环保资源再生综合利用项目可行性分析报告书第一部分.docx
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环保资源再生综合利用项目可行性分析报告书第一部分
新建湖北荆门市***新材料有限公司
冶炼车间(70亩)环保资源再生综合利用
项目可行性分析报告书
(第一部分)
项目建设单位:
湖北荆门市****新材料有限公司
****金属环保资源再生科技有限公司
编制单位:
********金属环保资源再生科技有限公司
时间:
2012年07月
第一章总论.................................................3
第二章项目概况与工程分析...................................4
第三章生产原料与产出产品...................................7
第四章辅助材料.............................................7
第五章生产工艺技术流程.....................................8
第六章生产电力和给排水系统.................................12
第七章公用工程及辅助设施...................................12
第八章环境保护与污染防治...................................13
第九章高温还原主要技术经济指标.............................20
第十章主要设备.............................................20
第十一章含铜(镍)污泥来源及数量.............................21
第十二章定编、定岗与员员工培训...............................21
第十三章项目投资概算.........................................22
第十四章经济效益分析估算.....................................22
第十五章项目评估.............................................23
第十六章总结.................................................24
第一章总论
一、项目名称:
新建湖北荆门市***新材料有限公司冶炼车间(70亩)环保资源再生综合利用项目。
二、建设地址:
湖北荆门市****新材料有限公司。
三、建设单位:
湖北荆门市****新材料有限公司与*****金属环保资源再生科技有限公司合作共同建设。
四、企业概况
******环保资源再生科技有限公司是****先生为回报家乡、促进家乡建设而投资的大型企业,公司坐落于拥有“中国**”之美誉的****县,是一所专业从事金属回收、冶炼、贸易的高科技环保公司,是一家具有法人代表资格的有限责任公司,是中国再生资源回收利用协会的理事单位,,也是***再生资源行业协会的理事单位,公司成立于2008年10月,工厂总投资1.5亿元,目前年产值达到3亿元。
工厂占地面积达到300亩,金属铜、银、镍综合回收冶炼处理能力达到20万吨,是从事有色金属,环保固废金属冶炼、贸易,技术服务为一体的综合性大型生产企业之一,公司一直坚持“创绿色科技做环保先锋”的理念,追求科学发展,环保立业的精神不断为和谐社会服务。
公司拥有国内先进的设施和设备,配套设施完善,秉着“无害化、减量化、资源化”的原则,以环保科技、规范为中心开展各项环境保护活动,拥有各类专业独特的技术和管理人才,员工有500人,拥有先进的蒸馏塔、反应釜、冷却塔、烧结炉、旋风除尘设备和配套的化学分析检测中心与研发中心,以及近8000米的物料存储仓库。
公司凭借在多年来对废旧金属回收和污泥处理、再生项目的研发经验和平台,广阔的客户资源和良好的企业商誉,以及充实的资金实力和科技创新能力,现已成为技术领先,规范管理,服务完善,专业从事有色金属污泥处理和废旧物质回收的环保龙头企业。
公司未来发展希望通过大力的开发回收金、银、铜、镍等有色金属资源,提高原料自给率和可控金属资源量,通过采用世界先进成熟的冶炼工艺改造现有的金属冶炼工艺,高水平的发展金属冶炼,通过建设高精度铜板带、电解铜箔、优质铜线杆、高起点发展铜加工,力争达到金属粗炼、精炼生产能力40万吨,公司资产总额20亿元,销售收入50亿元,做强做大成为一流的金属环保企业。
湖北荆门市****新材料有限公司,是一家专业从事再生资源的回收、存储与综合循环利用,对含铜、镍、镉、锌电子废料的收集、存储、处置,对超细粉体材料、高能电池材料、电子新材料及其产品有色金属及其化工产品的研究、开发、生产和销售的高新技术有限责任公司,主要产品有:
超细钴粉、超细镍粉、电解铜、希贵金属等。
该公司2008年在中国证券A股市场上市的上市公司(*******),是受到国家政策支持,符合国家产业政策、环保要求和当地政府扶持的公司。
湖北荆门市****新材料有限公司,成立于2001年,一直以来始终坚持科学管理和现代化管理模式的理念,管理规范,制度严格,通过了ISO9000和ISO*****质量体系认证。
公司拥有一大批中高级专业技术人才和管理人才,在国内外拥有广阔的客户群体和资源,公司通过国外引进先进的技术和设备,生产设备先进而独特,处理能力大,达到电脑全自动智能运转。
公司拥有危险废物经营许可证和废弃电子产品处理资格证书等多项资质证书。
五、项目合作
2012年7月8日,湖北荆门市*****新材料有限公司与****金属环保资源再生科技有限公司经过充分协商,达成合作协议。
为充分发挥合作双方的在处理污泥等废弃物在市场客户资源、冶炼技术经验、经营资质证书和企业管理方面的优势,实现优劣互补,达到强强联合,使处理污泥等废弃物工作做的更好。
由****金属环保资源再生科技有限公司承包湖北荆门市*****新材料有限公司污泥等废弃物处理的冶炼车间,场地和厂房,办公和住宿,营业执照和资质证书以及不能处理污泥等废弃物由湖北荆门市****新材料有限公司负责提供。
*****金属环保资源再生科技有限公司负责提供污泥等废弃物处理的设备生产线,负责冶炼车间的经营和管理,冶炼技术和经验,以及自主的对外收购污泥等废弃物,冶炼产品按市场价格优先的销售给湖北荆门市格林美新材料有限公司。
第二章项目概况与工程分析
一、项目概况
项目名称:
新建湖北荆门市*****新材料有限公司冶炼车间(70亩)环保资源再生综合利用项目。
项目规模:
年综合利用含铜污泥6万吨、含镍污泥2万吨
项目建设地点:
项目位于湖北荆门市工业园****新材料有限公司生产厂区内。
生活区位于湖北荆门市工业园***新材料有限公司生活区内,管理区和生产区在该公司生产厂区内,用地70亩,
总投资:
5200万元
项目性质;新建
二、项目主要建设内容
再生资源综合利用工程项目的建设内容主要包括生产区和管理区的建设。
生产区和管理区占地470002,包括:
①一套含铜(镍)污泥干燥系统,用于对进厂污泥进行干化,处理能力为80000t/a(进厂湿污泥,含水率约为75%左右);②三套制砖设备,用于将干化后的含铜(镍)污泥制成砖状;③二套还原环保炉,用于高温还原干化后的含铜(镍)污泥,处理能力约为26667t/a(干污泥,含水率约25%);最后得到次粗铜(镍)、冰铜(镍)、次氧化锌等产品。
并配套建设有原料厂房、辅料厂房、还原环保炉渣堆场、废气处理装置、循环回用水池等。
包括污水处理间、化验室、办公综合楼。
本项目的总占地面积47000平方米,环保投资360万元,占项目总投资的7.20%。
本项目拟进行回收处理的含铜(镍)污泥的种类和数量及产品产量、处理技术见表1,主要技术经济指标见表2。
表1项目回收利用危险废物种类、数量及产品一览表
危险废物种类
处理规模(t/a)
产品种类
产品产量(t/a)
处理技术与方式
含铜污泥
(HW17、HW22)
60000
次粗铜(80%Cu)
2300
高温还原
冰铜(40%Cu)
1160
含镍污泥
(HW17、HW46)
20000
次粗镍(60%Ni)
900
冰镍(40%N)
250
总计
80000
表2项目主要技术经济指标
序号
技术经济指标
单位
数量
总投资(包括流动资金)
万元
5200
1
总占地面积
m2
47000
2
总建筑面积
m2
27000
3
建筑物总占地面积
m2
24000
4
绿化面积
m2
4000
5
建筑密度
%
51.06
6
容积率
-
0.51
7
绿化率
%
8.51
本项目拟回收处理的含铜(镍)污泥特性分析和描述如下:
本项目处理的含铜、含镍污泥主要为金属基本工业之表面处理、印刷电路板业、电镀业及电线电缆业废水处理过程中产生的重金属污泥。
废水中铜、镍离子的浓度一般为几十毫克/升,高则上百毫克/升以上。
化学沉淀法通过调节废水的pH值和加入混凝剂,使废水中的铜和镍等重金属形成氢氧化物沉淀,形成的沉淀物就是含铜与含镍污泥。
压滤后的滤饼含水率一般在75%~85%,属于偏碱性物质,pH值在6.70~9.77之间,颜色有棕黑色、棕色、棕黑色、墨绿色等,其水分、灰分含量均很高,水分一般在75%~90%之间,灰分均在76%以上,泥饼中铜、镍等金属含量约为3%~9%,主要以Cu(OH)2和Ni(OH)2的形式存在。
含铜(镍)污泥中的铜、镍、锌和铬等重金属的氢氧化物是一种非稳定状态,如果随意堆放,在雨水淋溶作用下,重金属有可能再溶出而污染土壤或地下水造成环境生态的危害,因此该重金属污泥一般均归类为危险废物。
在《国家危险废物名录》(自2008年8月1日起施行)中的废物类别为HW17、HW22及HW46。
由于重金属污泥的成份及组成与天然矿产相近,且金属品位远高于矿产开采品味(开采品味百分之零点几),若能以矿物化技术将重金属污泥形成适合分选冶炼的矿物型态,再利用已经成熟之冶炼技术将铜、镍金属资源回收,则既能降低污泥对环境的危害,又降低了金属资源的持续耗竭。
三、项目平面布置
场区布置大致分为生产区和办公管理区、物料存储区及污水处理区。
①生产区和办公管理区
包含高温还原厂房、制砖厂房、成品库房、辅料厂房、高温沸腾炉厂房、回转窑干燥厂房、循环回用水池、原料厂房、引风机房、配电房、还原渣堆场、沉降房、布袋收尘房、高位水塔、备用水池、备件维修房、地磅房等。
循环回用水池设置,办公管理区布置在物料存储房旁,区内布置有办公综合楼、化学分析中心、污水处理车间、门卫室等。
本项目雨水收集池布置在办公生活区东侧。
②污水处理区
本项目生产区按照原料厂房、污染物治理车间、主生产车间以及辅料厂房的顺序在项目地块中部,污水处理区位于生产区的东南侧,
表3本项目建构筑物一览表
序号
子项名称
占地面积(㎡)
层数/层高(m)
建筑面积(㎡)
结构类型
1
重金属处理区
1.1
还原环保厂房
48*100
1层/14
4800
砼+钢屋架
1.2
制砖房及原料仓库
24*72
1层/14
1728
砼+钢屋架
1.3
燃料及辅料堆料区
24*72
1层/14
1728
砼+钢屋架
1.4
次粗(镍)铜仓库
48*80
1层/14
3840
钢筋砼
1.5
高温沸腾炉厂房
48*21
1层/16
1008
钢筋砼
1.6
回转干燥窑厂房
66*12
1层/9
792
砼+钢屋架
1.7
干燥尾气处理间
10*12
1层/9
130
钢筋砼
1.8
风机房
50
1层/6
50
钢筋砼
1.9
沉降房
4*7*2
1层/5
56
钢筋砼
1.10
布袋收尘房
12.5*14
2层/4
350
钢筋砼
1.11
布袋收尘房
12.5*14
2层/4
350
钢筋砼
1.12
布袋收尘房
12.5*14
2层/4
350
钢筋砼
1.13
水浴除尘房
9*3
2层/3
54
钢筋砼
1.14
配电房
108
1层/4
108
钢筋砼
1.15
原料厂房
50*40
1层/6
2000
砼+钢屋架
1.16
还原环保炉渣堆场
1000
1000
半墙围护
1.17
循环回用水池
2930
3
2930
钢筋砼
1.18
生产消防高位水塔
227
1层/3.5
227
钢筋砼
1.19
备用水塔
31
1层/3.5
31
钢筋砼
1.20
辅料厂房
2160
1层/14
2160
砼+钢屋架
1.21
辅料厂房
2592
1层/14
2592
砼+钢屋架
1.22
辅料厂房
1000
1层/14
1000
砼+钢屋架
1.23
成品库房
1944
1层/14
1944
砼+钢屋架
1.24
备件维修房
5.5*40=220
1层/14
220
钢筋砼
2
办公生活/污水处理区
2.1
办公综合楼
464
3层/14
1392
钢筋砼
2.2
雨水收集事故应急池
50*42=2100
3
2100
钢筋砼
2.3
职工宿舍
2.4
化学分析中心
8*9=72
2层/14
144
钢筋砼
2.5
污水处理间
100
1层/14
100
钢筋砼
2.6
污水贮池/调节池
102
1层/2.5
102
钢筋砼
2.7
职工食堂/活动中心
2.8
体育活动场
500
500
钢筋砼
2.9
门卫室
28
1层
28
四、项目平面布置图——生产管理区(略)
第三章生产原料与产出产品
一、本项目生产所需鼓风环保炉冶炼的原料主要有:
1、有色金属废料
1含铜、镍、锡等有色金属污泥、废渣、废水。
(含铜含镍电镀污泥、线路板厂压滤污泥、废水、铜渣、钻空粉、废线路板、线路板边角料、锡泥、锡水、镍泥、镍水)。
2含金、银、钯、钴、铑等贵金属废料、废渣、冶炼厂铅渣、铜渣、铋渣、铟渣、锡渣、蹄渣、锑渣、(含金、银、钯、铂、钴、铑的电镀污泥、废电镀件、电子元件、矿渣及其它废料)。
2、有色金属、矿产品贸易。
铜矿、氧化铜矿和硫化铜矿、不锈钢厂烟灰、炼油厂废催化剂、云南铜业和江西铜业、大冶和株冶、太原不锈钢厂的烟灰。
3、国资委和中金公司、山东黄金和铜陵有色等公司产出的烟灰、炉渣和阳极泥、含铜、铅、锑的物料渣料,含金、银、钯等贵金属的物料。
二、本项目生产冶炼的产出的产品主要有:
1、冰铜、低冰镍含有价元素:
CuNiAuAgPd
2、粗铜锭合金、次初铜、次初镍
含有价元素:
CuNiAuAgPdSnPbPt
3、烟尘含主要元素:
SnZnPbCu
4、水渣含主要元素:
CuFeSiCaMg
第四章辅助材料
本项目建成后,含铜污泥及含镍污泥处理需要进行干燥,该干燥工艺采用煤粉作为干燥热源燃料,其用量为249kg/h。
本项目生产所需鼓风环保炉冶炼的辅助材料主要有:
1、炭精C2、燃煤C
3、石灰石Ca4、石英石Si
5、其它
沸腾炉用煤量为1494t/a,高温还原所需的燃料为脱硫后的炭精,年用量为4000t;造渣所需的造渣剂分别为石英石和石灰石,年用量皆为2400t,它们的主要化学成分参见表4、表5及表6。
表4燃料煤的主要化学成分
名称
固定碳
氢
灰分
S
N
其它
Q用低(KJ/Kg)
煤
90
0.5
5
0.7
0.5
3
23012
表5燃料炭精的主要化学成分
名称
固定碳
氢
灰分
S
N
其它
Q用低(KJ/Kg)
炭精
95
0.3
3
0.8
0.5
0.4
25080
表6造渣剂的主要化学成分
名称
SiO2
CaO
FeO
其它
石英石
90
1.2
0.3
8.5
石灰石
1.3
54
0.5
44
第五章生产工艺技术流程
一、含铜(镍)污泥回收处理工艺
(一)处理规模、产品及工作制度
本项目设计年综合利用含铜污泥(6万吨/年)以及含镍污泥(2万吨/年),年产次粗铜(Cu80%)2300吨、冰铜(Cu40%)1160吨、次粗镍(Ni60%)900吨、冰镍(Ni40%)250吨、次氧化锌(ZnO60%)1000吨。
干燥车间年有效作业天数为250天,高温还原车间年有效作业天数为300天,工作制度都为连续工作制,每天3班,每班工作8小时,。
含铜(镍)污泥主要来自金属表面处理、印刷电路板业、电镀业、电池制造业及电线电缆业废水处理过程中产生的重金属污泥。
进厂含水率约为75%,主要成分为铜、镍等金属类及石英等无机物类,其典型化学成分参见表7。
表7含铜(镍)污泥主要化学成分(含水25%的干基%)
含铜污泥
元素
Cu
Fe
SiO2
CaO
Na
Zn
S
Ni
Cr
H2O
含量(%)
9~15
22
24
8
2
2.5
0.81
0.5
0.505
25
含镍污泥
元素
Ni
Fe
SiO2
CaO
Na
Cr
Cu
Zn
S
H2O
含量(%)
8~12
24
25
5
2.24
0.5
0.5
2.5
0.81
25
(二)工艺流程简述
(1)含铜(镍)污泥的预处理
由于含铜(镍)污泥的含水量较高,粒度很细,为了保证还原环保炉内温度、增加炉料的透气性,提高其床能率,需将这部分含铜(镍)污泥经回转窑干燥,使含铜(镍)污泥的含水率由75%降到25%。
图1为回转窑干燥工艺的设备连接图。
图1回转窑干燥工艺设备连接图
干燥窑采用高温烟气烘干含铜(镍)污泥水分,高温烟气来自燃煤沸腾炉,沸腾炉出口烟气/干燥窑进口烟气温度≤900℃,干燥窑出口温度≤150℃。
当污泥水分含量降至约25%,通过带式输送机、斗式提升机及移动式带式输送机送到原料厂房储存,原料厂房下的带式输送机将滤泥送到特制的压砖机中压制成具有一定强度和粒度的砖形物料,作为还原环保炉的炉料。
干燥窑产生的烟气经过布袋除尘器除尘后,经17m高烟囱排放的烟气中污染物排放浓度能够达到《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996)二级标准要求。
沸腾炉燃煤产生的煤渣主要成分是轻质的硅酸盐类无机物,可以用作建筑辅材使用,直接销售水泥厂作为辅助原料使用。
布袋除尘器收集的集尘灰含有被烟气带出的部分重金属污泥,属于危险废物,直接送至制砖车间与干燥污泥一同制砖备用。
(2)含铜(镍)污泥回收处理工艺流程
含铜(镍)重金属的固体废物在还原环保炉内进行的是高温还原,炉内加入炭精燃料,其燃烧放出的热量足以使炉料熔化,并使熔体过热,同时形成一定的还原气氛,使铜、镍及其它金属氧化物还原。
高温还原主厂房内配置2台还原环保炉。
炭精—造渣剂—砖通过箕斗提升机轮流加入到还原炉中,炉料自上而下运行,底部风口为熔化区,炉料达到风口区熔化。
空气经风口鼓入,在风口区使炭精燃烧,产生的高温还原性烟气自下而上运行,与炉料逆向运行,进行热交换,使炉料逐渐受热而完成各种还原冶炼过程,从而得到次粗铜(镍)与冰铜(镍)、炉渣、烟气等高温还原产物。
由于加入了造渣剂石英石和石灰石,使得还原环保炉渣流动性好、比重小且提高了渣的回收率。
风口区高温还原的炉料经炉缸沉降,渣和铜(镍)澄清分离,渣在铜镍等重金属的上方,从出渣口阶段性放出水淬,铜(镍)从出料口阶段性放出浇铸成块。
随着炉料的不断熔化,渣和铜(镍)的排出,炉料面不断下降,不断补充炉料,使炉顶料保持衡定的水平料面。
还原环保炉采用水冷水套式结构,冷却水来自高位水塔,排至主厂房附近的循环回用水池降温后循环使用。
从还原环保炉顶部排出的烟气,进入尾气处理系统,经水冷套管冷却后烟气温度降至150℃以下,再经二级沉灰筒、布袋除尘器、双碱法脱硫的联合处理,去除其中的重金属烟尘、SO2后,最后经引风机和24m高烟囱排空,烟气中烟尘、SO2排放浓度能够达到《工业炉窑大气污染物排放标准》(GB9078-1996)二级标准的要求,铜、镍等重金属排放浓度如按照《危险废物焚烧污染控制标准》(GB18484-2001)中的要求,亦可满足。
比重较大的铜镍等重金属随烟尘被烟气带出后,绝大部分在二级沉灰筒随大粒径烟尘首先沉降下来,收集下来的集尘灰送至压砖机后返回还原环保炉。
锌被焦炭还原后,挥发进入烟气,然后再被氧化为氧化锌,与烟气一同进入收尘系统,由于比重较轻,粒径较小,主要被后续装置布袋除尘器收集,收集下来的主要含次氧化锌的集尘灰,属于危险废物。
双碱法脱硫得到的脱硫渣销售至水泥厂作为辅助原料使用。
还原环保炉渣经水冷却后,形成玻璃体粒化水淬渣,重金属均固溶于玻璃体中,具有极好的安定性,主要成分是轻质的硅酸盐类无机物,已不属于危险废物(具体的浸出实验结果见附件),作为建筑辅材销售至建材厂。
含铜(镍)污泥回收处理的工艺流程参见图1。
(3)主要的化学反应过程及反应方程式
在高温作用下,高温还原物料中的铜、镍、锌发生氧化,形成Cu2O、NiO,由于铜(镍)对硫的亲和力大于铁对硫的亲和力,所以在高温还原过程中,产出的Cu2O被炉料中的FeS硫化成Cu2S,NiO被炉料中的FeS硫化成Ni3S2。
还原过程中产生的FeO将与炉料中的SiO2及CaO等造渣物质形成炉渣。
由于冰铜(镍)与炉渣实际上不相互溶解,并且两者比重相差较大,从而可较好地分离,从而得到冰铜(镍)产品,该过程的主要反应式如下:
Cu2O+FeS=Cu2S+FeO
Ni3O2+2FeS=Ni3S2+2FeO
Cu2S+FeS=Cu2S·FeS
Ni3S2+FeS=Ni3S2·FeS
还原环保炉以碳精为燃料,炉膛内温度高达1250~1300℃。
高温下,污泥中的铜、镍盐等重金属盐分解为氧化物,这些氧化物和一氧化碳接触还原为单质铜、镍、锌和其它重金属,由于炉温高达1200℃以上,铜、镍在炉底呈液态,定期将炉内的铜、镍等重金属放出成型,可得到含以铜(镍)为主,同时含有其它重金属产品,该过程的主要反应式如下:
C+O2=CO2
CO2+C=2CO
2CuO+CO=Cu2O+CO2
Cu2O+CO=2Cu+CO2
NiO+CO=Ni+CO2
Ni3O2+2CO=3Ni+2CO2
锌属于蒸气压较大的金属,在高温下容易挥发,易产生锌蒸气,当温度更低时,气相中的二氧化碳增多,而气态锌即被二氧化碳氧化为氧化锌,对其进行捕集凝缩则可以得到氧化锌产品。
该过程的主要反应式如下:
ZnO+CO=Zn+CO2
Zn+CO2=ZnO+CO
图2含铜(镍)污泥回收处理的工艺流程
第六章生产电力和给排水系统
一、生产电力
本项目生产管理区工程设备装机总容量为800kw,本工程处理区和办公区的电力负荷的级别按三级考虑,即一回路10kV电源供电,但考虑到厂区在停电状况下能保证锅炉水泵、仪
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