备。为
9、此，某铍业有限责任公司于2009年底，委托我院进行金属铍珠项目的可行性研究报告的编制工作。三、研究的依据和范围1、研究的依据、某铍业有限责任公司委托研究金属铍生产工艺协议、某有色金属集团公司金属铍生产技术研究资料2、研究的范围、精制氢氧化铍生产工艺、高纯氧化铍生产工艺、金属铍生产工艺、主要生产车间的除尘、通风、主要生产设备的结构及选型、投资预算及经济效益分析四、建设条件和建设方案1、建设条件某铍业有限责任公司目前生产规模是年产工业氧化铍100吨、铍铜母合金800吨（或者可以生产275c铍铜合金1160吨、20c铍铜合金1600吨、10c铍铜合金4000吨），年产达1亿元。经过近三年的公司化运作
10、，公司各项制度完善，拥有了一批能够熟练掌握铍产品生产工艺的工程技术人员和操作工人，同时厂区内供水、供电、污水处理、废渣堆存设施完善，这一切为金属铍珠项目实施提供了充分条件。2、建设方案、建设规模：2吨/年、产品品种: 金属铍珠, 氟化镁( 副产) 。 金属铍珠按GBn262-86的规定组织生产。主要生产Be-01、Be-02。、 生产方法:选择目前国际上通用的氟化铍镁热还原法。即先将工业氢氧化铍净化,制备氟铍化铵,分解出氟化铍,最后用镁还原出金属铍。 五、主要建设内容1、工业氢氧化铍精制生产线2、金属铍生产线3、高纯氧化铍生产线4、新增部份化验设施5、新增产品库房六、建设进度本项目建设周期按一
11、年考虑，2010年6月至2011年12月完成主要设备订货及主要厂房的土建工程，2012年6月底前完成设备安装及配套工程。七、投资项目总投资780.71万元（不含流动资金）。资金来源于企业自筹。按投资构成划分：土建工程：264.14万元给排水：20.16万元采暖：5.85万元照明：1.25万元工艺设备及安装：344.92万元工艺管道：36.63万元通风设备及安装：12.08万元电气设备及安装：21.67万元仪表：12万元平整场地及挖填土方：1.26万元道路及广场铺砌：2.28万元工程建设监理费：10万元生产职工提前进厂费和培训费：5万元联合试运转费：13.47设计费：30万元八、项目的经济效益和
12、社会效益1、销售收入：1520万元2、总成本：850.968万元3、单位产品成本：4254.84元/公斤4、年利润：669.032万元5、年税金：296.936万元6、年净利润：372.096万元7、投资利润率：86%8、投资利税率：38%9、回收期投资：1.75年九、主要经济技术指标1、金属回收率：60%2、单位制造成本：850.968元/kg3、劳动定员：67人十、项目综合评价金属铍在国防工业中有十分重要的用途，在新材料工业和IT等工业中也有非常广泛有重要的作用，随着中国经济的快速发展，对金属铍的需求量也在快速增长，某铍业有限责任公司拥有原料和技术优势。该项目采用生产工艺经国际上同类生产厂
13、家多年生产实践，工艺成熟，产品质量可靠，项目经过技术经济论证具有较强的盈利能力，投资利润率为60.64%，投资利税率为70.95%，具有较好的回报率和抗风险能力；投资回收期为1.99年。这一切均说明了项目抗风险能力较强，项目有较好的经济效益和社会效益，又具有较强的抗风险能力，因此实施项目是必要的、可行的。第二章 铍制品应用及市场分析2.1 金属铍及其制品的应用铍是最轻的金属之一，具有优良的物理化学性能和机械加工性能。铍虽然属于稀有轻金属，但随着科学技术和工业的发展，它的应用范围越来越广。高科技领域应用较早，工业和民用发展较快，特别是近几年工业和民用应用范围迅速扩大，用量猛增，给铍行业带来了发展
14、机遇。 1 、高科技领域的应用铍是宇宙飞船（航天器）理想的热屏蔽材料，吸热能力是铝的2.5倍，钛的4.5倍，如水星号飞船的吸热装置是159kg，如用铝代替重量为398kg，增重239kg，用钛代替则为716kg，增重557kg。铍作为结构材料用于导弹、卫星、飞机上可以减轻重量，如一个1800kg的短程钢制导弹，用铍及合金制造可减少226kg，射程增大60%.铍还用于：洲际导弹的转接壳，导航控制仓；卫星的高频天线管、电源转换装置、轴承、天线管支架；飞机上的铍舵压缩机盘、圆盘控制器、陀螺仪；火箭燃料、宇宙飞船吸热外盖板、太阳能电池、原子反应堆中的反射体减速剂、弥散相燃烧基体等。据有关资料介绍，如用
15、铍代替某些卫星的结构材料，卫星重量减少1kg，就可节省投资2万美元以上。 2、工业与民用(1) 铍可用于各种合金的脱氧剂和添加剂，如铝基合金中加入5/10万的铍就可防止合金在熔化中氧化，增加铝的流动性，促进晶粒变细；镁基合金中加入5/10万的铍可以提高合金的抗腐蚀性能；镍中加入2%的铍拉伸强度可达到1765.08x106Pa。(2) 铍可作为高级光学镜体。(3) 电子工业的绝缘体，半导体器件，功率管外壳、晶体管基座，微波天线窗、整流罩、电阻芯、绝缘热垫圈等。特别是大规模的集成电路中，氧化铍陶瓷材料的应用不断增加。(4) 氧化铍坩埚在惰性气氛中的使用温度可高达2000，可用于熔炼难熔金属。(5)
16、 电力工业的弹性元件、插座、开关、继电器，电动机电刷、弹簧片，重型设备开关，汽车用的铍铜弹簧。(6) 由于铍铜在撞击和摩擦的情况下，不发生火花，具有非磁、耐磨、耐腐蚀性能，适合在可燃、易爆、强磁及腐蚀性的场合下，用做安全工具、模具等。(7) 铍铜的弹性好、强度高，广泛用于家用电器的开关，如电视机、电冰箱、计算机、特别是现在大量手机、电话机、触电式开关、按键等，用量日益剧增。除此之外，铍及其制品在玻璃、陶瓷、塑料、仪表、石油、化工行业都有广泛应用。2.2高纯氧化铍的应用氧化铍的核性能优异，它的中子散射截面、减速比都比金属铍和石墨高，能有效地反射和减速中子。高温辐照稳定性比金属铍好，密度比金属铍大
17、，高温时有相当高的强度和热导。由高纯氧化铍生产的氧化铍陶瓷具有导热性能好、绝缘性能优异等优良特性，广泛应用于反应堆工程、空间系统和电子工业，成为一种非常重要的材料。其应用还在进一步发展中。1、在核反应堆中的应用作为反应堆中的反射体、减速剂和弥散相燃料基体。氧化铍不仅用于试验研究用的反应堆，而且还用于潜艇、船、飞机实验及空间系统的反应堆中。表十中列出了一些使用氧化铍的试验研究反应堆。表十一：国外某些用氧化铍的试验研究反应堆反应堆名称反应堆代号国别投产时间功率kw平均热中子通量N/cm2s活性区尺寸和氧化铍使用部位、尺寸或重量屏蔽材料检验反应堆BSR美19511000活性区尺寸为230305610
18、mm，氧化铍反射层尺寸为围绕活性区厚度100mm游泳池”式反应堆APSARA印度1956.810005.31012活性区尺寸为365365635mm，氧化铍反射体尺寸为围绕活性区用10010040mmBeO砌成“游泳池”式研究反应堆CWRR美1958.4300081012活性区尺寸为230380610mm，反射层为石墨和氧化铍军械用材料研究反应堆OMRR美100011013活性区尺寸为380457610mm，氧化铍反射层尺寸为围绕活性区厚度76mm高温气冷反应堆HTGR美氧化铍用作钍、铀弥散相燃料的基体，热中子增殖比率达1.07游泳池”式反应堆FRG英5000氧化铍反射击体用6060100mm
19、BeO块砌成，BeO总重216kg氧化铍试验反应堆EBOR美1964100004.81012活性区尺寸为7951930mm，氧化铍反射体尺寸为围绕活性区厚178mm，70%（体积）氧化铍作为弥散相燃料基体MGCR美196774400反射层、减速剂均用BeO，弥散相燃料基体用UO2、（UO2BeO）铀9%(浓) 2、在火箭技术与航空上的应用氧化铍所且有的高温性能与优良的核性能，使它成为火箭和航空技术中的理想材料之一。它的高热容量和传热性使之能作为火箭和导弹返回大气层的壳体与火箭的喷嘴或新一代超音速飞机中的难熔材料。由于它具有良好的热冲击稳定性而可以用来制成气轮透平叶片。3、在陶瓷材料中的应用在工
20、业氧化物陶瓷中，由于氧化铍陶瓷的热导性最好，比热值最大，并且有强度大、刚度高、熔点高、尺寸稳定等特性，因而广泛应用于电子工业、反应堆工程和空间系统中。此外，又因氧化铍具有良好的综合的热物理、电物理和机械性能，以及当前电子技术正朝着大功率、微型化方向发展，所以氧化铍陶瓷在电子工业上的应用显得愈来愈重要，如用作电绝缘体、半导体器件、功率管外壳、晶体管基座、微波天线窗、整流罩、电阻芯、螺旋线支架、变压器线圈安装衬垫、绝缘垫圈和冷却部件等的材料。特别是在大规模和中规模的集成电路中，氧化铍陶瓷基材料需要量正在不断增加。4、在坩埚中的应用氧化铍具有高的生成热和低的氧分压，难于被还原，经密实煅烧后，是一种极
21、好的坩埚材料。氧化铍坩埚在惰性气氛或真空中的使用温度可以高达2000，因此可以用来熔炼各种金属、特别是熔炼杂质量低的金属，如熔炼纯铍和纯铂、钽、钍、钙、铝、钴、硅等。氧化铍坩埚在保护气氛下，加热到1600时不与钛作用，能在1800下制取高纯度钼。氧化铍不浸润铀，易于从坩埚中取出，并能获得高纯度铀，故氧化铍坩埚还可用来制取铀。5、在耐火材料中的应用氧化铍上一种极好的耐火材料，它的单位电阻大，抗碳还原力强，这两种性质使它成为制作感应电炉内反射屏的好材料，它也适用于工作温度达2350用钨加热元件加热的电炉中，或作无芯感应炉的衬垫以及热电隅套管。轻质泡沫铍砖是一种在1750左右的温度下使用的优质耐火材
22、料。6、在其它方面的应用、涂层氧化铍可以广泛用作涂层或涂层的组成部分，以提高各种材料的热稳性或耐腐蚀性。氧化铍用作白炽灯泡的炽热灯丝涂层，可以提高发光效率和延长炽热灯丝的寿命并减少其蒸发。玻璃的金属涂层可以免除钢受气体腐蚀，美国使用的一种涂层，由70%玻璃(SiO2:38%,B2O3:6.5%,BaO:44%,CaO:40%,ZnO:5%,BeO:2.5%)和30%氧化铬组成，它能在达980的温度下可靠地保护制件。获得坚固、稳定、绝缘涂层的办法，是在金属或陶瓷表面上热分解有机酸铍盐或蒸发碱式甲酸铍，加热应超过分解温度。、在玻璃中的应用氧化铍可以作为一种组份加入各种成分的玻璃中。含氧化铍的玻璃能
23、透过X射线，用这种玻璃制作的X射线管可用于结构分析，在医学上用来治疗皮肤病。氧化铍能影响玻璃性质，如增大玻璃的比重，抗水性和硬度，提高膨胀系数、折射率和化学稳定性。它不但可以作具有高弥散系数的特种玻璃组分，而且可以作透过紫外线的玻璃组分。、作添加剂一种材料加入少量的氧化铍后，常可改善它的性能。电工瓷料中添加少量氧化铍（0.51.0%）就能使其烧结温度降低4060，添加35%BeO可降低60100，且能显著降低线膨胀系数，大大提高密度、电场击穿强度。往锆和二氧化钍中添加1%重量的氧化铍，可以提高其密度。氧化锆坩埚中加有限的氧化铍可降低它的孔隙率。在硅、铝、钠这基础的内层搪瓷中添加数量不多的氧化铍
24、就能提出高它的熔融度和减少它的粘度。、作催化剂氧化铍可用为某些化学过程的催化剂，例如脱氢过程中的催化剂。人们曾经研究过用氧化铍作为碳酸二乙酯及作为酚和吡啶的吸收剂。铍是最轻的金属之一，具有优良的物理化学性能和机械加工性能。铍虽然属于稀有轻金属，但随着科学技术和工业的发展，它的应用范围越来越广。高科技领域应用较早，工业和民用发展较快，特别是近几年工业和民用应用范围迅速扩大，用量猛增，给铍行业带来了发展机遇。2.3市场分析 国内生产金属铍和高纯氧化铍的厂家只有水口山六厂一家。高纯氧化铍4t/a，铍金属为5t/a，经过对国内高纯氧化铍使用企业和金属铍使用企业的调查，现高纯氧化铍的年需求量约1213吨
25、左右，金属铍的需求量约14.5吨，另有二家氧化铍陶瓷生产厂正在建设中，建成后可增加45吨需求量。可见国内金属铍和高纯氧化铍产量远远不能满足国内的需求。 国内高纯氧化铍市场需求量(kg/a) 表1用户需求量用户需求量中国科学器材进出口公司4500上海飞星特种陶瓷厂1000山东省华源经贸有限公司500湖南水口山国际贸易有限公司1000西北稀有金属材料研究院500宜宾金洋特种陶瓷厂25003000株洲斯特特种金属有限公司500合计1050011000 国内铍市场需求量（t/a） 表2时间200320042005预计2006备注低铍铝合金中金属铍的用量24610高铍铝合金中金属铍的用量0.51.52.
26、02.0军工中金属铍的用量0.81.02.02.0其它行业金属铍的用量0.30.30.50.5合计3.66.810.514.5其中有10吨进口 由于近几年高科技领域和工业民用的迅速增长，特别是电子工业和家用电器用量猛增，铍市场出现了供不应求的现象，工业氧化铍的价格也由前十年的32万元/t-BeO而上升到现在的65万元/t-BeO，铍铜合金由9.0万元/t-Be-Cu上升到15万元/t-Be-Cu。金属铍的价格2009年在380580万元/吨之间。 第三章 冶炼工艺3.1 概述根据某铍业有限责任公司金属铍和高纯氧化铍生产项目可行性研究设计委托书的要求。金属铍和高纯氧化铍生产线的设计规模为：金属铍
27、珠2t/a; 高纯氧化铍1t/a；精制Be(OH)2(折BeO)16t/a。为了节省投资，根据设计委托书的要求，在满足生产工艺和环保要求的条件下，尽量依托某铍业有限责任公司铍冶炼厂现有设施。根据设计委托书的要求，高纯氧化铍粉生产工艺，以工业氢氧化铍为原料，通过一系列的湿法净化除杂手段（包括脱硅、络合沉淀、洗涤等）制得精制氢氧化铍，用化学纯硫酸溶解精制氢氧化铍，再加化学纯硫酸冷却结晶得精制硫酸铍，精制硫酸铍用酒精洗涤得到高纯硫酸铍，高纯硫酸铍通过烘干、煅烧，使之分解为主成份大于99.5%的高纯氧化铍粉。金属铍生产工艺采用将精制氢氧化铍通过湿法过程合成BeF2，再将BeF2、镁按一定比例加入还原炉
28、进行热还原熔炼制得金属铍。主要生产车间为金属铍生产车间、高纯氧化铍车间，按生产工艺要求应使生产设备完善，装备水平适中。尽量采用目前国内外铍冶炼已有的先进可靠的工艺及设备,使项目能顺利投产、稳定操作,降低工艺过程的损失,节约能源；控制“三废”的排放量和对环境的污染；充分利用企业原有的生产和公用辅助设施,尽量降低工程投资，对可利用的有价元素或化合物, 尽量采取综合回收利用措施,提高企业经济效益。3.2 生产规模、产品、原料及辅助材料3.2.1 生产规模、产品 生产规模:金属铍珠2t/a; 高纯氧化铍1t/a；精制Be(OH)2(折BeO)16t/a 产品： 金属铍珠：2t/aa规格:100.02K
29、g/桶b物理特性:表面无渣c产品质量:一级品，符合出口要求；金属铍中杂质含量如下：产品牌号产品牌号杂质%Be-02Be-01Be-1杂质%Be-02Be-01Be-1Fe0.050.1050.25Co0.0005Al0.020.150.25B0.0001Si0.0060.060.10Cd0.00004Cu0.0050.015Ag0.0003Pb0.0020.0030.005Mg1.01.01.1Zn0.0070.01Sm0.00001Ni0.0020.0080.025Eu0.00001Cr0.0020.0130.025Ga0.00001Mn0.0060.0150.028Dy0.0001Li0.00015 高纯氧化铍；1t/a a规格:500.02Kg/桶 b产品化学成份满足以下含量要求:化学成份单位产品中的含量BET比表面积g/m38.212.7BeO%99.5Alppm100Cappm50Feppm50Mgppm30Sippm100Nappm50Cdppm2Crppm10Coppm3Cuppm10Pbppm5Tippm3Moppm5Mnppm5Nippm15S%0.15 精制Be(OH)2(折BeO)：（中间产品）16t/a 产品化学成份满足以下含量要求:化学成份单位产品中的含量
