镍铁合金生产可行性研究报告.docx
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镍铁合金生产可行性研究报告
镍铁合金生产可行性研究报告
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1总论
1.1概述
1.1.1项目概况
项目名称:
某某镍铁合金生产可行性研究报告。
建设内容:
建设24万t/a镍铁合金冶炼生产线及相关辅助生产、生活设施。
拟建规模:
24万t/a镍铁合金。
建设地点:
某某省某某工业园内。
1.1.2承办单位概况
单位名称:
某某公司(以下简称:
某某公司)。
承办单位概况:
某某公司始建于2001年2月26日,于2002年9月30日投产发电,共有员工190名,总装机容量为2×12MW,年发电能力1.75亿kW.h,年供热量62万GJ,是某某集团第三座建成投产的热电厂,也是某某集团第一个按现代企业制度规范运作的热电项目。
某某公司热电项目是一个典型的集节能、环保、发电、供热于一体的资源综合利用型项目。
燃料采用的主要是矿井产出的副产品——煤矸石和煤泥,循环水全部使用井下排出的废水;厂区距离煤矿主副井口及洗煤厂仅300米,燃料运输环节十分便捷,煤矸石通过一部不足300米的皮带直接运送至锅炉,煤泥则采用MNS煤泥管道输送系统,是迄今为止全国唯一一套全封闭、无二次运输的煤泥运输系统。
产出的灰渣用于灰渣砖的制作和水泥添加剂,全部实现回收再利用。
某某公司在某某集团“三三三”管理文化的强势引领下,始终牢固树立科学发展观,以“安全第一、效益至上、环保优先”为经营方针,以“严细管理、真挚敬业、精益求精、追求卓越”为治厂方略,以“管理精细化、行动军事化和运作市场化”为核心管理理念,不断解放思想,创新思维,突出效益根本,夯实安全根基,力求经济高效,兼顾环保达标,积极依靠科技进步和管理创新,持续致力于建设一个本质安全型、资源节约型、绿色环保型、科技创新型、和谐发展型的现代化发电企业,为枣庄矿区的经济发展、环境改善等方面都做出了积极的贡献。
1.2编制依据
(1)某某公司与某某冶金设计研究院签定的可行性研究报告设计合同;
(2)某某公司提交某某冶金设计研究院的有关设计基础资料以及双方技术交流。
1.3项目简介
本项目工程建设6台30MVA矿热电炉,建设规模24万t/a镍铁合金。
工程实施分三期建设,其中一期4万t/a;二期8万t/a;三期12万t/a。
建设内容为:
一期建设1台30MVA矿热电炉、1台φ4.0m×65m干燥回转窑及1台φ4.4m×100m回转窑;二期建设2台30MVA矿热电炉、2台φ4.0m×65m的干燥回转窑及2台φ4.4m×100m回转窑;三期建设3台30MVA矿热电炉、3台φ4.0m×65m干燥回转窑及3台φ4.4m×100m回转窑。
相应配套的总图规划、原料系统、供配电系统、供排水系统、环保设施、消防安全及办公设施等。
1.4工程建设的必要性和可能性
(1)市场优势
镍铁是生产不锈钢的重要原料,在过去的30年间,全球不锈钢产量一直以年平均超过5%的增长率增长。
最近几年,世界不同地区的不锈钢产量有所差异,而亚洲地区不锈钢产量有惊人的增加。
虽然不锈钢的开发不到100年,但不锈钢己经显示出是一种产量增长最快的金属原料,而最近几年其产量增长率甚至超过了塑料产量的增长率。
不锈钢产量有如此高的增长率的驱动力在于它所具有耐腐蚀性和耐氧化性,具有较高的强度重量比,优良的轧制成形性、可焊接性能、低温韧性等特点。
因此,此工程的实施符合市场的需求。
(2)配套满足某某省镍铁市场的需求
目前某某省生产镍合金的厂家仅有临沂、青州、新泰、沾化、微山等,且规模较小,总计年生产能力不足25万吨,而某某省钢铁集团2010年粗钢产量目标为2140万吨,按每吨钢消耗40千克计算,镍铁年需求量约85万吨,所以镍铁市场还没有饱和,需求空间较大。
(3)良好的社会效益
有助于创造就业机会,增加地方财政收入,促进区域经济的发展。
(4)供电优势
拟建项目电能全部由某某热电多联产城市供热工程中的4×50MW热电厂提供保证。
该热电工程分三期建设,一期两炉一机,二期形成三炉两机规模,三期形成五炉四机规模。
三期供热和发电能力分别为:
一期供电3亿kwh;二期供电6亿kwh;三期供电12亿kwh。
因此,项目供电资源保障可靠。
(5)原料资源优势
镍铁合金生产主要原料为进口镍矿石,项目投资建设单位某某公司的母公司枣庄矿业集团具有稳定的货源基础。
同时,枣庄地区煤炭、石灰石资源储量丰富,周边区域焦炭生产厂家众多,因此,项目原料来源可靠。
(6)地理交通优势
拟建项目位于某某省某某工业园内,地理位置优越,是苏鲁豫皖四省交界地。
辖区有“三纵三横”6条省道和国道穿境而过,京沪铁路、京福高速公路和正在建设的京沪高速铁路、枣临铁路、枣临高速公路均在某某设有出入口,特别是京沪高速铁路2011年建成通车后,从某某到北京、上海均只需2个多小时;周边200公里半径内有济南、徐州、连云港、临沂4个机场,京杭大运河上的重要港口、年吞吐量400万吨的枣庄(某某)港即将建成通航,人员往来、货物运输极为便捷。
(7)水资源优势
项目拟建地水资源丰富,某某区水系属淮河流域京杭大运河水系,有主要河流17条,总长175公里。
项目生产、生活及消防用水均由某某工业园提供保证。
(8)生产工艺技术优势
生产线采用国内业已成熟的工艺流程和技术装备,工程建设和今后生产所需要的技术人员、管理人员和生产工人均具备相应的专业技术水平、管理能力和生产技能。
(9)环保优势
“三废”处理符合环保要求。
(10)比较优势
每炼一吨镍铁约需要10吨湿镍矿,矿石主要依赖于国外进口,距离港口远近,决定了运输成本的高低。
西部地区虽然电价便宜,但离港口远,且所生产镍合金主要运往南方,运输费用要每吨合金增加1500~2000元左右。
而沿海地区虽然电价较高,但离港口近,运输费用较低。
因此,项目具有运输便利,且价格低廉的优势。
1.5建设条件及厂址
1.5.1厂址位置
拟建项目位于某某省某某工业园内。
1.5.2建设条件
1.5.2.1主要原料供应
(1)红土矿(含Ni1.9%~2.0%):
年需要量240万t/a,主要由主要由东南亚国家菲律宾、印度尼西亚等进口。
(2)还原剂及燃料:
焦碳作为燃料年需要量为12万t/a,焦碳作为还原剂年需要量为6.24万t/a,焦碳年需要总量为18.24万t/a,还原剂及燃料主要从枣庄境内及周边煤焦化公司购买。
(3)石灰:
年需要量为9.6万t/a,当地境内就有丰富的储量。
(4)电极糊:
年需要量2400t/a,省内就近购买。
1.5.2.2供电条件
拟建项目供电全部由某某热电多联产城市供热工程中的4×50MW热电厂提供保证。
该热电工程分三期建设,一期两炉一机,二期形成三炉两机规模,三期形成五炉四机规模。
三期供热和发电能力分别为:
一期供电3亿kwh;二期供电6亿kwh;三期供电12亿kwh。
1.5.2.3供水条件
本工程生产、生活及消防用水均由某某工业园提供。
1.5.2.4交通运输条件
拟建项目位于某某省某某工业园内,是苏鲁豫皖四省交界地。
辖区有“三纵三横”6条省道和国道穿境而过,京沪铁路、京福高速公路和正在建设的京沪高速铁路、枣临铁路、枣临高速公路均在某某设有出入口;周边200公里半径内有济南、徐州、连云港、临沂4个机场,京杭大运河上的重要港口、年吞吐量400万吨的枣庄(某某)港即将建成通航,人员往来、货物运输极为便捷。
1.5.2.5气象条件及地震烈度
某某区属暖温带半湿润季风型大陆性气候,在一定程度上受海洋调节的影响,有显著的大陆性气候特征,四季分明,气候温和,雨热同季,降水集中。
春季回暖快,降雨量少,多风,蒸发量大,易干旱;夏季炎热、多雨,潮湿,易涝;秋季降温快,雨量骤减,多晴朗天气,晚秋易旱;冬季雨量稀少,寒冷干燥。
(1)气象条件
气温
年平均气温14.3℃
极端最高气温39.1℃
极端最低气温-17.6℃
采暖天数150天
冬季采暖温度16~17℃
降雨量
全年平均年降雨量704.9mm
小时最大降雨量59.4mm
风
夏季主导风向东南风
冬季主导风向西北风
多年平均风速3.0m/s
最大风速18.0m/s
湿度
夏季通风室外计算相对湿度76%
无霜期200天
雪
雪载荷0.25KN/m2
土壤最大冻结深度0.36m
(2)地震烈度
根据《建筑抗震设计规范》GB50011-2001,某某地区抗震设防烈度为7度,设计基本地震加速度为0.10g,根据建筑场地类别调整后的设计特征周期为0.35g,设计地震分组为第一组。
1.5.3工程地质水文条件
拟建厂址场地相对较开阔,地形呈北高南低,无不良地质作用。
场区场地土地类型为中软场地土,建筑地质类别为II类,稳定性较好,建筑适宜。
场区地层地下水为第四系空隙浅水,地下水水位随季节及气象周期呈周期性变化,水位年变幅在1~3cm之间。
勘察期间,从钻空中测得地下水稳定水位埋深0.47~1.66m,水位标高37.7m。
地下水对混凝土具弱腐蚀性,对钢筋混凝土结构中的钢筋具有弱腐蚀性,对钢结构具中等腐蚀性。
1.6主要设计原则
根据国家有关经济建设的方针政策,结合工程的实际情况,确定了下列建设原则:
(1)设计符合国家现行的产业政策、节能减排政策和技术要求;
(2)各专业设计符合国家有关设计规范的要求;
(3)采用成熟、可靠、先进的工艺技术;
(4)工程设计精打细算,力求在满足工艺要求的前提下,尽量节省投资;
(5)环保贯彻“三同时”的原则,采用国内先进的环保设施,各种污染须经严格治理后达标排放。
1.7主要设计内容及建设方案
1.7.1设计内容
本可行性研究对产品方案、镍铁市场、镍铁合金冶炼工艺技术、设备选型、总图布置、烟气处理、公用辅助设施及土建工程、环境保护、投资估算及资金筹措及技术经济分析评价进行研究。
对项目的建设内容进行了详细的分析研究,结合建设地区的特点和条件,综合论证后,确定项目的建设内容为建6台30MVA矿热电炉,年产24万t镍铁合金。
工程一次设计,分三期建设,其中第一期4万t/a;第二期8万t/a;第三期12万t/a,最终形成24万t/a镍铁合金生产线及相关辅助设施。
1.7.2建设方案
(1)第一期建设1台30MVA矿热电炉、1台φ4.0m×65m干燥回转窑及1台φ4.4m×100m回转窑;第二期建设2台30MVA矿热电炉、2台φ4.0m×65m的干燥回转窑及2台φ4.4m×100m回转窑;第三期建设3台30MVA矿热电炉、3台φ4.0m×65m干燥回转窑及3台φ4.4m×100m回转窑。
(2)相应配套的总图规划、原料系统、供配电系统、供排水系统、环保设施、消防安全及办公设施等。
1.7.3主要工艺技术的选择
根据国内外的生产实践,结合业主的实际,生产工艺选择矿石干燥、预还原、电炉冶炼的生产工艺,矿热炉设计选用成熟、可靠的封闭式矿热电炉,可减少烟气处理量,改善工人操作环境,达到环保要求。
电炉主厂房采用钢结构,主要生产技术见各专业有关章节。
1.8技术经济评价
项目总投资为63063万元,其中建设投资53731万元、建设期利息2235万元、铺底流动资金7096万元,销售收入300000万元/a,利润总额32886万元/a,财务内部收益率34.16%,全部投资回收期4.87年,经济效益指标较好,可解决1200人的就业,并带动当地相关产业的发展,具有较好的社会效益和环境效益。
综上所述,本项目的建设合理可行。
主要技术经济指标见汇总见表1-1。
表1-1主要技术经济指标汇总表
序号
指标名称
单位
数量
备注
1
产品和产量
镍铁合金(含镍12%)
t/a
240000
2
原辅材料
湿红土矿
t/a
2400000
石灰
t/a
96000
焦碳
t/a
182400
电极糊
t/a
2400
电极壳
t/a
612
耐火材料
t/a
4320
钢材等
t/a
2400
3
燃料及动力
动力电耗
kwh/a
193500000
冶炼电耗
kwh/a
858000000
新水
m3/a
2160000
4
总图运输
4.1
厂区占地面积
m2
421250.5
5
劳动定员
人
1200
6
主要经济指标
6.1
项目总投资
万元
63063
其中:
建设投资
万元
53731
建设期利息
万元
2235
铺底流动资金
万元
7096
6.2
项目总资金
万元
79620
其中:
流动资金
万元
23654
6.3
销售收入
万元/a
300000
6.4
总成本
万元/a
265955
6.5
经营成本
万元/a
261532
6.6
产品制造成本
元/t
10181.67
6.7
增值税
万元/a
11585
6.8
销售税金及附加
万元/a
1158
6.9
利润总额
万元/a
32886
6.10
息税前利润(EBIT)
万元/a
33765
6.11
所得税
万元/a
8222
6.12
净利润
万元/a
24665
6.13
全部投资财务内部收益率
%
34.16
税后
6.14
全部投资回收期
a
4.87
税后
6.15
总投资收益率(ROI)
%
42.41
6.16
项目资本金投资净利润率(ROE)
%
103.84
6.17
等额还本期
a
3.00
6.18
产能盈亏平衡点
%
45.36
2市场分析
2.1镍简介
镍(Ni)是重要的合金化元素,它使合金的强度和耐蚀性大为提高。
1804年最初从矿石炼出金属镍以后,受当时技术条件及资源缺少等因素的限制,使镍有100年左右没有显著的发展。
直到第一次世界大战前夕,世界镍产量才只有几千吨。
经过第一次,特别是第二次世界大战以后,镍产量急剧增长。
镍是一种用途广泛的金属,而大量的镍是用在各种类型不锈钢、软磁合金和合金结构钢的生产中,这些合金和钢种在石油工业、化学工业以及机械制造工业等方面广泛地被应用。
(1)镍在炼钢中的应用
镍可完全溶解于γ—Fe铁中,在α—Fe铁中的溶解度为10%。
含镍量达5%可提高低碳结构钢的抗拉强度和硬度。
在碳素钢中含有3%镍,可改善其抗拉强度、冲击韧性、屈服点和变形能力。
含镍1%—4%的NiCrMo结构钢,由于这种钢的抗拉强度同质量的比值合适,所以很适于在汽车、机车和机器制造业中。
最重要的含镍钢种和最大的用户是不锈钢和耐热特殊钢。
例如1Cr18Ni9Ti、Cr17Ni11Mo2等一系列耐热不锈钢,热加工性能良好,在机械、医疗、国防、轻工中得到广泛的应用。
(2)在铸铁中的应用
镍在铸铁中有轻微的石墨化作用,可稳定珠光体和减少铁素体含量。
因此铸铁中的镍有助于取得均匀而一体的结构和良好的性能。
添加少量的镍(Ni0.1%—1.0%)会导致形成微细的珠光体,当含镍量较高时,会形成马氏体和奥氏体。
微细而稳定的珠光体可使铸铁具有良好的加工性能和硬度。
因此,加镍铸铁件可用来制造汽车制造业中的铸件。
镍是重要的合金化元素。
它使合金的强度和耐蚀性大为提高。
(3)在低铁镍合金生产中的应用
含铬、钴和钼的低镍铁合金,用高温合金时,一般称哈斯特耐蚀镍基合金,在923℃时的抗拉强度高达233.24MPa。
含Ni30—90%的铁镍合金磁导率高,因而适用电气和电子工业,例如含Ni30%、Fe70%的克莱马克斯合金。
含Ni80%、Cr14%、Fe6%的合金是一种特殊耐蚀的弹簧材料,用于牙科治疗上。
镍也用来作硬币和用在蓄电池工业中。
2.2世界镍资源
世界的镍资源比较丰富,据美国矿物局《矿物商品概要2007》报导,世界已查明的镍金属量储量6400万t。
澳大利亚储量因西部低品位的红土矿可以利用加压酸浸而进行调整,一举超过古巴成为世界第一,镍金属储量为2200万t,占世界的36.1%,其次为俄罗斯、古巴、加拿大、新喀里多尼亚、南非、中国和印度尼西亚,这八个国家占世界总储量的89%。
俄罗斯的镍金属储量为660万t,其他几个国家在320~560万t之间。
俄罗斯尽管按查明储量居世界第二,但其基础储量比南非还少。
见表2-1。
表2-1世界镍储量及基础储量单位:
万t
序号
国家或地区
储量
基础储量
1
澳大利亚
2400
2700
2
俄罗斯
660
920
3
古巴
560
2300
4
加拿大
490
1500
5
巴西
450
830
6
新喀里多尼亚
440
1200
7
南非
370
1200
8
印度尼西亚
320
1300
9
中国
110
760
10
菲律宾
94
520
11
其他国家
506
770
世界合计
6400
14000
按地质成因划分,镍矿床主要分为两大类:
岩浆型硫化镍矿床和风化型红土镍矿床。
根据INCO公司的估计,全世界陆地上镍资源总量中的72%为红土矿,镍资源量为126亿t,平均品位1.28%;28%为硫化镍矿,资源量为105亿t,平均品位0.59%,详见表2-2。
表2-2世界陆上镍资源分布表
资源
类型
资源量
(亿t)
镍品位
(%)
镍含量
(万t)
占全部比例
(%)
硫化矿
105
0.59
6200
27.8
红土矿
126
1.28
16100
72.2
合计
231
0.97
22300
100
红土矿主要分布在南北回归线范围内的两个区域:
一个是大洋洲的新喀里多尼亚、澳大利亚东部,向北延至南亚的印度尼西亚和菲律宾;另一个是中美洲的加勒比海地区。
硫化镍矿主要分布在三个地区,即加拿大的五湖地区及哈得孙湾沿岸、俄罗斯北部的诺里尔斯克及科拉半岛、澳大利亚西部地区。
世界著名的镍矿区有古巴的东北部、加拿大的得伯里、俄罗斯的诺里尔斯克、新喀里多尼亚和菲律宾的苏里镍铁矿区等。
世界的镍资源丰富,按目前的生产能力,查明储量和基础储量分别可以保证50年和100年,并且找矿潜力很大。
中国已查明的镍金属储量约360万t,占世界储量的5.9%。
主要分布在甘肃,占62.2%,其次为云南、新疆、吉林、四川和湖北。
矿床类型主要为硫化镍矿,占86%。
中国的镍资源总体不足,除了金川以外,多为小型贫矿。
2.3生产消费状况
随着第二次世界大战后技术的进步,对镍的需求大量增加。
但在20世纪70年代中期和80年代中期之间,由于受到经济衰退和石油危机的严重打击,镍需求增长停滞。
随着技术的进一步发展,先进材料和合金对镍的需求日益增加,预计未来需求还将继续强劲增长。
镍可提高材料性能,故有多种多样的应用。
表2-3列出了西方世界和中国镍在各种最终用途中的消费比例,主要用途是不锈钢和合金钢(占67%),其它重要用途是镀镍和有色金属合金(各占10%),以及合金铸造。
表2-32009年西方世界和中国镍在各种最终用途中的消费比例
最终用途
不锈钢和
合金钢
有色金属
镀镍
合金铸件
其它
消费比例
67%
10%
10%
4%
9%
过去40年,镍需求的年均增长率接近4%,但在此期间,若逐年比较,镍需求增长率相差很大。
这些周期都受到经济周期和工业发展水平的影响。
在任何一个周期,镍需求增长水平的主要推动力都是不锈钢产量的增长表2-4,在不锈钢增长率最高的时期,镍需求增长率也最高。
表2-5西方世界镍需求周期性年均增长率。
表2-6主要工业发达国家镍消费量。
表2-4镍需求年均增长率
周期和年份1974—1979
1979—1991
1991—1995
1995—2000
2000—2005
2005-2009
年增长率0.1%
0.9%
8.7%
3.5%
4.2%
5.5%
镍需求的波动受到以下因素的影响
(1)不锈钢生产者补进和减少库存导致镍需求的显著上升或下降,这与镍价直接相关;
表2-5镍需求年均增长率
年份
1974—1979
1979—1991
1991—1995
1995—2000
2000—2005
2005-
2009
镍需求年均增长率
0.1%
0.9%
8.7%
3.5%
4.2%
5.5%
不锈钢产量年均增长率
2.4%
3.0%
8.4%
4.5%
5.4%
6.7%
(2)不锈钢废料的供应。
从历史上看,不锈钢废料可获量受镍价的直接影响。
废料仍将继续是影响镍市场的一个因素,虽然20世纪90年代初独联体出口废料的浪潮不能重演,但是一方面,废料将继续与原镍竞争,另一方面,废不锈钢的持续回收也支持了镍作为可清洁回收材料的形象。
表2-61998-2003年工业发达国家镍消费量单位:
万t
国家
1998
1999
2000
2001
2002
2003
平均增长率%
世界合计
99.2
105.7
117.9
117.9
120.7
123.9
4.55
日本
16.1
16.4
19.2
19.9
17.0
18.2
2.48
美国
14.9
14.0
14.7
15.0
10.7
8.9
-10.56
中国
4.2
3.9
5.8
8.5
8.4
13.3
25.93
德国
9.0
9.7
12.6
10.3
11.8
9.5
1.09
意大利
5.3
5.5
5.3
6.3
7.2
7.0
5.72
韩国
7.2
9.0
9.0
5.9
9.6
11.3
9.43
中国台湾
8.0
10.4
10.6
9.2
10.4
10.3
5.18
芬兰
3.7
4.6
4.9
4.8
6.8
9.0
19.46
瑞典
2.7
3.0
3.2
4.8
5.0
4.8
12.20
2006年世界精炼镍产量为136.2万t,主要生产国有俄罗斯、加拿大、日本、澳大利亚、中国等。
其中俄罗斯产量为27.4万t,约占当年全球产量的20.5% ,居世界第一位,中国的产量增速迅猛,一方面是由于金川、吉镍、新疆众鑫等公司在原有的基础上不断扩产的结果,同时大量的含镍生铁增加了中国镍的产量。
2007年世界精炼镍的产量为146.4万t,同比增加7,5%,其中俄罗斯的产量约为26.7万t,中国的产量约为24.5万t。
加上含镍生铁,中国已成为世界第二大镍生产国。
数据显示:
2006年中国镍铁产量迅速增加到3万t(含镍金属), 2007年达到13万t(含镍金属),2008年达到17万t(含镍金属)。
据HeinzPariser公司第商品分析师GerhardPariser预测,2009年全球镍消费量达114万吨,2010年原镍消费量有望同比增长15%,达141万t。
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