年产1万吨化学法碳化硅项目可行性研究报告

年产1万吨化学法碳化硅项目
可
行
性
研
究
报
告
沙洋硅业产业办
二〇一〇年十月
目录
一、总论
二、市场预测
三、资源条件评价
四、建设规模与产品方案
五、技术方案与工艺路线
六、主要原材料、燃料供应
七、环境影响评价
八、投资估算
九、效益分析
十、结论
一、总论
1、项目名称：年产1万吨化学法碳化硅项目
2、承办单位：沙洋硅业产业办
3、拟建地点：沙洋硅工业园区
4、建设规模：年产10kt化学法碳化硅，占地面积10亩。

5、概算投资：项目总投资额3600万元，固定资产投资3100万元。

6、效益分析：年销售收入9000万元，利税1800万元，投资回收期3~4年。

二、市场预测
1 、产品市场供应现状
碳化硅材料是诸多工业的基础材料。

目前，我国工业生产的碳化硅分为黑色碳化硅和绿色碳化硅两种，均为六方晶体，比重为3.20～3.25，显微硬度为2840～3320kg/mm2。

碳化硅硬度介于刚玉和金刚石之间，机械强度高于刚玉，性脆而锋利，是功能陶瓷、高级耐火材料、磨料及冶金极好的原料。

由于具有优良的导热和热稳定性，在节能方面有着无比优越性，能节约燃料
35%，提高生产效率20%左右。

因而倍受市场欢迎。

近几年，世界的碳化硅生产持续增长，2008年受金融危机影响，略有下降外，2009年上半年随着经济的复苏，正稳步上行，据不完全统计，产量有100多万吨，超过2007年同期水平。

主要是受经济复苏的刺激，呈恢复性增长势头。

我国每年2007年生产约700~800kt，2008年减少了五分之一，但仍保留出口量约占世界需求量一半以上的份额，2009年的生产形势与2007年一样，生产库存量很少。

但目前出口产品多为粗产品，一般不能满足高纯度、高密度、高结晶、高均匀性等高端应用市场的要求，每吨出口价格5000元左右。

而在国际市场上，超细碳化硅粉体价格为8万元/吨，微米级SiC粉体每吨为2万元到3万元。

我国虽然是碳化硅出口大国，工业急需的碳化硅高技术粉体产品还要花高价从这些国家进口。

显然与我国的碳化硅生产大国很不相称。

现阶段美国、欧盟等的工业大国经济出现衰退，亚洲诸多国家工业经济状况也处于萧条或困境状态。

中国由于金融危机影响面相对较小，加上国内促进经济发展诸多政策措施的出台，预测国内市场会相对稳定一些，国际上的需求可能会缓慢一些。

目前碳化硅生产制造企业有100 家，生产能力约800kt/a。

我国大多数碳化硅材料生产制造业（80%以上的企业）所生产的
产品多以普通的中低档产品为主，我国出口碳化硅材料的量大约在400kt左右，国内市场需求量在800kt。

随着经济的恢复，国内外对碳化硅特别是电子方面的需求日益增强，本项目产品市场前景相当广阔。

除此以外，普通碳化硅生产属于高耗能、低产出，有污染、资源（原料、能源、人力）密集型产业。

国家对刚玉、碳化硅制造业是采取遵循自生自灭的市场规律而为。

这恰好给化学法生产碳化硅带来良好机遇，由于该项目应用化学法生产，节能降耗，产品又是高端的，属于国家鼓励发展的项目。

2 、价格现状与预测
根据前述，不同级别、不同型号碳化硅价格差异较大，就2009年和今年国内市场来说，国内块料产品在0.5 ~1.0 万元/吨内波动，出口价格大致相近，微粉产品价格在1.2 ~2.6万元/吨内波动。

随着市场需求增长，加上原料和电价的上涨，未来的价格将随国家宏观经济的持续好转，以及供需双方良好的增长势头，价格必然呈上扬态势，碳化硅企业利润仍能维持较高的水平。

生产方法若能进一步改进，降低生产过程的高能耗和高电耗，那么碳化硅的市场前景是非常乐观的。

三、资源条件评价
生产气碳化硅的主要原料为无烟煤、硅石和石油焦，三河及周边地区的硅石和无烟煤储量丰富，品质较高，石油焦来自泉州的福建炼油集团公司，有专门的火车运输，这些原料实现本地化，加上三河工业园区水、电资源非常充沛，交通便捷，以及三河产业政策倾斜本地资源的深加工行业（沙洋现有恒生碳化硅厂，主要生产碳化硅深加工产品。

同时结合明溪氮化硅企业，可生产氮化硅与碳化硅的复合材料），必将极大降低生产成本，提高项目经济效益。

四、建设规模与产品方案
1 、建设规模
项目建设达产后，将年产10000吨化学法碳化硅。

2 、产品方案
化学法生产纯碳化硅是无色透明的粉状晶体。

工业生产包装规格一般为10千克、25千克或50千克，出口为吨级分装。

考虑产品未来需求和发展趋势，以及生产方法的选择，本项目生产是含量在95.0 ~ 99.7%的碳化硅微粉，根据市场需求，形成满足
不同市场需求的产品系列，碳化硅化学成分实行国家标准GB/T 2480-1996和GB/T16555.2-1996《碳化硅耐火材料化学分析方法气体容量法测定碳化硅量》，磨料粒度及其组成按GB/T2477—83，磨料粒度组成测定方法按GB/T2481—83执行。

五、技术方案与工艺路线
1、生产方法
传统的固相法和溶胶-凝胶法生产过程复杂，反应时间长，污染严重，产品纯度低，纯化难度大，粉体易发生团聚及生产耗能高等问题。

化学法技术选择廉价的原料做为硅源和碳源，用化学方法合成碳化硅前驱体，形成微反应体系，通过煅烧合成高品质的碳化硅超细粉体。

新工艺使合成时间大为缩短，烧结温度也大大降低，产品无须酸洗、精加工粉碎，即可直接得到高质量的超细粉体。

该技术由中科院理化技术研究所开发成功，并进行工业化批量生产，目前已积累成熟、丰富的工业化经验。

2 、工艺流程
碳化硅整个加工工艺包括脱碳、湿法研磨、干法研磨、风动和流体粒度分级、化学提纯和新型喷雾干燥、成品包装。

图55 化学法碳化硅生产工艺流程示意图
3、技术来源：中科院理化研究所有成套的技术工艺和设备转让。

六、主要原材料、燃料供应
年产10000吨化学法碳化硅所需的原料如表52所示。

表52 生产碳化硅的主要原料年需求量和执行标准
七、环境影响评价
1 、项目建设和生产对环境的影响
本本项目产品无毒，生产过程产生固体废弃物，以及一些洗涤废水，前者无毒无散发有害气体，可作为普通耐火材料或建筑材料的原料予以处理，而后者送污水处理厂处理。

因此，碳化硅生产线基本上对环境不会造成不良影响。

本装置废水依托厂区原有的污水处理设施，其它污染物如废气、噪声均在本装置内部解决。

车间里粉尘较大，可能引起支气炎和矽肺，规划设计和施工时必须充分考虑尽可能降低空气中粉尘浓度。

产品具有较好的化学稳定性，在生产、储存、运输及使用过程中都不会产生环境污染。

2 、环境保护措施方案
本项目将通过一定的环保投资建设，通过采用先进的污染防治措施，实现对整个厂生产全过程各污染点的控制，污水处理后循环利用，粉尘使用效率高的除尘器回收利用，确保各主要污染物达标排放，尾气排放达到《环境空气质量标准》
（GB3095-1996）中的2级标准，符合车间空气中碳化硅粉尘卫生标准GB 11527-1989，废水处理达到《地表水环境质量标准》（GB3838-2002）中的Ⅳ级标准，噪声符合《声环境质量标
准》（GB3096-2008）中的3级标准。

经过处理，排放废气、废水均能符合标准，厂界噪声符合标准要求，美化环境，净化空气，衰减噪声，既满足行业要求，又能保护环境和周围人群的健康。

八、投资估算
表53 年产10000吨化学法碳化硅投资估算
九、效益分析
（一）经济效益
表54 项目年经济效益估算表
（二）社会效益
本项目主要通过化学方法，既解决高能耗、高粉尘对该产业发展的环境瓶颈，又可得到高纯度、高附加值的微粉级碳化硅产品，是优良的循环经济项目。

这对充分利用地方资源优势，促进企业和地方的经济发展，解决城镇职工的就业有着重要意义。

本项目符合国家产业政策和地方经济发展规划，促进地方硅资源的充分高效利用，推进资源节约、综合利用和环境保护，社会效益显著。

十、结论
1、本项目中采用的工艺技术先进、环保，生产安全，消防、环保、劳动安全卫生符合国家各项标准规范。

2、本项目的建设符合国家节约资源，节约能源的节能减排的新产业政策；符合福建城乡统筹发展规划；符合三河硅产业发
展规划。

3、通过基本的分析和论证，本项目经济合理、可行，具有良好的经济效益和社会效益。

4、化学法碳化硅的生产是硅产业一个关键节点，对延伸产品深加工产业链，提高产品附加值，提升沙洋硅产业具有重要意义。