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用尾矿生产微晶玻璃板材的技术经济分析
2011-08-01
介绍了利用尾矿生产微晶玻璃板材的技术,并对微晶玻璃板材生产的市场前景、项目 投资进行了分析。结果表明,利用尾矿生产微晶玻璃板材,可以取得良好的经济效益和社会 效益。
矿 产 保 护 与 利 用 CONSERVATIONAND UTILIZATIONOF MINERAL RESOURCES 第 6 期 000 年 12 月 № . 6 Dec. 2000 2 二 次 资 源 Ξ 用 尾 矿 生 产 微 晶 玻 璃 板 材 的 技 术 经 济 分 析 刘 保 顺 , 袁 怀 雨 , 贾 苏 燕 ( 北 京 科 技 大 学 资 源 工 程 学 院 ,北 京 ,100083) 摘 要 :介 绍 了 利 用 尾 矿 生 产 微 晶 玻 璃 板 材 的 技 术 ,并 对 微 晶 玻 璃 板 材 生 产 的 市 场 前 景 、项 目 投 资 进 行 了 分 析 。 结 果 表 明 ,利 用 尾 矿 生 产 微 晶 玻 璃 板 材 ,可 以 取 得 良 好 的 经 济 效 益 和 社 会 效 益 。 关 键 词 :尾 矿 ;微 晶 玻 璃 ;生 产 工 艺 ;投 资 中 图 分 类 号 :X751 文 献 标 识 码 :B 文 章 编 号 :1001 - 0076(2000) 06 - 0043 - 03 Technological and Economical Analysis of The Tailings in MakingCeramic- Glass Slate L IU Bao - shun , YUA N Hui - yu , JIA S u - yan ( Resource Engineering Institute , Beijing University of Science and Technology , Beijing 100083 , China) Abstract : The paper provides a technology to making micro - ceramic - glass slate for reducing tailings , analyzes the market and the investment for the technology. The result shows that the technology can get both economic and social benefit greatly. Key words : tailings ; ceramic - glass ; production technology ; investment   矿 山 生 产 要 产 生 大 量 的 尾 矿 ,用 尾 矿 生 强 度 、防 震 能 力 等 ) 和 化 学 性 质 (如 抗 酸 、碱 能 力 等 ) 都 大 大 优 于 天 然 石 材 以 及 一 般 的 陶 瓷 或 玻 璃 ;而 且 光 泽 度 高 ,又 可 制 造 成 人 们 所 喜 好 的 不 同 颜 色 ;同 时 便 于 制 成 弧 形 板 用 于 装 修 圆 柱 ,因 而 受 到 建 筑 界 的 青 睐 。 产 微 晶 玻 璃 板 材 ,其 附 加 价 值 高 ,既 能 充 分 利 用 矿 产 资 源 ,保 护 生 态 环 境 ,又 能 取 得 良 好 的 经 济 、社 会 效 益 。 1 微 晶 玻 璃 板 材 市 场 据 国 家 统 计 局 1999 年 数 据 调 查 估 计 ,目 微 晶 玻 璃 最 初 作 为 高 级 绝 缘 材 料 用 于 供 前 国 内 建 筑 装 饰 石 材 每 年 用 量 以 2cm 厚 度 2 电 行 业 ,后 来 扩 大 应 用 到 建 筑 业 作 为 高 级 建 筑 材 料 ,可 广 泛 用 于 建 筑 物 的 内 外 装 修 。 从 计 算 近 2 亿 m ,到 2005 年 ,年 需 求 量 会 达 5 2 亿 m 。 但 目 前 石 材 市 场 的 发 展 ,存 在 着 自 然 8 0 年 代 中 期 以 来 ,它 在 国 际 上 已 经 得 到 了 比 资 源 的 减 少 、开 采 石 材 破 坏 环 境 和 花 岗 岩 放 射 性 污 染 等 问 题 。 随 着 全 球 性 环 保 意 识 的 增 较 广 泛 的 应 用 。 其 特 点 是 :物 理 性 质 (如 抗 压 Ξ 收 稿 日 期 :2000 - 09 - 30 作 者 简 介 :刘 保 顺 (1967 - ) ,男 ,讲 师 ,硕 士 。 分 44 分 矿 产 保 护 与 利 用 2000 年 强 ,花 岗 岩 、大 理 石 等 天 然 石 材 的 开 采 量 日 趋 下 降 ,微 晶 玻 璃 板 材 以 其 优 越 的 理 化 指 标 、完 美 的 装 饰 效 果 ,逐 渐 被 人 们 所 接 受 。 用 微 晶 玻 璃 板 材 替 代 部 分 天 然 石 材 已 是 大 势 所 趋 , 市 场 极 为 广 阔 。 似 。 表 1 普 通 玻 璃 化 学 成 分 ( %) Al CaO MgO Na 成 分 SiO 2 2 O 3 2 O 2 K O 含 量 72~ 76 1. 5~ 2. 5 6~ 8 2~ 4 11~ 13 < 2 微 晶 玻 璃 板 材 国 际 市 场 上 的 价 格 达 100 2 ~ 200 美 元 / m 。 日 本 、韩 国 及 台 湾 的 主 要 生 3   微 晶 玻 璃 板 材 生 产 技 术 产 商 均 采 用 烧 结 法 工 艺 及 纯 工 业 原 料 生 产 。 在 日 本 微 晶 玻 璃 板 材 已 占 花 岗 石 材 市 场 的 3 . 1 生 产 工 艺 流 程 目 前 国 内 外 微 晶 玻 璃 的 生 产 工 艺 有 好 几 1 / 3。 我 国 现 有 唐 山 大 唐 饰 材 、天 津 国 际 标 准 种 ,如 水 淬 法 、浇 铸 法 、压 延 法 等 。 浇 铸 法 和 压 延 法 工 艺 难 度 大 ,不 易 控 制 ,且 其 产 品 无 花 纹 ;水 淬 法 相 对 来 说 工 艺 控 制 比 较 简 单 ,对 设 备 的 要 求 不 太 高 ,现 有 国 内 工 业 水 平 完 全 可 以 满 足 生 产 的 要 求 。 我 们 试 验 研 究 均 用 水 淬 法 。 水 淬 法 工 艺 流 程 为 :原 料 → 破 碎 → 球 磨 建 材 有 限 公 司 ,广 东 茂 名 中 辰 集 团 建 筑 材 料 有 限 公 司 等 多 家 企 业 利 用 烧 结 法 工 艺 ,使 用 化 工 原 料 生 产 白 色 、灰 色 、米 黄 色 系 列 微 晶 玻 璃 板 材 上 市 ,先 后 在 国 内 装 修 了 北 京 首 都 机 场 新 候 机 楼 大 厅 、外 交 部 签 证 大 厅 、中 国 人 民 银 行 、人 民 大 会 堂 等 。 1998 年 我 国 微 晶 玻 璃 有 行 无 市 的 局 面 得 到 了 改 变 。 → 烘 干 → 配 料 → 熔 化 → 水 淬 → 烘 干 → 装 模 → 晶 化 → 切 割 抛 光 → 成 品 。 2 微 晶 板 材 的 成 分 要 求 原 料 加 工 :原 料 粒 度 要 求 小 于 40 目 ,而 来 自 选 矿 厂 的 尾 矿 ,一 般 来 说 其 粒 度 已 能 满 足 配 料 的 基 本 要 求 ,因 此 不 需 进 行 破 碎 和 研 磨 ,但 若 铁 含 量 超 过 3 %~ 5 % ,必 须 对 其 进 行 强 磁 预 选 以 降 铁 。 而 来 自 采 场 的 围 岩 则 具 有 较 大 的 块 度 和 粒 度 ,因 此 必 须 对 其 进 行 破 碎 和 研 磨 处 理 ,以 便 达 到 配 料 的 粒 度 要 求 。 熔 化 和 水 淬 :原 料 处 理 后 经 化 验 分 析 ,按 照 配 方 要 求 进 行 配 料 。 配 合 料 混 合 搅 拌 均 匀 后 即 可 入 炉 ,进 行 熔 化 。 对 于 微 晶 玻 璃 的 熔 化 温 度 和 质 量 要 求 来 说 ,一 般 国 内 玻 璃 窑 炉 均 可 满 足 要 求 。 玻 璃 熔 化 结 束 后 ,直 接 将 其 倒 入 水 中 ,水 淬 成 1~ 5mm 的 颗 粒 。 所 谓 微 晶 玻 璃 ,即 是 将 特 定 组 分 的 原 料 经 过 特 定 的 工 艺 过 程 烧 制 而 成 的 晶 相 与 玻 璃 1 ] [ 相 的 复 合 体 ,在 玻 璃 相 内 含 有 少 量 硅 辉 石 或 透 辉 石 等 针 状 微 晶 ,为 玻 璃 相 与 结 晶 相 的 复 合 相 多 晶 陶 瓷 ,其 中 大 部 分 为 非 晶 态 的 玻 璃 ,少 部 分 为 结 晶 体 。 微 晶 玻 璃 的 主 要 成 分 是 SiO2 , 其 次 是 Al2O3 、 CaO、 MgO、 K2O、 Na2O 等 ,许 多 尾 矿 成 分 与 之 相 似 。 据 实 验 室 初 步 研 究 结 果 ,尾 矿 在 微 晶 玻 璃 原 料 中 可 以 占 到 25 %~ 36 % (如 要 求 成 品 为 暗 色 ,尾 矿 的 用 量 还 可 以 更 多 ) ,再 加 上 废 玻 璃 、废 石 等 , 固 体 废 料 可 达 80 %~ 90 %。 根 据 实 验 室 烧 成 试 验 ,在 微 晶 玻 璃 的 物 相 中 ,主 要 是 少 量 的 钙 镁 硅 系 列 的 硅 辉 石 及 透 辉 石 结 晶 相 ,其 余 的 为 非 结 晶 态 的 玻 璃 相 , 也 就 是 说 这 是 一 种 纤 维 状 结 构 ,这 种 结 构 是 决 定 微 晶 玻 璃 物 理 机 械 性 能 的 主 要 因 素 。 在 保 证 一 定 数 量 的 硅 辉 石 及 透 辉 石 结 晶 相 成 分 的 前 提 下 ,主 要 的 非 结 晶 相 成 分 应 与 晶 化 :将 水 淬 后 的 玻 璃 颗 粒 称 量 后 铺 放 在 耐 火 模 具 中 ,将 其 连 同 模 具 一 起 置 入 晶 化 炉 中 即 可 开 始 晶 化 过 程 。 对 模 具 的 要 求 是 平 整 、不 易 开 裂 。 晶 化 过 程 中 升 温 速 度 不 宜 过 快 ,否 则 结 晶 不 充 分 ,也 容 易 损 坏 模 具 ;升 温 速 度 太 慢 则 加 长 了 生 产 周 期 ,减 少 产 量 ,影 响 效 益 。 在 1200 ℃ 左 右 呈 半 熔 融 状 态 ,表 面 流 平 ,在 此 温 度 下 保 温 10min 左 右 ,然 后 降 温 退 [ 1 ] 普 通 玻 璃 的 化 学 成 分 (大 致 如 表 1 所 示 ) 类 第 6 期 刘 保 顺 等 :用 尾 矿 生 产 微 晶 玻 璃 板 材 的 技 术 经 济 分 析 分 45 分 火 。 玻 璃 料 晶 化 后 即 可 形 成 类 似 花 岗 岩 的 颗 粒 状 图 案 ,主 要 是 半 透 明 的 玻 璃 相 与 不 透 明 的 结 晶 相 的 共 存 体 ,经 X - 射 线 粉 末 衍 射 测 定 ,主 要 结 晶 相 为 β - 硅 辉 石 和 少 量 透 辉 石 , 结 晶 相 总 量 约 为 40 %。 基 建 总 投 资 380 万 元 ,建 设 期 3 个 月 ,试 产 期 1 个 月 。 (2) 流 动 资 金 (包 括 试 产 期 在 内 6 个 月 的 使 用 量 ) 总 计 350 万 元 。 总 合 格 率 80 %(扣 除 损 耗 ) 。 2 2 切 割 及 研 磨 抛 光 :晶 化 后 的 产 品 表 面 已 基 本 平 整 ,但 略 显 凹 凸 ,用 一 般 石 材 切 割 研 磨 抛 光 设 备 ,即 可 达 到 理 想 的 抛 光 效 果 ,而 且 比 一 般 石 材 磨 削 厚 度 小 ,因 而 效 率 高 。 合 格 板 材 0. 8 万 m ,价 格 按 500 元 / m , 产 值 400 万 元 。 2 (3) 正 常 生 产 平 均 成 本 约 365 元 / m 。 2 毛 利 135 元 / m ,年 毛 利 216 万 元 。 3 . 2 试 验 结 果 4. 2 微 晶 玻 璃 板 材 投 资 方 案 2 2 应 用 自 行 研 制 的 快 速 电 脑 配 料 系 统 ,我 (1) 年 产 5 万 m 板 材 ,部 分 进 口 设 备 , 们 可 以 对 不 同 的 方 案 进 行 不 同 配 比 的 反 复 优 化 研 究 ,在 方 案 优 化 的 基 础 上 ,实 验 室 和 中 试 均 已 研 制 出 合 格 的 微 晶 玻 璃 板 材 的 样 品 。 其 中 在 实 验 室 成 功 地 制 成 了 包 括 黑 、兰 、绿 、红 、 黄 等 各 种 颜 色 的 产 品 。 产 品 与 天 然 石 材 的 理 化 性 能 指 标 对 比 如 表 2 所 示 。 产 品 规 格 900 资 1200 资 20mm ,900 资 1800 资 18mm。 基 建 总 投 资 1100 万 元 ,建 设 期 半 年 ,试 产 期 1 个 月 。 (2) 流 动 资 金 (包 括 试 产 期 在 内 6 个 月 的 用 量 ) 总 计 728 万 元 。 总 合 格 率 (扣 除 损 耗 ) 80 %。 2 表 2 微 晶 玻 璃 板 材 与 天 然 石 材 理 化 指 标 对 比 2 合 格 板 材 2 万 m ,价 格 按 700 元 / m ,产 值 1400 万 元 。 3) 平 均 成 本 约 364 元 / m 。 毛 利 336 微 晶 玻 璃 板 材 特 性 大 理 石 花 岗 岩 2 ( 2 抗 压 强 度 (t/ cm ) 防 震 能 力 1. 2~ 5. 6 0. 9~ 2. 3 0. 6~ 3. 0 2 元 / m ,年 毛 利 1680 万 元 。 2. 5 2. 1 2. 0 莫 氏 硬 度 6. 5 3~ 5 10. 30 0. 30 2. 7 5. 5 5 总 结 耐 酸 性 (1 %H SO 4 ) 0. 01 1. 00 0. 10 2. 6 2 耐 碱 性 (1 %NaOH) 0. 01 经 过 近 10 年 实 践 探 索 ,生 产 微 晶 玻 璃 板 3 密 度 (g/ cm ) 2. 7 材 的 窑 型 和 工 艺 均 已 基 本 成 熟 ,目 前 国 内 已 有 若 干 大 厂 、小 厂 在 正 常 生 产 ,用 尾 矿 生 产 微 晶 玻 璃 晶 板 材 ,可 以 变 废 为 宝 ,其 市 场 前 景 十 分 广 阔 。 光 泽 度 95~ 100 85~ 95 80~ 90 4 生 产 投 资 分 析 我 们 的 尾 矿 生 产 微 晶 玻 璃 板 材 的 技 术 已 成 功 地 应 用 于 广 东 汕 头 一 家 企 业 。 该 企 业 以 当 地 河 沙 为 主 要 原 料 ,于 2000 年 3 月 开 始 生 产 微 晶 板 材 , 生 产 的 规 格 是 900 资 1800 资 投 资 分 大 、中 、小 三 档 ,分 别 对 应 成 本 、质 量 、价 格 高 、中 、低 三 档 ,各 有 市 场 。 进 口 设 备 主 要 是 晶 化 窑 的 控 温 系 统 ) 投 资 大 ,用 自 动 ( 控 温 系 统 (微 机 、模 糊 控 制 ) 控 温 精 度 高 、质 量 1 8mm。 好 且 稳 定 。 参 考 文 献 : 4 . 1 微 晶 玻 璃 板 材 投 资 方 案 1 [ 1 ] 西 北 轻 工 业 学 院 . 玻 璃 工 艺 学 [1 ]. 北 京 :中 国 轻 工 业 出 版 社 ,1997 年 . ( 1) 年 产 2 万 m2 板 材 、全 部 国 产 设 备 , 产 品 规 格 900 资 1200 资 18mm。
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