化工公司清洁生产可行性分析.docx

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1、化工公司清洁生产可行性分析本阶段的目的是对筛选出来的中/高费清洁生产方案进行分析和评估，以选择最佳的、可实施的清洁生产方案。本阶段的工作重点是：在结合市场调查和收集一定资料的基础上，进行方案的技术、环境、经济的可行性分析和比较，从中选择和推荐最佳的实行方案。最佳的可行方案是指该项投资的方案在技术上先进、在经济上合理有利、又能保护环境的最优方案。方案“将铁矿焙烧工艺采用无钙焙烧”1.1.1无钙焙烧工艺是国际通行、国家推进的清洁生产工艺1.1.1.1国际形势当前世界铭盐工业面临的主要问题是格污染问题，为减少铭盐生产对环境的污染，国外铭盐生产已向集中化、大型化、自动化和采用无钙焙烧清洁生产工艺方向发

2、展。美国现仅有两家铭盐厂，总生产能力为IL6万吨/年，俄罗斯两家铭盐厂在18万吨/年以上，日本两家公司为5万吨/年，英国一家公司生产能力为13.5万吨/年，其他如哈萨克斯坦、波兰、南非、罗马尼亚、伊朗等国家也仅有一个或两个生产厂家。国外铭盐工业发展有两种模式：一是工业发达国家对本国铭盐生产不再扩建和新建，而是在现有装置上完善生产工艺，加强设备改造，适当增加产量和品种；二是铭矿资源较丰富的国家引进国外先进技术建厂，发展本国铭盐工业。这两种模式都强调铭盐生产工艺的先进性，据调查，国外铭盐生产已基本采用无钙焙烧工艺，排渣量少，通过工艺改进减少对环境造成的危害。1.1.1.2国内趋势我国铭盐工业起步于

3、1958年，经历了40多年的曲折历程，随着国民经济的发展和世界铭盐需求增长的影响，呈现出蓬勃发展的态势。规模由小到大，装备由落后到比较先进，由对环保的漠视到逐步意识到对企业生死攸关的影响，从盲目发展逐步过渡到有计划、有理性的控制发展。据统计，我国目前格盐生产厂为20家左右，2005年全国红矶钠的生产总量约26万吨，成为世界最大的铭盐生产国。但我国铭盐行业生产仍采用有钙焙烧老工艺，与国外相比，存在着生产厂点多、装置规模小、装备较差、生产工艺落后、环境污染较严重等问题，严重制约了铭盐工业的健康发展。有钙焙烧工艺因生产过程需添加大量钙质填料，造成吨红矶钠铭渣排放量23吨左右，含钙铭渣中有毒六价铭高达

4、5%,并伴生致癌酸溶性六价铭（铭酸钙）难以解毒或利用。目前国内铭盐行业采用无钙焙烧工艺的只有年产量为1万吨的甘肃民乐化工厂，渣害问题成为我国铭盐行业头等难题。根据我国铭盐生产现状，国内现有生产能力加上改扩建能力已超过国内铭盐消费的需要，不宜再布新点，老厂扩建也不应再走技术含量低的单纯扩大生产能力的老路。重点应放在改革生产工艺，改进设备及提高自动化程度。要重视引进国外先进技术，借鉴和吸纳国外先进铭盐生产经验，尽快改变我国铭盐生产的落后面貌。据统计，我国铭渣堆积量已达400多万吨，引发严重公害，成为社会关注的焦点。目前含铝废气、废水的控制、回收和处理已取得较大进步，达到环保要求，但废渣由于受到有钙

5、焙烧生产工艺的制约，其固有的污染问题无法从根本上解决，只有进行重大技术改造，走无钙焙烧清洁生产工艺路线，才可彻底消除铭盐工业环境污染隐患。有钙焙烧工艺存在着无法克服的严重污染问题，不符合国家环保政策，国家产业政策也明确规定要限制并逐步淘汰有钙工艺，鼓励无钙焙烧清洁生产技术的工业化应用。只有大力推广清洁生产，减少污染物排放，才能从根本上扭转被动局面。国家发改委和环保总局的发改环资20052113号文中提出“鼓励开发资源利用率高、污染产生量少的无钙焙烧等清洁生产工艺技术”、“扶持无钙焙烧格盐生产工艺技术完善”。国家发改委40号令产业结构调整指导目录（2005年本）中也提出鼓励“用清洁生产技术建设和

6、改造无机化工生产装置”，鼓励“尾矿、废渣等资源综合利用”，以及限制“单线2万吨/年以下或有钙焙烧格化合物生产装置”的相关规定。中国铭盐工业大型化的同时，应推广采用新工艺，新技术，无钙焙烧工艺已是国内铭盐工业发展的必然趋势。有钙焙烧属于高消耗、重污染型工艺路线，正在被低消耗、清洁型无钙焙烧工艺路线所取代。从世界格盐工业发展的趋势看，无钙焙烧工艺是国际通行，国家推进的清洁生产-T-工乙。1.1.2 无钙焙烧工艺是振华公司生存与发展的必由之路铭盐在我国国民经济中起着重要作用，近10年来，中国铭盐生产迅猛发展，产量剧增，已成为铭盐生产大国。2001年我国铭盐产量统计见表6-1。表6-12001年我国主

7、要厂家产量表生产厂产量/（万ta）重铝酸钠其中铭酸酎1997年1998年1999年2000年2001年2000年2001年重庆民丰农化2.102.102.272.893.991.361.75股份有限公司01707910767380济南裕兴化工1.631.862.102.052.311.151.33总厂53653960426806四川绵阳剑南0.750.961.281.501.880.150.29化工厂60504260108720河南振兴化工0.491.091.401.421.620.190.19有限公司15865239432866内蒙古黄河铭0.600.810.820.981.390.240.

8、38盐公司19152425034562湖南长沙铭盐0.760.661.071.251.200.610.56F21075159136962新疆联达实业0.460.450.710.951.020.530.58股份有限公司71728048848032河北铭盐化工0.800.830.840.850.950.330.47有限公司557821O795224湖北黄石无机0.850.981.001.000.950.390.34盐厂21784901352852甘肃民乐铭盐0.78)54甘肃民乐化工0.7258酒泉泣源化工0.310.610.700.200.26公司0827495055其他1.331.141.04

9、1.532.430.310.3587613236021557总计9.8110.912.815.019.95.511.55033828777489489516由2001年全国统计数据可知，化工有限公司（原湖北黄石无机盐厂）在国内同行业中处于劣势。经过振华公司不懈的努力，不断的进行工艺优化和技术开发，2003年年产量在全国铭盐行业排名提升至第四位，见表6-2。表6-22003年我国主要厂将盐产量表生产厂产量/（万ta）重铭酸钠其中铭酸酊2002年2003年2002年2003年济南裕兴化工总厂2.73693.61921.61862.1163重庆民丰农化股份有限公司4.31873.35731.8715

10、1.7322安县银河建化集团化工1.80642.20510.27370.6242湖北化工公司1.20181.70000.35340.4946内蒙古黄河格盐公司1.52701.68500.40180.4606云南陆良化工实业有限公司0.89271.54430.09610.3395河北铭盐有限公司0.96031.48150.50340.7779新疆联达实业股份有限公司1.15171.28730.67030.7621义马振兴化工有限公司1.34741.18230.17200.1861酒泉祁源化工公司0.70851.00290.17090.2529甘肃民乐铭盐厂0.86000.92000.29000.

11、2885山西大通化工公司0.79200.87050.24000.2808湖南长沙铭盐厂0.90510.66400.46470.3741其他1.17901.17410.27720.0742合计20.387522.69337.40368.7640由表6-1和表6-2可以看出，与国外铭盐行业生产状况相比，我国铭盐生产厂家太多，规模太小，生产工艺几乎全部采用有钙焙烧，目前实行无钙焙烧工艺的只有甘肃民乐化工厂1万t/a规模的无钙焙烧示范装置，重庆民丰农化股份有限公司5万t/a的无钙焙烧新工艺生产装置正在投资建设中。铭盐环保问题，己成为铭盐企业的生命线。化工有限公司目前仍采用有钙焙烧，红矶钠年产量为2.5

12、万吨，铭渣年排放量约L25万吨，厂区内现堆存有历年存渣14万吨。面对国内铭盐行业发展“大型化、集中化、环保治理规范化”的方针政策，竞争、兼并、联合、优化组合、优胜劣汰的发展趋势，铭盐生产要逐步达到国际认可和经验证明的规模经济一一5万t/a规模。根据当前国家环保局和发改委对于铭盐行业的相关规定和要求，化工有限公司采用铭铁矿无钙焙烧清洁生产工艺已是当前国内铭盐行业健康稳定发展的必然趋势和形式所迫。分析当前国内铭盐行业发展形势和振华公司目前所处局势，有限公司若采用5万t/a无钙焙烧清洁生产工艺装置,则在全国铭盐行业排名中至少跃居第二；但若继续沿用企业现有生产装置，在大型化和优胜劣汰的必然发展趋势下，

13、就只能在狭缝中求生存，公司将面临严峻的考验和被淘汰关停的威胁。对于有限公司来说，焙烧工艺进行改革可谓是背水一战，势在必行，是企业可持续发展的必然要求。因此，无钙焙烧工艺是振华公司生存与发展的必由之路。1.1.3 无钙焙烧的技术可行性无钙焙烧制红矶钠清洁生产技术是天津化工研究院自1981年提出并开始研究的科技项目，1985年正式列为化工部研究课题，进行工艺条件试验（小试），19871988年，由国家、企业共同筹资200万元在化工有限公司进行了300ta规模的无钙焙烧生产红矶钠新工艺的放大试验，打通了工艺流程，生产出了合格的红矶钠，19901991年进一步做了添加促进造粒焙烧试验，提高了氧化率，缩

14、短焙烧时间，1997年3000吨/年无钙焙烧生产红矶钠新工艺中间试验列入国家“九五”重点科技攻关项目，2000年通过国家科技部委托国家石化工业局组织的专家现场考评。2001年该项目荣获国家“九五”科技攻关项目优秀成果奖。国内格盐行业中甘肃民乐格盐厂已采用了无钙焙烧工艺，国外工业发达国家铝盐行业已全部采用无钙焙烧工艺生产红矶钠，实现了铭渣的减量化和资源综合利用。无钙焙烧工艺技术已较为成熟。无钙焙烧工艺的生产成本、产渣量等技术经济指标都明显优于有钙焙烧工艺，已成为重铭酸钠生产的主要发展趋势。1.1.4 .1无钙焙烧工艺流程格铁矿碱性氧化焙烧所用填料若含钙（白云石、生石灰、氧化钙等），称为有钙焙烧；

15、若只用不含钙的返渣，则称为无钙焙烧。无钙焙烧主要工艺流程为：铭铁矿、返渣经烘干制粉与纯碱经计量后与窑灰混合均匀计量后进入回转窑进行高温碱性氧化焙烧，熟料经冷却后进入大槽浸取。浸取用水为循环水或洗渣水，高浓度浸取水（碱性水）进入后工序，低浓度液循环使用，浸渣经湿磨机后先经螺旋分级机粗选，再经旋液器细分，粗浆经卧式离心选矿机洗涤过滤后与粗选渣一起作返渣，细浆经卧式离心选矿机洗涤过滤后作弃渣经解毒后综合利用，洗水均作浸取洗水回用。后工段流程与有钙焙烧基本相同。无钙焙烧工艺流程图见图6-1。铭铁矿纯碱铭粉红矶钠图67无钙焙烧工艺流程图1.1.3.2无钙焙烧技术可行性分析无钙焙烧工艺作为铭盐行业的清洁生

16、产工艺，具有工艺技术合理、资源有效利用率高等优势，其他工艺不可替代。现将无钙焙烧和有钙焙烧从以下几个方面作对比进行技术可行性分析。1 .反应原理铭铁矿和纯碱以及填料发生的碱性氧化焙烧反应原理为：4(FeOCr2O3)+8Na2CO3+7O2=8Na2CrO4+2Fe2O3+8CO2Al2O3+SiO2+2N2CO3=2NaAIO2+Na2SiO3+2Cc)2用回转窑焙烧铭矿时，为了保证窑的正常运行，应控制炉料中熔液含量小于30%,否则炉料将严重烧结形成炉瘤甚至结圈，致使回转窑无法正常生产。倍铁矿碱性氧化焙烧的最高温度约IlO(Te,超过了炉料中纯碱和铭酸钠的熔点。若炉料仅用铭矿和纯碱，其熔融物

17、量超过30%,形成后结圈，无法运行。(1)有钙焙烧工艺为保持良好的焙烧条件和较高的氧化率，添加大理石和白云石惰性钙质作为填料，使炉料在高温焙烧过程维持合适的熔融相比例，使回转窑正常运行。但同时因加入的钙质填料使焙烧过程中的副反应一一水不溶性铭盐以铭酸钙等形式留存于铭渣中，致使吨产品的产渣量达2.5吨，且铭渣难以解毒。系统中游离氧化钙和其它副产物生成铭酸盐反应式：3MgCr2O4+9CaO+3O2=9Ca04CrO3-Cr2O3+3MgO3FeCr2O4+9Ca0+3.3402=9Ca04CrO3Cr2O3+l.l2Fe2。3(2)无钙焙烧工艺是在不改变焙烧过程中熔融相比例、Cr2O3含量等表征

18、特性前提下，通过调整工艺配料比和焙烧条件，控制温度在115(T120(C,使熟料在焙烧过程中生成大量铁酸镁这一耐高温惰性物质，同时生成铝硅酸镁钠，以改变铭渣物性，铝硅酸镁钠含硅铝且不溶于水，起到了固定硅铝作用，保证填料的重复循环使用性能。浸出铭酸钠溶液后，倍渣经螺旋分级，含铁酸镁、铝硅酸镁钠高的粗粒铭渣能代替全部钙质填料，含硅铝较高的细粒铭渣外排，达到焙烧过程不从系统外引入钙质填料，吨产品外排倍渣约为0.8t,仅为原料带入，大大降低排渣量，对环境影响降到最小，达到了清洁生产目的。无钙焙烧利用焙烧过程中产生的铝硅酸镁钠代替系统外引入钙质填料，在技术原理上是可行的。2 .浸取工序对比分析有钙焙烧生

19、成的钙化合物在焙烧时可起填料作用，但浸取时却产生多种不利副反应，形成铝铝酸钙(酸溶性六价铭)及多种水合钙盐，后者具有胶凝作用(水泥化)，对溶液中六价铝具有强烈吸附作用，且难以过滤洗涤，导致有钙焙烧浸取率低、浸取装置难以实现机械化操作。无钙焙烧在配碱量超过理论量80%的条件下，倍酸钠是熟料中仅有的六价铭化合物，熟料浸取时格酸钠也不同渣中任何杂质发生副反应，浸渣中的化合物在常压下均不水解，故无钙焙烧的浸取率超过99%。半工业试验时（抽滤盘内浸渣约It）,浸渣含六价铭（以Cr?O3计）一般小于0.2%,最低值为O.03%o3 .各项技术指标对比分析现将国外无钙焙烧与企业有钙焙烧工艺原材料消耗等各技术

20、指标进行比较，见表6-3。表6-3企业有钙焙烧与国外无钙焙烧技术指标对比表单位企业有钙焙烧国外无钙焙烧矿耗（50%计）吨/吨红矶钠1.298LI5碱耗(98%)吨/吨红矶钠0.890.87白云石吨/吨红矶钠1.200石灰石吨/吨红矶钠0.600能源消耗KJ/吨红矶钠5X104.5X10电耗Kwh/吨红矶钠505550铭渣产生量吨/吨红矶钠2.50.8络渣中的CN+%1.50.2铭渣的处理办法直接堆放解毒填埋或资源化利用由表6-3可知，无钙焙烧可使红矶钠生产的倍渣排放量大大降低，铝渣中有毒六价铝含量显著减少，因填料更替，铭渣不含致癌物格酸钙，利于资源化综合利用。4 .倍的总收率对比分析有钙焙烧工

21、艺铭氧化率可达90猊无钙焙烧由于没有酸溶铭，氧化率（六价铭与总铭之比）和转化率（水溶铭与总铭之比）相同，因返渣量大且含铭高，致氧化率一般为70%10%,而矿氧化率（焙烧工段的铭矿利用率）一般可高达90%但由于没有酸溶铭，无钙焙烧浸取率可超过99%,而有钙焙烧浸取率低于95虬同时无钙焙烧工艺吨产品产渣量为0.8t,是有钙焙烧工艺排渣的1/3,且所排格渣（经旋流器分级的细渣）含六价格（以Cr2。3计）02%以下，六价铝总排放量比有钙法降低90%以上。其对比值见表6-4。表6-4铭总收率对比分析表有钙焙烧无钙焙烧故金化或1O1OOOZQOZ矿气化兹10/000/OAO/混取亥/O/050/000/应

22、立见立添县05AQ敛漆今C.（三）是050/000/述由凸敬/O250/IOLQO/漆由水溶钦/O210/20/OOZ添由敬酸延/O20/20/王综合考虑上述因素，经核算后，无钙焙烧格的总收率高于有钙焙烧工艺。5 .与后段工序操作衔接的可行性与有钙焙烧相比，无钙焙烧工艺增加了造粒、旋流分级工序，生产装置比有钙焙烧生产装置略为复杂，但对焙烧窑本体的操作控制及后工段工序与现有工艺基本相同，可平稳实现企业新工艺和现有工艺在回转窑操作上的切换。1.产品质量控制标准根据国外无钙焙烧工艺生产经验可知，无钙焙烧生产红矶钠产品，不会影响产品质量，能达到GB/T1611-2003一等品标准，见表6-5。表6-5

23、红矶钠产品质量控制标准项目指标优等品一等品合格品重铭酸钠（以Na2CnO72H20i+）99.598.398.0硫酸盐（以SO?计）0.200.300.40氯化物（以CI计）0.070.100.20综上可得，无钙焙烧工艺具有技术可行性。1.1.4无钙焙烧的环境效益1.1.4.1废渣格盐行业之所以是重污染行业，主要原因是其排出的“三废”中含有有害物质六价铭，并伴生致癌酸溶性六价铭（铭酸钙）。由于有钙辂渣中有大量类似水泥物相，如硅酸三钙、硅酸二钙和铁铝酸钙等，导致渣水泥化、浸取过滤困难，带损较严重，其带损的水溶性六价倍（铭酸钙和游离铭酸钙)造成六价铭近期污染。而其所含铭铝酸钙-铭酸钙、硅酸钙-铭酸

24、钙、铁铝酸钙-铭酸钙等固溶体，虽然短期不易被地表水和雨水溶出，但是长期堆存，在CO2和水的作用下发生水化反应，将导致铭渣对环境的中长期污染。另外有钙铭渣的排放量很大，其造成的污染会进一步加剧。这些都是导致铭盐生产严重污染的重要原因。因此铭盐清洁化生产要解决的首要问题是“渣害”问题。无钙焙烧工艺与有钙焙烧工艺不同，在生产过程中不添加含钙辅料，不仅大幅度减少了焙烧过程中产生的外排铭渣量，而且其铝渣物相与有钙铝渣迥异，进而使得渣的物性得到极大的改善，渣中无水泥化物质，无含六价铭固溶体成分，易于高效浸洗，渣中不含致癌物倍酸钙，从而有效地解决了铭盐生产的清洁化问题，带来较大的环境效益。(1)铝渣量大幅度

25、减少无钙焙烧工艺和有钙焙烧工艺进出系统物料见图6-2和图6-3。1.15t铭铁矿-0.87t纯碱无钙系统0.8t络渣It红矶钠图6-2无钙焙烧工艺进出系统物料示意图O. 6t大理石0. 8t白云石1.25t铝铁矿CQCat纯碱-一有钙系统-2.5t铭渣It红矶钠图6-3有钙焙烧工艺进出系统物料示意图由图6-2和图6-3可以看出，无钙焙烧吨产品的产渣量仅为有钙焙烧的30%,大大减少了铭渣外排量，从源头上大大削减了铭盐行业的“渣害问题”。(2)格渣毒性大大降低由于没有来自系统外部的含钙填料白云石和石灰石，使得无钙铭渣物相与有钙铭渣不同，二者物相对比见表6-6。表6-6无钙铭渣与有钙铝渣的物相对比名

26、称化学式无钙铝渣有钙格渣铝铁矿(Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2O4有有镁铁矿(Mg)(Al,Fe)2O4有无方镁石MgO有有铝硅酸镁钠NaMgAl2Si3O12有无无定形物含Na,Si,Al,Mg,Fe有二亡儿铝酸钙CaCrO无有亚铭酸钙CaOCr2O3无有B-硅酸二钙B-2CaOSiO2无有硅酸三钙3CaOSiO2无有二硅酸三钙3CaO2SiO2无有非结晶铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3无有结晶铁铝酸四钙4CaOAl2O3Fe2O3无有铁酸二钙2CaOFe2O3无有游离氧化钙CaO无有由于物相的不同，无钙铭渣与有钙铭渣物性截然不同。无钙铭渣呈沙性，易于Cr(VI)的浸洗过滤，浸取收

27、率较高，可达99%以上，渣中Cr(VI)残留0.2%以下。且格渣中不含难处理的致癌物铭酸钙，易于彻底解毒，经解毒后的铭渣Cr(VI)含量不高于5ppm,达到排放标准，符合国家清洁生产的要求。有钙铝渣由于水泥化而对0*6*的吸附较强，浸取收率-般在95%,渣中残留1%2%(水溶性六价铝)，加上酸溶格,残量达2%3机渣中残量大不仅增大了渣的无害化处理成本，而且未经处理的铭渣增大了对环境污染的程度。对格渣治理而言，无钙焙烧属于源头治污工艺，与有钙焙烧比具有明显的技术优势。无钙排渣与有钙排渣的对比见表6-7。表6-7无钙排渣与有钙排渣的对比数据序号项目单位无钙焙烧有钙焙烧1排渣量吨/吨产品0.651.

28、01.53.02排渣水溶铭含量Cr(VD(Cr203i+)%0.21.02.03排渣酸溶铝含量Cr(VD(Cr203i+)%/1.02.04排渣总铭(Cr2O3计)%685-75排渣湿法解毒可不可6排渣解毒成本低高7致癌物铭酸钙不含含在整个工艺生产过程中，无钙焙烧和有钙焙烧生产的“三废”排放指标对比(以吨产品计)见表6-8。表68“三废”排放指标对比名称无钙焙烧有钙焙烧备注排放量(kg)Cr(VI)(%)排放量(kg)Cr(VI)(%)窑灰50.2300.4返回系统配料烟528返回系统尘配料铝泥400.7801.6综合利用芒硝7002.28002.2副产品出售铭渣8000.225002.5解毒

29、堆存合计15503438由表6-8可知：无钙焙烧不仅大大降低了铭渣外排量，在生产过程中产生的烟尘、窑灰、铝泥等外排物，也大大低于有钙焙烧。综上可得，无钙焙烧环境效益极为显著：每吨重铝酸钠无钙焙烧排渣量仅为0.8t,含六价铭（以Cr?O3）0.2%;而有钙焙烧排渣量为22.5t,含水溶及酸溶六价铭K2%。如果均不解毒，由渣带到环境的六价格，无钙焙烧仅为有钙焙烧的3虬有钙焙烧必然产生致癌物倍酸钙，含格酸钙的料、渣、粉尘、雾滴不仅充斥各操作点，而且随渣、烟雾、废水离开厂区带入环境，是铭盐工人肺癌高发病的根源；无钙焙烧则无此弊病。因此无钙焙烧在劳动安全卫生和环保环境方面明显优于有钙焙烧。无钙焙烧所产生

30、的外排细渣含少量水溶性六价格，易于解毒排放，有利于格渣治理。1.1.4.2废水理论上红矶钠生产是一个耗水工艺，不应有含铝废水排出，但实际情况比较复杂，特别是工艺过程中产生的蒸发冷凝水、铝泥、排渣洗涤水、车间地坪冲洗水、化验室废水、厂界收集雨水等低浓度含格废水量较大，做到废水零排放较困难。铭盐生产中，由于浸取工艺用水量较大，浸取熟料对水质的要求不高，上述废水均可并入厂界内循环水池，澄清后送浸取车间做浸取工艺水循环利用。然而有钙焙烧由于排渣量大，渣水泥化，难以实现高效洗涤，造成大量低浓度含铝洗涤水，难以实现水系统的平衡。无钙焙烧由于排渣量少，渣呈沙性，易于浸取过滤，低浓度含铭洗涤水量少，通过对水系

31、统的优化，可实现含倍废水的零排放。由上论述不难得出，无钙焙烧工艺具有环境可行性。1.1.5无钙焙烧的经济可行性1 .技术经济比较无钙焙烧工艺除了在技术、环境方面具有可行性外，同时还具有一定的经济可行性。现将国外20kta重格酸钠工厂无钙焙烧的主要原辅材料及能源消耗与有钙焙烧进行比较，数据见表6-9。表6-9无钙焙烧与有钙焙烧消耗数据对比表项目单位无钙焙烧有钙焙烧格铁矿（Cr2。50%）t/t红矶钠1.161.298纯石(Na2C0398%)t/t红矶钠0.870.890白云石t/t红矶钠1.200大理石t/t红矶钠0.6天然气标准燃/t红矶钠0.80.69料总计/t红矶钠0.015其中：格矿干

32、燥/t红矶钠0.085返渣干燥/t红矶钠0.7其中：氧化焙烧蒸汽：109kcalt红矶钠0.51.0中和10okcal/t红矶钠0.2解毒热压釜10okcal/t红矶钠0.25其他10okcal/t0.05红矶钠废热锅炉产出蒸汽10okcal/t红矶钠0.91.4（注：lkcal=4.1868kJ）由表6-6数据及实践检验可得：(1)无钙焙烧生产成本大体与有钙焙烧持平无钙焙烧的氧化率只有70%,但矿耗却低于有钙焙烧。由该公司生产数据计算可得，每吨重铭酸钠排出含总铭(以Cr2O3计)7.24%的细渣0.83、即由渣带走的C,为0.06t,折合标矿(含Cr2O350%)0.12t,而重格酸钠理论消

33、耗的标准铭矿为L02t,故总矿耗为L14t,相当倍总收率为89.5%。有钙焙烧每吨重倍酸钠排出含总铭2.5%的渣为2.53t,即由渣带走的Cr2。3为075t,相当于标准铭矿0.15t,总矿耗为L16t,铭总收率为87.1%。无钙焙烧时部分纯碱生产铝硅酸镁钠和无定形物，碱耗随铭矿含硅量增加而增大；但无钙焙烧不消耗白云石和石灰石。(2)无钙焙烧铭渣末端治理费用较低无钙焙烧外排格渣仅为有钙焙烧的1/3,且不含酸溶性六价铭，易于解毒，治理费用低；有钙焙烧铭渣六价铭含量高出数十倍，且含酸溶性六价铭，必须加压下用湿法解毒，或干法高温还原，治理费用至少是无钙渣的3倍。单从制备工艺和各种原材料消耗、能耗考虑

34、，其经济效益与有钙焙烧工艺大体持平，综合上述经济指标，结合公用工程费用，将成本考核扩至环境系统，考虑铭渣的处理和环保，无钙焙烧的总成本将低于有钙焙烧，其经济效益大于有钙焙烧的经济效益。因此，无钙焙烧工艺在经济上是可行的。2 .经济效益分析经预算，无钙焙烧方案需总投资约6230万元，方案实施后可实现年均销售收入7644万元，具体的经济指标见表6-10o表670无钙焙烧方案经济指标名称指标备注建设投资（万元）6230.00产品销售收入（万元/年）7644.00平均值投资利税率（%）25.15平均值贷款偿还期（年）4.36含建设期投资回收期（年）4.62由表6-10可知，投产5年内就可回收全部投资。

35、综上所述，本项目有着较好的经济效益和社会效益，具有经济可行性。1.1.6要进一步研究解决的问题无钙焙烧清洁生产铭盐的工艺方法工艺技术合理、资源有效利用率高、社会环境效益显著，是当前中国铭盐企业进行技术革新、实现清洁生产的技术首选，也是我国格盐行业的主要发展趋势。但要切实实施无钙焙烧工艺，还需进一步研究解决以下几方面的问题。1.1.1.1造粒工序的技术攻关目前国内外工业性试验发现：无钙焙烧工艺比有钙焙烧更易于结圈，且首先出现于回转窑的中后段，窑直径越小，结圈几率越大。其原因除了热工状态及操作因素外，与炉料均匀度和偏析有重大关系。因此，造粒工序还有待于进一步的技术攻关。无钙焙烧生料各成分的相对密度

36、相差较大，铝铁矿为4.7,返渣的平均相对密度越4（占返渣量一半的镁铁矿是4.5）,纯碱仅2.55。另外，各成分粒度也不一，铝铁矿和返渣均经磨细，纯碱粒度较大，有时还受潮结块，必须使用高效混料机才能得到高均匀度的生料。生料在回转窑尾部的主要运动形式是滑动和翻滚，起到重选分离作用，但此过程中翻滚扬起的微细矿粉易被窑气流带入降尘室，易造成偏析现象。为了避免结圈和偏析，可采用高效混料机械和大型回转窑，也可采用造粒焙烧。造粒不仅可以防止偏析，而且造粒液形成的毛细管可容纳较多的熔液，可减少溢至颗粒表面的熔液量，故粒量不易结圈，且可提高铭的氧化率。据报道，德国曾将未经干燥的230份湿渣（含水22%,Cr2O

37、3约8%）同已经混匀的100份铭矿和70份纯碱混合物直接在带高速回转搅拌器的水平混料机中造粒，得到粒径0.13mm占70%的粒料，干燥后送入回转窑于10301080焙烧3h,窑壁完全不结疤，且矿氧化率达90%。1.1 .1.2无钙焙渣的综合利用格渣是格盐行业最大污染源，也是铭盐环保最大的难题，只有解决铝渣问题才可能说解决铭盐环保问题，“渣害”问题关系企业的生死存亡。目前较好的技术是运用无钙焙烧新工艺从源头减少铭渣生成。无钙焙烧工艺通过旋流分级将一部分粗渣返回焙烧系统循环利用，所排渣只是旋流分级后的细渣，但是“无钙”不等于“无渣”，只是数量的多少而己，采用无钙焙烧技术后同样面临铭渣的处理，因此无

38、钙焙渣的综合利用也有待进一步的研究。无钙焙烧浸取渣的物相组成及其性质见表6-11。表6-11无钙浸取渣的物相组成物相分子式熔点/相对密度磁性酸溶性铭铁矿(Mg,Fe)(Cr,Al,Fe)2017004.7弱不溶镁铁矿(Mg)(Fe,AD2O417504.5强稍溶方镁石MgO28003.58无溶铝硅酸镁钠Na2MgAl2Si3O1213003无溶无定形物含Na,Si,Al,Mg,Fe600软化3无溶浸取渣经过旋流分级，分为粗渣和细渣，质量比大体控制在70:30或3:1。现将美国西方化学公司的无钙焙烧铭渣进行分析，其组成见表6-12。表672无钙焙烧错渣组成/（质量百分数）成分美国西方化学公司铭矿

39、粗渣细渣（处理前）细渣（解毒后）Cr2O341.0约141.757.5CrO3CrOi2-0.75Fe2O324.431.040.5Al2O320.018.0MgO11.014.013.0SiO211.02.52.5CaO1.03.03.0Na2O3.03.0V2O50.750.75TiO20.291.01.0SO221.31.3Cl0.5灼减8.08.0根据无钙铝渣的物相组成及其特性，目前对无钙焙渣的综合利用主要有将格渣做“烧结镁砂”的原料、用于高炉炼铁的造渣剂和冶炼金属镁的原料等。如何彻底解决铭渣的污染问题，使铭渣变废为宝，实现铭渣的零排放，是下一步需解决的问题。1.2 方案”堆存铭渣干法

40、解毒掺料制水泥”1.2.1铭渣解毒及综合利用是铭盐行业可持续发展的前提条件格盐是国民经济不可缺少的重要原料，应用范围覆盖全国10%的商品生产，目前国内铭盐年产量达30多万吨，市场需求呈快速上升趋势。但铭盐生产的污染问题尤其是多年存积的铭渣污染，已成为最严重的环境问题之一，严重阻碍了铭盐工业的进一步发展，成为制约行业发展的瓶颈。格盐生产中产生量最大的固体废渣，即铭酸钠浸取废渣，因其有六价铭而具有毒性。这些铭渣不加处理长期堆放，则使渣中的水溶性六价铭随雨水或是地表水渗入地下，会造成水源和土壤的污染，继而危害农田，损害人、畜和其他生物健康，严重污染生态环境。目前全国各地积存的400多万吨铭渣，已成为

41、化工行业的难题。为减少铭渣对环境的污染，我国对铭渣的处理利用虽已做了大量工作，但是还存在不少问题，格盐行业的污染状况尚未得到根本解决。近年来，有些格盐厂严重污染环境的情况经新闻媒体爆光后，引起了全国人大和国务院领导的高度重视，国家发改委和国家环保总局正在采取具体措施落实铭渣污染治理工作，以期在2008年年底前，完成所有铭化合物企业历年堆存铭渣的无害化处理，彻底清除原有铭渣的污染源，在2010年年底前实现铭化合物的清洁生产，在2012年基本完成铝渣污染场地的治理和恢复工作，为人民的身体健康和环境安全提供保障。格渣治理必须遵循“减量化、无害化、资源化”的原则，铭渣的无害化处理和资源化利用，为铭盐企

42、业的可持续发展创造条件，铭渣的解毒以及综合利用已经成为铭盐行业可持续发展的前提条件。1.2.2将渣解毒和综合利用是振华公司生存发展的保证1.国家发改委和环保总局以发改环资20052113号文下达了“国家发展改革委国家环保总局关于印发铭渣污染综合整治方案的通知”，明确了全国格渣处理和推行格盐清洁生产的指导思想、原则、目标，提出了相应的政策和措施，在2010年底以前，所有堆存铭渣实现无害化处置，消除铭渣对环境的威胁。因此对铭渣进行解毒和综合利用是振华公司发展的必然要求。2 .近些年来，化工有限公司一直致力于铭渣的处理和综合利用，已采用铝渣用作水泥矿化剂和代替白云石用于炼铁两种途径消化新渣，但由于历

43、史原因，振华公司现有历年堆存的铭渣14万余吨亟待治理，如此巨量的含铭危险废物，是黄石地区的重大环保隐患，如果不迅速加以处置，会造成土地侵占，有限资源自由流失，污染生态环境和人体健康；而铭渣除含铭外，还含有CaO、MgO、Fe2O3等有用成分，对其综合利用很有必要。3 .化工有限公司地处长江边，属环境敏感地区，尽快消除铭渣污染也是保护长江水系水质和群众健康的迫切需要。4 .对铭渣进行去毒处理和资源综合利用，既可彻底消除原有铭渣对环境和人身安全的威胁，又能实现废物的有效利用，为提高我国铭盐工业环保水平起到促进作用，对改善黄石市的环境质量具有重要的作用，同时也符合“减量化、再利用、资源化”的循环经济原则，是发展循环经济的必要措施。综上可得，铭渣解毒治理和综合利用使堆存铭渣