富钾板岩综合利用项目建议书

　　一、资源概况
　　白云鄂博是举世闻名的铁—稀土—铌共生的大型矿山，不仅如此，矿区还蕴藏着丰富的钾资源——富钾板岩，其主要产于白云鄂博矿区向斜轴部，主东矿体上盘。其平面形态多呈似层状、透镜状，东厚西薄，局部夹有白云质大理岩透镜体，与下伏白云石型铁矿呈整合接触。富钾板岩在主东矿上盘长约3.0km，宽约0.5km，延深约0.3km,其矿石总量超过2.0亿吨,K2O含量大于10.0%，其化学成分为(Wt%)： SiO2 55.40 T iO2 0.29 AL2O3 14.32 Fe2O3 3.26 FeO 4.99 MnO 0.23 MgO 3.50 CaO 2.37 Na2O 1.52 K2O 12.24 P2O5 0.15 H2O+ 1.06 H2O-- 0.21 CO2 0.70
　　据X射线物相鉴定,富钾板岩的矿物成分以钾长石(微斜长石,少量正长石及条纹长石)为主,约占80%以上。其次有少量斜长石（中长石、更长石）及石英、黑云母、角闪石、碳酸盐、绿泥石和铁钛氧化物含稀有稀土元素矿物等，期中Fe2O3、FeO、MgO含量高，矿物成分较复杂。
　　白云鄂博矿区交通方便，已建成比较完善的工业生产基础体系，富钾板岩作为铁矿石的顶板岩石，已经大量开采，露天堆放，运输成本低廉。对其进行开发利用，不仅可以在一定程度上缓解我国北方地区对钾肥的需求，带来十分可观的经济、社会效益，而且对于大量矿山废弃物的资源化，改善区域生态环境也具有重要意义。

　　二、产品及主要工艺
　　富钾板岩经破碎、选矿后，可获得纯度90%左右的钾长石精矿粉，采用中国地质大学材料科学与工程学院发明的专利技术，通过加入添加剂，使钾长石在较低温度下分解，经过水热合成和分离过程，Si、Al元素进入沸石骨架，而K则以离子形式存在于溶液中，可提取K2CO3。也就是说，以白云鄂博地区富钾板岩经选矿提纯生产的钾长石精矿粉为原料提取碳酸钾，同时合成沸石分子筛的工艺流程为：富钾板岩－选矿提纯－钾长石精矿粉－配料－焙烧－胶化－水热结晶合成－过滤分离。固相部分经干燥即为沸石分子筛粉料，母液相经蒸发分离制取白炭黑和碳酸钾等化工产品。
　　这种工艺的基本特点是：
　　（1）原料物尽其用，最大程度资源化：富钾板岩经破碎和选矿，得钾长石精矿粉，用于合成沸石分子筛和提取白炭黑、K2CO3，后续工艺中不产生新的废渣。选矿过程中所余重磁性物相部分尚有可能进一步利用。
　　（2）水资源利用率高，无废水排放：在富钾板岩选矿、合成沸石分子筛和提钾过程中，只有少量水在分离K2CO3过程中被蒸发掉。绝大部分水都可以循环使用。因而，水资源可充分利用，无废水排放。
　　（3）CO2气体回收利用，无废气排放：整个工艺过程中唯一产生废气的环节是焙烧过程，气体主要组分是CO2，由于后续工艺的需要，产生的气体可经过除尘净化后应用于对母液的酸化，所以，无废气排放。
　　（4）焙烧尾气热能利用，能源消耗可望最低：经过集约化设计，整个工艺过程的能耗可大大降低，除了通过加入配料使钾长石分解温度降低而节约能耗外，在工艺设计上还能提高能源利用率。焙烧过程中产生的尾气带有大量热量，可利用尾气预热焙烧料，加热和蒸发母液，从而使整个工艺过程的能耗可望降低到最低水平。
综上可以看出，利用白云鄂博地区富钾板岩生产的钾长石精矿粉合成沸石分子筛，同时提取白炭黑和K2CO3的工艺，基本上可达到“三无”高效工业要求，符合国家环保政策，其工艺技术是完全可行的。工艺中的原料焙烧、沸石分子筛的水热合成、白炭黑和K2CO3提取分离技术，在国内相关领域中都有成熟的经验。所需的主要设备高温焙烧炉、水热合成反应釜和K2CO3合成分离装置等，在国内均有生产厂家，无需进口。

　　三、市场分析
　　1、合成沸石主要用于三个领域：洗涤剂助剂、吸附剂和催化剂。用于洗涤剂助剂的沸石需求量与洗涤剂工业发展密切相关，年需求量约为12--13万吨。因此，合成沸石在这方面的用量可望稳定高速增长。沸石吸附应用领域的新用途也不断扩大，乙烯生产和高压吸附剂制氧装置的沸石需求大幅度增长。据预测，高压吸附装置在今后几年将广泛使用，沸石需求量也将随之增大。据美国《化学市场报》援引的一项研究报告报道，到2000年，美国沸石市场规模将由1995年的5.18亿美元增长到2000年的5.79亿美元,平均年增长率为3.8%。沸石催化剂在碳化、催化裂化、加氢裂化、炼油及其它石油化工中占有重要位置。此外，合成沸石的应用大有市场潜力。
　　2、白炭黑主要用作天然橡胶和合成橡胶的补强材料、合成树脂的填料、油墨增稠剂、涂料中颜料的防沉淀剂、消光剂、车辆及金属软质抛光剂中的防沉降剂；还可用作药载体和轻量新闻纸的填料。我国沉淀SiO2的生产能力是非常小的，每年尚需进口大量的白黑炭，特别是橡胶工业，市场前景良好。
　　3、碳酸钾主要用于生产玻璃和光学玻璃，可提高玻璃透明度、强度及折光系数；生产电焊条，可防止焊接时的断弧现象；还可作为电子管、电视显象管等的原料。近年来，对电视机特别是家用计算机的需求迅速增长，使碳酸钾的需求量增长很快，导致世界碳酸钾主要生产国美、日、中、韩等国纷纷改扩建或新建生产线。国内目前市场价格一级品为5000--6000元/吨，碳酸钾含量高于98%的产品产品价格为5700—6200元/吨。据美国《化学市场报》报道，Potash corporation of saskatchewan lnc从1997年2月17日起将其碳酸钾的价格每吨从76美元提高到84美元，与此同时，IMC Global Inc 也将碳酸钾的价格每吨提高6美元。这两家公司的碳酸钾生产能力占北美地区碳酸钾生产能力的80% 。市场分析专家指出，由于原苏联地区碳酸钾的生产和出口下降，导致市场供求关系发生变化，从而使价格上扬。总之，碳酸钾的市场行情看好。

　　四、经济效益分析
　　白云鄂博地区富钾板岩储量丰富，矿石已大量开采并露天堆放，若在当地建厂，原料的运输费用甚少。所需配料均为常规化工原料，来源丰富，价格较低，三种主要产品沸石分子筛粉料、K2CO3和白炭黑都是目前市场上的急需产品，沸石分子筛这种新型无机微孔材料已被广泛应用于石油化工、轻化工、建筑业、农业、环保工业、电子电池工业和空间技术等领域，且其应用范围仍在不断扩大，市场需求量很大，许多国家正在建厂投产。
　　我国年产洗衣粉达200万吨，其中绝大部分都含有机磷。大量的含磷化合物排放到江河湖海中，造成了严重的水质污染，改变了水生物的自然平衡，给环境质量造成了很大的威胁。在80年代，日本已开始采用沸石代替三聚磷酸钠作为洗涤助剂，目前产品的无磷化率将近100% 。保守估计，我国若以沸石代替三聚磷酸钠生产无磷洗涤剂，对沸石的需求量每年至少达40—50万吨。

　　1、经营规模
利用白云鄂博地区富钾板岩生产的钾长石精矿粉合成沸石分子筛及提取白炭黑和K2CO3的工艺技术是可行的。考虑到综合利用钾长石精矿粉进行多种产品的生产，所需设备多、技术含量高，因而宜建大型生产厂，以下按年处理1万吨钾长石精矿粉规模进行经济效益分析。
　　2、物耗及成本（见下页表）
　　3、总产值
　　4、劳动定员
　　劳动定员300人，其中管理人员占10%，生产职工占60%，后勤占10%，科技开发销售占20%。
　　5、建厂投资
　　主要设备：3000万元
　　土建工程：600万元
　　辅助设施：400万元
　　基建投资合计：4000万元
　　流动资金：2000万元
　　总 计：6000万元