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1、项目意义
钛白副产硫酸亚铁是硫酸法钛白生产中的主要副产品,每吨钛白粉要副产七水硫酸亚铁3.5~4吨。因其含多种杂质,不能直接利用。到目前为止,除少量用作净水剂、肥料和饲料添加剂外,绝大部分作为废弃物抛弃,浪费硫和铁资源,严重污染环境。随着钛白粉工业的发展,生产规模的不断扩大,解决钛白副产品硫酸亚铁的综合利用问题已迫在眉睫。
到目前为止,国内还没有一条完整的能有效综合利用钛白副产硫酸亚铁的工业装置。
我省盛产烟草、茶叶、柑橘、葡萄等忌氯作物,需要大量的无氯钾肥硫酸钾;同时钛白粉产量大,副产物硫酸亚铁浪费污染严重。为此,四川大学化工学院经过多年的研究,开发出一条完整的有效综合利用钛白副产硫酸亚铁的工艺路线,即用硫酸亚铁制硫酸钾并联产高纯磁性氧化铁和氯化铵(1吨硫酸钾联产0.45吨高纯氧化铁和0.62吨氯化铵)。不仅解决了环境污染,又生产了具有高附加值的、适销对路的农用、电子行业用产品,属清洁矿物加工、现代绿色化工新技术,具有很高的经济效益和社会效益。
2、市场分析
硫酸钾是一种高效几乎不含氯根的钾素肥,适用于多种经济作物,尤其适用于忌氯作物(如烟草、西瓜、柑橘、葡萄、茶叶等)。目前,国内硫酸钾的需求量以每年10%左右的速度增长,每年的钾肥需求缺口达100万t以上。虽然每年进口硫酸钾约50~60万t,但仍远远不能满足要求。国际硫酸钾肥料消费量也以每年5%的速度递增。由于供需间的巨大差距,导致国内硫酸钾的价格已上涨。此外,作为工业原料的硫酸钾还用于制造碳酸钾、钾明矾、钾水玻璃及医药、染料等行业,同样具有非常广阔的市场。
高纯磁性氧化铁为电子行业用产品,用于生产磁记录介质——软磁铁氧体。软磁铁氧体磁性材料及其制品是信息产业不可缺少的基础材料和基础元件,它与集成电路、片式元器件等构成信息产业的基石。要生产高性能的软磁铁氧体,首先需要高纯度、高活性的氧化铁。每生产1吨软磁铁氧体需要约0.9吨高纯磁性氧化铁。国外初具规模的公司年产量一般大于3000吨,TDK、FDK等公司的年产量更是高达20000吨以上。我国大多数氧化铁生产企业的规模小,年产量普遍低于1000吨,多为低档产品,效益低,在国际市场上缺乏竞争力;而我国如不能自行解决高纯氧化铁的生产问题,不仅会影响我国信息产业的发展,同时不能解决我国信息产业对国外的依赖性。多年来,我国磁材行业一直在寻求生产高纯氧化铁的新途径,而利用钛白副产硫酸亚铁生产高纯氧化铁,不但可以解决高纯氧化铁的生产问题,而且可以达到废物综合利用和消除环境污染的目的。
3、产品方案和规模
生产规模: 年产10000吨硫酸钾、并联产4500吨高纯磁性氧化铁和6200吨氯化铵
产品主要技术指标:
1、产品硫酸钾达到国家农用一级品标准,其中K2O含量≥45%;
2、产品高纯磁性氧化铁达到电子级氧化铁一等品标准,其中Fe2O3含量≥99.2%;
3、产品氯化铵达到农用级国家标准GB29436-92。
4、工艺路线的特点与先进性:
1、 综合利用废料钛白副产硫酸亚铁生产硫酸钾,联产高纯磁性氧化铁和氯化铵,该成套工艺新技术目前国内尚未见文献报导。
2、 铁转化率高达95%以上,制得纯度达99.2%以上的高纯磁性氧化铁,达到电子级氧化铁一等品标准,开辟了一条利用废物规模化生产高纯磁性氧化铁的工艺路线;
3、 硫酸钾收率高达95%以上,产品质量达到国家农用一级品标准,符合烟草专用无氯钾肥的施用标准;副产氯化铵达到肥料级。
4、 治理环境污染,资源充分利用、变废为宝,制得具有高附加值的农用和电子工业用产品。工艺生产过程为全循环,无三废排放,化学元素充分利用,属现代绿色化工新技术,经济效益和社会效益显著。
主要原材料 售 价(元/吨) 产 品 售 价(元/吨)
硫酸亚铁 100 硫酸钾 2300
氯化钾 1700 高纯氧化铁 7200
铵盐 450 氯化铵 600
主要工艺设备:
溶解槽、反应釜、结晶槽、沉降槽、离心机、真空过滤机、浓缩罐、干燥房、煅烧炉、粉碎机、皮带输送机、包装机等
5、经济效益评价
5.1、投资估算(以年产10000吨硫酸钾的规模计)
主要设备投资 2100.0万
厂房建设投资: 300.0万
5.2 经济效益估算
按生产1吨硫酸钾(联产0.45吨高纯氧化铁和0.62吨氯化铵)计,主要技术经济指标如下:
1、原料消耗2380元;
2、公用工程 520元;
3、人工工资 200元;
4、设备折旧 300元;
工厂成本 3500元/吨;
产品销售收入5812元
利税 2312元。
以年产10000吨硫酸钾的规模计,产生的利税为2312万元/年。
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