10000 吨氧氯化锆生产工艺的改进研究和经济效益分析
氧氯化锆市场分析与生产节能挖潜探讨
产 能
4 . 0 4 . 0 3 . 5 2 . 0 2 . 0
●
企业 编 号
7 8 9 1 0 l l 1 2
2 氧氯化锆 的市场分 析
2 . 1 产 能 全 国有规 模 、有 资质 的企业 有 l 0 余 家 ,产 能约 2 2 万 吨/ 年 ,产 能见 表 1 。
几 年也 逐渐扩 张。
化锆具 有流 程短 、反应控 制科学 、回收率高 、产 品质 量稳
娄 薹出 口 六 : 三 次 废 酸
图 1 氧 氯化 锆 生 产 - r " 艺 流 程 图
目前氧 氯化锆 行业利 润大 幅下滑 的过程 中,进行 有效
表 1 氧 氯化 锆 产 能 企 业 编号
生 产 资 料
中国市场 2 0 1 3 年第 3 8期 ( 总第 7 5 3 期)
氧 氯化 锆 市 场 分 析 与 生产 节 能挖 潜 探 讨
郭树军 ,董雪平
( 全 南 晶环 科 技 有 限责 任 公 司 ,江 西 全 南 3 4 1 8 0 0 )
[ 摘 要 ] 本文介 绍 了一酸一碱 法 生产氧 氯化 锆 的工 艺流 程 ;对 近几年 氧 氯化锆 产 能 、产 量 、价格 走 势情 况进行 了
资金压 力等 风 险 ,会逐 渐主 动退 出 。随着 国家关 于 氧氯化
2 . 3 近 年来氧 氯化 锆价 格走势 图 锆 行业 法规 的制定 与 出 台 ,环保 审核更 为严格 ,这也 将有 助于改 善 当前氧 氯化锆 产能 过剩 的局 面 ,有利 行业 发展 和 经济 环境发 展 。
量 初步 统计 见 图 2 。 从 价格走 势 图 中 可 以看 出 ,在 2 0 0 5 -2 0 0 8年 年 底 涨 势很 缓 ,几乎 没有 多 大 变化 ;受 2 0 0 8年 年 底 金 融危 机 影 响 ,2 0 0 9年年初 氧 氯化 锆 单 价 开始 下 滑 ,2 0 1 0年 6月 后 跌 人谷底 不 到 I 万元 ,开 始上 升至 2 0 1 1 年 6月 的 2 . 6 5万
沸腾氯化法制备氧氯化锆的工艺研究
沸腾氯化法制备氧氯化锆的工艺研究摘要:采用沸腾氯化法制备氧氯化锆的技术工艺是目前最先进的工艺技术路线,利用沸腾氯化炉进行水解、加热、结晶生产出高纯氧氯化锆和高附加值的四氯化硅产品。
它具有低成本、低消耗、产品纯度高等优势。
关键词:沸腾氯化法,氯化炉,加热系统,蒸发,结晶,氧氯化锆,四氯化硅氧氯化锆是一种制备锆系列材料的重要中间产品,重要用途之一是用来制备含锆化学制品,如碳酸锆、硫酸锆、硝酸锆、醋酸锆等。
锆英砂直接沸腾氯化法,是我国参考国外技术自行开发的一项技术,先将原料锆英砂,还原剂石油焦经过磨细混匀后进入料仓,由螺旋送料器送入沸腾氯化炉进行氯化,由工频电炉加热沸腾氯化炉内的石墨管对沸腾氯化炉内的锆英砂和石油焦进行加热使锆英砂氯化为ZrCl4和SiCl4,ZrCl4分别收集在三个冷凝器中,SiCl4由于沸点较低,进入经过冷冻控制的列管冷凝器和收集器中收集。
然后将ZrCl4水解制得氧氯化锆。
相关的化学反应方程式:ZrSiO4 + 4C + 4Cl2 = ZrCl4 + SiCl4 + 4COZrCl4 + H2O = ZrOCl2 +2HCl综上所述氯化法制取氧氯化锆,分为两个步骤:先将含锆物料如锆英砂、二氧化锆、碳化锆氯化制得四氯化锆,再将四氯化锆水解结晶即可值得氧氯化锆。
由于氧氯化锆或由此制得的硫酸锆是萃取分离锆铪时的中间物料,氯化水解法制取氧氯化锆较碱熔法具有流程紧凑、“三废”较易处理,环保投资少等优点。
一、氧氯化锆工艺的研究背景由于资源消耗、环境污染等方面的原因,美国、欧洲、日本等发达经济体已经相继减少或停止氧氯化锆的生产,除了南非、印度等少数国家还有少量的氧氯化锆生产外,其余氧氯化锆产能几乎全部集中在我国占世界总产量95%以上;目前,我国已经成为世界上最大的氧氯化锆生产国、消费国和出口国。
氧氯化锆行业产能过剩,利润大幅下滑;面对如此严峻形势,要发展、增加收益,出路之一就是节约能源、降低消耗,用最少的投入去获取最大的经济效益。
2023年氧氯化锆行业市场环境分析
2023年氧氯化锆行业市场环境分析一、行业概述氧氯化锆,是将氧化锆与氯化锆混合物煅烧,通过一系列化学反应形成的一种新型无机化合物。
它具有高的化学稳定性和耐热性,在以下局部环境下,具有良好的性能:高温、高压、强酸、强碱以及放射线等。
氧氯化锆在核工业、航天、航空、石化等高新技术领域应用广泛。
二、行业分析1.市场规模及前景氧氯化锆行业在我国处于起步阶段,但是其应用广泛、市场前景广阔,具有极高的发展潜力。
近年来,随着国家对高新技术制造业的大力扶持和制造业的升级改造,高纯度氧氯化锆对于国家安全和高端制造业的发展起着至关重要的作用。
同时,氧氯化锆市场面对着巨大的市场需求和供不应求的现状,未来将拥有广阔的发展前景。
2.竞争格局目前,氧氯化锆行业市场上存在着一定的竞争格局,主要公司有:(1)中国工程物理研究院(2)南方稀土(3)西安钨业(4)四川九典(5)大秦化工除此之外,新进入氧氯化锆行业市场的公司也越来越多,竞争愈发激烈。
3.市场分析根据氧氯化锆的应用领域不同,可以分为军工、核工业、石油化工等市场。
(1)军工市场中国工程物理研究院、南方稀土和大秦化工等企业都是军工市场的主要供应商。
虽然军工市场对于进入企业的技术要求极高,但是其市场空间巨大,具有非常大的发展潜力。
(2)核工业市场中国工程物理研究院和南方稀土等企业在核工业市场的占有率较高,具有明显的竞争优势。
该领域是氧氯化锆的主要应用领域之一,其需求空间较大,市场前景较好。
(3)石油化工市场随着石油化工工业的不断升级和发展,对于氧氯化锆的需求也在不断增加。
未来,该领域的需求空间将会继续扩大。
目前,主要的供应商为大秦化工和西安钨业等企业。
三、行业发展趋势1.技术升级随着科技不断进步和技术水平不断提高,氧氯化锆的生产技术也将得到不断改良和提高。
通过技术升级,可以提高产品的纯度和质量,提高产品在市场上的竞争力。
2.市场竞争加剧随着氧氯化锆市场的不断扩大和发展,市场竞争也将进一步加剧,厂商之间的竞争将愈发激烈。
氧氯化锆_二氧化锆_的生产及在电池中的应用前景_罗方承
2001年增刊 矿产与地质第15卷2001年10月M IN ERA L RESO U RCES A ND GEO LO GY增刊氧氯化锆(二氧化锆)的生产及在电池中的应用前景¹罗方承,吕文广,陈忠锡,黄朝辉(江西晶安高科技股份有限公司,江西安义330029)摘 要:介绍了氧氯化锆(氧化锆)的生产原理和生产工艺,阐述了该产品在镍氢动力电池负极材料(贮氢材料A B2)和燃料电池中的应用前景。
关键词:氧氯化锆;二氧化锆;贮氢材料A B2;燃料电池;应用前景;晶安高科中图分类号:T Q134.12 文献标识码:B 文章编号:1001-5663(2001)增刊-0559-041 概述锆及其化合物在国防、民品中应用越来越广[1]。
特别是在结构陶瓷和功能陶瓷方面,涉及到机械、电子、能源等领域[2][3][4][5]。
锆及其化合物的生产在我国发展不是很快,主要原因可能是原料(锆精矿主要产于南非和澳大利亚)所限制。
国内生产规模太小,20000吨/年产量的企业尚无,晶安高科15000~18000吨/年产量算是国内最大企业。
据国家“星火计划”‘“九五、十五”、“863”等攻关项目及“二十一世纪新材料丛书(宋健题)”公布:镍氢动力电池负极材料(贮氢材料AB2)和燃料电池给锆及其化合物的应用提供了一片光明前景。
高容量的AB2合金(比AB5合金容量高30%~40%)中锆的研究[6][7]应用表明,如生产3000吨AB2合金(以Ti0.5Zr0.5Ni1.3V0.7Cr0.2合金作为基准进行计算)则需要锆575吨[4]。
燃料电池中的第三代高温固体氧化物燃料电池(SOFC),最适宜的应用在大型工业电站,用稳定ZrO2做为固体电解质(加Y2O3的ZrO2),是锆化合物的一个重要用途。
是今后电能的重要发展方向[4][5]。
“零”排放的燃料电池被美国列为21世纪十大高新技术之首。
加拿大政府已决定将燃料电池产业作为国家知识经济的支柱产业之一加以发展。
氧氯化锆生产工艺
氧氯化锆生产工艺
氧氯化锆生产工艺是指将氧氯化锆合成成品氧氯化锆的一系列生产过程。
其主要步骤包括原料制备、氧氯化锆反应、沉淀和制品加工等。
首先是原料制备。
氧氯化锆的原料主要是氯化锆和氢氧化锆。
首先将氯化锆经过蒸馏、冷却等工艺步骤进行纯化。
然后将纯化后的氯化锆与氢氧化锆按一定比例混合。
接下来是氧氯化锆反应。
将混合好的氯化锆和氢氧化锆加入反应釜中,在高温高压条件下进行反应。
反应过程主要是氧化锆的氯化反应,生成氧氯化锆。
然后是沉淀。
将反应釜中得到的氧氯化锆溶液从反应釜中排出,经过沉淀处理。
通常使用饱和盐酸溶液进行沉淀,通过调节盐酸浓度和温度来实现氧氯化锆的沉淀。
最后是制品加工。
经过沉淀处理得到的氧氯化锆沉淀物经过过滤、干燥等工艺步骤,得到成品氧氯化锆。
然后按照客户需求将氧氯化锆进行加工,制成不同形状和规格的产品,如颗粒状、粉末状或块状。
总的来说,氧氯化锆生产工艺包括原料制备、反应、沉淀和制品加工等步骤。
通过这些步骤可以将氯化锆和氢氧化锆合成成品氧氯化锆,为相关行业提供优质的原料。
氧氯化锆市场分析报告
氧氯化锆市场分析报告1.引言1.1 概述概述部分的内容应该涵盖氧氯化锆市场的基本情况,包括市场规模、发展历程、主要产地和消费地等基本信息。
还可以介绍氧氯化锆作为一种重要化工原料在工业生产中的重要性和应用前景。
可以简要介绍氧氯化锆的性质、特点及相关产业链信息,为后续的具体分析奠定基础。
1.2 文章结构文章结构部分内容:本文主要分为引言、正文和结论三部分。
在引言部分,将对氧氯化锆市场进行概述,介绍文章的结构和目的,并对整个文章进行总结。
在正文部分,将分别介绍氧氯化锆市场的概况、应用领域和发展趋势。
最后在结论部分,将对氧氯化锆市场的未来展望进行分析,并对市场竞争格局进行分析,并对文章进行总结。
通过对这些内容的分析,将帮助读者更深入地了解氧氯化锆市场的情况和未来发展趋势。
1.3 目的本报告的目的是对氧氯化锆市场进行深入分析,以便为相关行业的投资者、生产商和消费者提供必要的信息和洞察力。
通过对市场概况、应用领域和发展趋势的分析,我们旨在帮助读者更好地了解氧氯化锆的当前状况以及未来发展趋势。
同时,我们将对氧氯化锆市场未来的展望进行探讨,并对市场竞争格局进行分析,为相关利益方提供决策参考。
最终,本报告旨在为行业内外的各方人士提供全面、客观的市场分析,促进氧氯化锆市场的健康发展。
1.4 总结通过本报告对氧氯化锆市场的分析,我们可以得出如下结论:首先,氧氯化锆市场正处于快速发展阶段,受到了广泛的关注和重视。
随着科技和工业的不断进步,氧氯化锆在多个领域的应用不断拓展,市场需求持续增长。
其次,氧氯化锆在陶瓷、化工、医药等行业的广泛应用为市场发展提供了有力支撑,预计未来市场规模将进一步扩大。
最后,随着竞争格局的逐渐形成,企业间的技术创新和产品质量将成为竞争的关键因素。
在未来的市场竞争中,具有技术实力和创新能力的企业将更加具备竞争优势。
综上所述,氧氯化锆市场具有广阔的发展前景和潜力,同时也面临着激烈的市场竞争。
希望本报告能对读者对氧氯化锆市场有所启发,并为相关企业制定发展战略提供参考。
2016-2022年中国氧氯化锆市场深度评估及投资战略研究报告
氧氯化锆什么是行业研究报告行业研究是通过深入研究某一行业发展动态、规模结构、竞争格局以及综合经济信息等,为企业自身发展或行业投资者等相关客户提供重要的参考依据。
企业通常通过自身的营销网络了解到所在行业的微观市场,但微观市场中的假象经常误导管理者对行业发展全局的判断和把握。
一个全面竞争的时代,不但要了解自己现状,还要了解对手动向,更需要将整个行业系统的运行规律了然于胸。
行业研究报告的构成一般来说,行业研究报告的核心内容包括以下五方面:行业研究的目的及主要任务行业研究是进行资源整合的前提和基础。
对企业而言,发展战略的制定通常由三部分构成:外部的行业研究、内部的企业资源评估以及基于两者之上的战略制定和设计。
行业与企业之间的关系是面和点的关系,行业的规模和发展趋势决定了企业的成长空间;企业的发展永远必须遵循行业的经营特征和规律。
行业研究的主要任务:解释行业本身所处的发展阶段及其在国民经济中的地位分析影响行业的各种因素以及判断对行业影响的力度预测并引导行业的未来发展趋势判断行业投资价值揭示行业投资风险为投资者提供依据2016-2022年中国氧氯化锆市场深度评估及投资战略研究报告∙【出版日期】2016年∙【交付方式】Email电子版/特快专递∙【价格】纸介版:7000元电子版:7200元纸介+电子:7500元∙【报告来源】/baogao/06231W2492016.html报告目录氧氯化锆用做制造二氧化锆原料。
也用做橡胶添加剂、涂料干燥剂、耐火材料、陶瓷、釉药和纤维的处理剂。
其它锆产品的中间体,也作橡胶添加剂,油漆催干剂,润滑脂添加剂、防水剂和鞣剂等。
也可用作油田地层泥土稳定剂,造纸工业废水凝集处理剂等。
近几年我国氧氯化锆产品市场需求量呈现逐年上升的趋势。
相关应用技术的发展都对氧氯化锆产品应用领域的进一步拓宽起到了积极作用,极大地带动了氧氯化锆产品市场需求量的增加。
上下游行业的快速发展为氧氯化锆产品带来了良好的发展基础,且具有庞大的市场,巨大的潜在市场为我国氧氯化锆产品行业发展提供了良好的环境。
万吨超纯氧氯化锆及深加工项目环评报告书(一)
万吨超纯氧氯化锆及深加工项目环评报告书(一)随着我国现代工业的不断发展壮大,对于高品质高精度材料的需求也越来越大。
而氧化锆材料是目前高科技行业中使用十分广泛的一种材料,具有耐高温、耐腐蚀、硬度高等优点,可广泛应用于航空航天、电子、医疗等领域。
为了满足市场需求,万吨超纯氧氯化锆及深加工项目应运而生,本文将对其环评报告书进行分析。
一、建设项目概述本项目采用超高纯氯化锆为原料,通过炼制、氧化、还原、列晶等工艺生产高纯氧化锆产品,其年产量可达到10000吨,并在此基础上进行进一步深加工,制造氧化锆陶瓷、氧化锆制品等高附加值产品。
项目建设地点位于中国山东省临沂市,并将占地约400亩。
二、环境影响评价本报告书对于项目的环境影响进行了详细的分析和评价,主要包括以下几个方面:1.项目区域环境现状通过对项目建设地点及周边环境进行考察和分析,发现该区域环境质量较好,空气、水质、土壤、生态环境等方面均符合国家相关标准。
2.项目建设对环境的影响本项目的主要排放物质为二氧化碳、一氧化碳、氮氧化物、氧化锆粉尘等,通过采取各项技术措施进行净化处理,可有效降低其对环境的影响。
此外,项目建设还可能对当地的交通、噪声等方面产生一定的影响,但采用合理布局、降噪隔音措施等技术手段,可减少对环境的不良影响。
3.环境风险评价本项目符合当地政府和环保部门的相关规定和要求,其建设不会给环境和当地居民带来严重的风险和影响。
同时,在项目运营期间,将建立健全的应急预案和环境监测系统,应对可能出现的环境风险。
三、环境保护工作措施为保障本项目的建设和运营不对环境造成负面影响,本报告书提出了一系列的环境保护工作措施,主要包括以下几方面:1.建设期间:加强施工管理,减少噪声和粉尘污染;采用环保型机械设备等。
2.生产期间:对各环节的废水、废气、固体废物、噪声等进行监测和管理,实施VOCs管理、绿色厂区等措施,减少对环境的影响。
3.运营期间:建立健全应急预案、监管机制等,保障对环境的风险控制。
氧氯化锆的生产、应用和贸易
43
锆英石
烧碱
废碱水
滤饼
酸性废硅渣
锆母液
—r
氧氯化锆
图2.碱熔法生产氧氯化锆工艺流程图
ZrSi04+6NaOH—Na2Zr03+Na4Si04+3H20 (3)
Na2Zr03+4HCl一ZrOCl2+2NaCI+2H20
(4)
3.贸易
氯氧化锆是重要的锆盐基础化工产品,也是锆行业主要的出口产品,主要出口到美国、日本、 欧洲等国家和地区。2007年我国氧氯化锆出口量已经超过了5万吨,并且出口量量逐年增加。表1为 近三年我国氧氯化锆的出口情况。
(2)
洗出可溶性杂质,得水洗料,用行水洗料的盐酸进酸浸、浓缩、结晶、重结晶得成品八水氧氯 化锆。由于石灰的纯度较低,使得氧氯化锆中杂质含量偏高,限制了氧氯化锆使用范围。目前,石 灰法生产氧氯化锆工艺已经被淘汰。
2.2氯化法 氯化法分为固定床氯化法和沸腾氯化法。固定床氯化法在我国只有一家采用,沸腾氯化法是国
2008年错行业大会论文集
氧氯化锆的生产、应用和贸易
蒋东民1,张建东2 浙江产华拜克生物股份有限公司,2北京有色金属研究总院)
摘要:氯氧化锆是制备锆化学制品和金属锆锆的重要中间产品,本文介绍了氯氧化锆在复合材 料、锆英石基陶瓷色料新能源材料、原子能级锫铪等方面的应用、生产和贸易情况。
10000 吨氧氯化锆生产工艺的改进研究和经济效益分析
10000 吨氧氯化锆生产工艺的改进研究和经济效益分析摘要: 通过对晶安高科万吨氧氯化锆生产工艺的研究改进, 在生产中取得较好的经济效益, (1) 洗渣中二氧化锆回收率提高; (2) 用于洗涤硅渣的工业盐酸的加入量减少, 减少了酸雾对环境的污染; (3) 水转料中二氧化硅含量降低了, 氧氯化锆的使回收率提高了; (4)水转料中氧化钠含量降低了, 产品质量得到提高; 二次废酸的使用周期延长。
关键词: 生产工艺; 氧氯化锆工艺; 研究; 经济效益1概述氧氯化锆是制备锆化合物的一种重要中间产品, 其锆化合物已被广泛用于实际生活中, 锆英砂制备氧氯化锆有四种方法: 两酸两碱法、一酸一碱法、石灰法、氯化法。
其中两酸两碱法已不被企业采用, 一酸一碱法成为生产的主流。
我公司在吸收XX大学和有色金属研究总院二单位工艺优点的基础上加以改进, 先后进行了从实验室、生产中试到产业化生产一系列攻关研究。
对生产工艺中一些重要工序进行进一步完善和改进, 经数月的中试和生产验证, 取得较满意效果。
回收率提高到82%(其他企业为74% ); 杂质降低(Fe2O3 10×10-6、Na2O 15×10-6以下, 其他企业为: Fe2O3 30×10-6、Na2O 50×10- 6) ; 盐酸单耗较其他企业少0.8吨左右; 生产效率高; 废碱液、硅渣、挥发氯化氢得到合理利用并取得一定经济效益, 成为国内同行业中最佳生产工艺流程。
2氧氯化锆生产工艺简介一酸一碱法工艺流程如下图1。
3重点改进的工序简介经对工艺多次、多因素试验, 结果表明, 最有突破的且能取得很好经济效益的是“水洗转型”工序和“硅渣洗涤”工序(即逆流洗涤工艺)。
其他试验已有验证, 不再重复。
本研究重点对以上两工序作了大量工作。
水转工序其主要目的是除硅、钠, 是整个工艺的主要工序, 关系到锆的回收率和二次废酸的循环利用, 因为每公斤二氧化硅产生十公斤的硅渣, 且吸附大量的锆,在弃置的硅渣中流失。
氧氯化锆生产过程中外循环石墨蒸发设备探讨
Zhuangbeiyingyong yu Yanjiu ◆装备应用与研究
熔化 、 水洗除硅、 酸浸 、 蒸发浓缩 、 结晶 、 甩干, 形成氧氯化锆; 第二 氯化、 水溶、 蒸发、 浓缩、 结晶、 甩干形成氧 种方法是将锆英砂碳化、 氯化锆。氧氯化锆可以转变为二氧化锆 、 硫酸锆、 碳酸锆等锆系列 化合物产品。 氧氯化锆是锆系列化合物的最基本产品, 而其生产过 程中最关键的环节就是蒸发 、 浓缩。 因此, 蒸发设备的好坏、 能力大 小将直接制约着锆化合物的生产, 影响着企业的经济效益 。 我厂采用碳化氯化法生产氧氯化锆产品 。 过去, 蒸发设备一直 采用 5 000 L 搪瓷反应罐, 通过外夹套用蒸汽加热的方式来进行蒸 由于 发浓缩, 该方式简单, 但效率很低, 且蒸汽消耗量较大 。而且, 北方气温转低, 使得搪瓷罐冷热温差较大, 在罐口下面经常出现掉 瓷现象, 使得停产时间增多, 寿命大大降低, 平均寿命不超过 2 年。 由于上述原因, 我们从 1994 年开始探讨其他的蒸发设备 。由 稀盐酸溶液的腐蚀性非常强, 几乎所有的金属 于高温 (约 100 ℃) 都不能在此状态下工作。 因此, 我们着重探讨了非金属材料— ——石 石墨这种材质有良好的耐高温 、 耐酸性, 且导热系数大, 是蒸发 墨。 器的理想材料。
[4]
(1 ) 平均年投资额。 罐式蒸发: 39/2=19.5 万元; 外循环式蒸发: 46/10=4.6 万元。 (2 ) 停产影响的产量 。 罐式蒸发: 40 ×5.2=208 t; 外循环式蒸 发: 4×5.2=20.8 t。两者之差: 208-20.8=187.2 t。 (3 ) 节省费用 。 每吨效益按 0.2 万元计算, 节省费用: 187.2 × 0.2=37.44 万元。 每年节省费用: 19.5-4.6+37.44=56.94 万元。 我单位 使用 2 套装置, 可节省效益: 56.94×2=113.88 万元。
氧氯化锆市场分析与生产节能挖潜探讨
氧氯化锆市场分析与生产节能挖潜探讨[摘要]本文介绍了一酸一碱法生产氧氯化锆的工艺流程;对近几年氧氯化锆产能、产量、价格走势情况进行了统计与分析;阐述了氧氯化锆行业节能的意义;分析了氧氯化锆生产过程中蒸汽耗、煤耗、电耗、水耗的构成,并总结了相关的节能措施和管理经验。
[关键词]氧氯化锆;市场;生产;节能1引言氧氯化锆是制备锆系列材料的一种重要中间产品,其锆化合物已被广泛用于实际生活中。
一酸一碱法生产氧氯化锆具有流程短、反应控制科学、回收率高、产品质量稳定、杂质含量低等优点,其原料种类和杂质来源少,奠定了产品质量基础;工艺流程。
[1]我国作为全球最大的氧氯化锆生产基地,其产能在近几年也逐渐扩张。
目前氧氯化锆行业利润大幅下滑的过程中,进行有效降低煤耗、降低蒸汽耗、节约能源,提高单位能源的综合利用率,已成为企业生存、提高经济效益、实现可持续发展的根本保证。
2氧氯化锆的市场分析2.1产能全国有规模、有资质的企业有10余家,产能约22万吨/年,产能见表1。
氧氯化锆生产企业各有特点:氧氯化锆质量较好,且进入市场比较早,在美国、日本市场拥有较高的品牌影响力;氧氯化锆产能不大,但适用于包裹红色釉料方面较好;氧氯化锆产能较大,可有效降低产品单耗;氧氯化锆用于生产宝石级氧化锆,在宝石锆行业市场占有量较好;氧氯化锆用于生产复合氧化锆,其复合氧化锆市场占有率比较高;氧氯化锆用于生产硫酸锆、碳酸锆;其氧氯化锆特点是透光率相当好;利用稀土萃取技术嫁接于氧氯化锆生产过程中,提高产品质量,同时可降低产品生产成本。
2.2近年来氧氯化锆产量初步统计由于资源消耗、环境污染等方面的原因,美国、欧洲、日本等发达经济体已经相继减少或停止氧氯化锆的生产,除了南非、印度等少数国家还有少量的氧氯化锆生产外,其余氧氯化锆产能几乎全部集中在我国占世界总产量95%以上;目前,我国已经成为世界上最大的氧氯化锆生产国、消费国和出口国。
2005—2012年氧氯化锆国内产量初步统计[2]见图2。
氧氯化锆可行性报告
氧氯化锆可行性报告20kt/a氧氯化锆项目可行性报告目录第一章-------我国锆铪产业发展概况第二章-------市场预测及生产规模第三章-------产品性能及用途第四章-------工艺技术方案及主要设备选择第五章-------物料供应与保证第六章-------项目建设地点选择第七章-------公共设施和辅助设施方案第八章-------项目实施进度计划第九章-------经济效益分析第一章我国锆铪产业发展概况1.1、关于锆铪及其化合物锆铪及其化合物是国民经济、国防建设的重要材料,广泛应用于核能、核武、航空航天、电子、宝石、冶金、石油化工、纺织、造纸、印染、陶瓷、建材、医药等行业;锆铪由于具有优异的核性能、耐腐蚀性、耐高温、润性好和良好的加工性能,对核能工业、航空航天工业发展更具有重要的意义,因而为国家重要的战略材料、被喻为21世纪最有前途的新材料。
1.2、我国锆铪产业发展概况我国是世界上为数不多的锆铪产品生产国,早在建国初期,党和政府就十分关心锆铪事业的发展,周恩来总理主持制订的二十年科学技术发展纲要57个重点项目中就包括了锆铪冶金的提取工艺研究项目。
此后,在“纲要”的指导下,北京有色金属研究总院等一批科研院所进行了长期的研究,完成了从实验室到产业化的开发研究工作,但由于文化大革命的十年浩劫,致使这一研发成果没能尽快的走向产业化生产,直到八十年代末以江西晶安、锦铁集团有色冶炼厂为代表的少数几家科研单位开始走上了产业化生产的道路;随着推广应用工作的发展,我国锆化学制品的生产能力和产品品种得到了迅速发展,一批新办企业(包括民营企业)在全国各地投产,产品主要是氧氯化锆、氧化锆、硫酸锆、碳酸锆等。
锆产品的主要原料是锆英砂,全球90%的氧氯化锆(初级产品)的生产能力在中国。
目前,国内锆的加工能力12万吨/年,实际产量在8万吨/年,85%以上出口,全球锆市场供不应求,锆的价格大约每吨12000元,而且价格仍在不断上涨。
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10000 吨氧氯化锆生产工艺的改进研究和经济效益
分析
摘要: 通过对晶安高科万吨氧氯化锆生产工艺的研究改进, 在生产中取得较好的经济效益, (1) 洗渣中二氧化锆回收率提高; (2) 用于洗涤硅渣的工业盐酸的加入量减少, 减少了酸雾对环境的污染; (3) 水转料中二氧化硅含量降低了, 氧氯化锆的使回收率提高了; (4)水转料中氧化钠含量降低了, 产品质量得到提高; 二次废酸的使用周期延长。
关键词: 生产工艺; 氧氯化锆工艺; 研究; 经济效益
1概述
氧氯化锆是制备锆化合物的一种重要中间产品, 其锆化合物已被广泛用于实际生活中, 锆英砂制备氧氯化锆有四种方法: 两酸两碱法、一酸一碱法、石灰法、氯化法。
其中两酸两碱法已不被企业采用, 一酸一碱法成为生产的主流。
我公司在吸收上海大学和北京有色金属研究总院二单位工艺优点的基础上加以改进, 先后进行了从实验室、生产中试到产业化生产一系列攻关研究。
对生产工艺中一些重要工序进行进一步完善和改进, 经数月的中试和生产验证, 取得较满意效果。
回收率提高到82%(其他企业为74% ); 杂质降低(Fe2O3 10×10-6、Na2O 15×10-6以下, 其他企业为: Fe2O3 30×10-6、Na2O 50×10- 6) ; 盐酸单耗较其他企业少0.8吨左右; 生产效率高; 废碱液、硅渣、挥发氯化氢得到合理利用并取得一定经济效益, 成为国内同行业中最
佳生产工艺流程。
2氧氯化锆生产工艺简介
一酸一碱法工艺流程如下图1。
3重点改进的工序简介
经对工艺多次、多因素试验, 结果表明, 最有突破的且能取得很好经济效益的是“水洗转型”工序和“硅渣洗涤”工序(即逆流洗涤工艺)。
其他试验已有验证, 不再重复。
本研究重点对以上两工序作了大量工作。
水转工序其主要目的是除硅、钠, 是整个工艺的主要工序, 关系到锆的回收率和二次废酸的循环利用, 因为每公斤二氧化硅产生十公斤的硅渣, 且吸附大量的锆,在弃置的硅渣中流失。
而钠含量高将会在二次结晶时呈盐份析出导致产品不合格和二次废酸循环次数减少, 需排放废酸(废酸成分:二氧化锆35~40g/L 、HCl5.5~5.7mol/L 有害成分为Na2O) 造成锆和酸的流失。
并做了对比分析。
改进后的工序能取得相当可观的经济效益。
3. 1“水洗转型”工序
水洗的目的是除硅, 使锆与硅分离, 在水洗过程中, 大部分Na2SiO3
Na4SiO4 NaAlO2 Na3PO4、放射性物质和反应剩余的N aOH 等易溶于水, 在漂洗中除去, 而Na2ZrO3、Na2ZrSiO5难溶于水。
转型的目的是除钠。
水洗料液的主要成分为锆酸钠, 除钠需加酸进行转型处理。
原工艺是在水洗温度为70℃时, 分三次漂洗, 水洗固液比1:5(第一次);1:4 (第二次);1: 5(第三次)。
加酸转型、压滤, 得水转料。
改进后工艺为水洗温度为70℃时, 按固液比1: 8 浸取一次, 即进行压滤分离; 按固液比1∶3加水, 用废液转型, 压滤, 得水转料。
其特点是水转料钠、硅含量下降, 提高了劳动效率。
3. 2“硅渣洗涤”工序(即逆流洗涤工艺)
硅渣洗涤工序的目的: 一次结晶后, 水溶压滤后的硅渣会吸附氧氯化锆, 在弃置硅渣之前,须对其进行洗涤, 降低硅渣中的锆量, 以防止锆被硅渣带走、流失。
原工艺为: 压滤后硅渣, 卸至硅渣池中, 按固液比1: 2 加水, 搅拌30 分钟, 压滤, 滤液进一次结晶槽中, 硅渣弃置。
新工艺采用以下流程见图2。
其特点是: 硅渣含锆量下降; 采用回收酸洗涤; 使水溶液酸度提高, 减少了水溶液浓缩终点后工业酸的加入量。
4结果与讨论
4. 1水洗转型工序改进
4. 1. 1试验方法
取适量烧结料, 加一定量水在70℃时, 搅拌、离心甩干, 废酸转型、甩干, 得转型料, 见表1。
4. 1. 2水转工序新、旧生产工艺实际生产情况对比(表2)
从上表可以看出, 旧工艺水转料中, 每公斤氧化锆中有0.2096公斤二氧化硅。
而新工艺只有0.1782公斤二氧化硅, 比旧工艺硅减少了15%(1 公斤二氧化硅可产生10公斤硅渣)。
按年产氧氯化锆10000吨计算(生产一吨氧氯化锆产生一吨硅渣),可减少氧氯化锆的流失为133吨, 折合人民币79.8万元。
旧生产工艺水转料中, 每公斤二氧化锆所含氧化钠为0.03748公斤,
新生产工艺只有0.03015公斤, 比旧工艺降低了19.6%,使二次废酸钠量的上升幅度变小。
由于二次废酸在生产过程中不断循环使用,致使钠量不断升高,至20g/L 时, 须全部排放一次, 否则, 钠元素呈盐份析出, 使成品不合要求, 故旧工艺为每四个月排放一次; 按现行检测结果趋势分析, 新工艺排放周期应在八至九个月排放一次。
4. 2洗渣工序的改进
洗渣工序的目的: 一次结晶后, 水溶压滤后的硅渣会吸附氧氯化锆, 在弃置硅渣之前,须对其进行洗涤, 降低硅渣中的含锆量, 以防止锆被硅渣带走、流失。
原工艺为: 压滤后硅渣, 卸至硅渣池中, 按固液比1∶2 加水, 搅拌30 分钟, 压滤, 滤液进一次结晶槽中, 硅渣弃置。
采用以上逆流洗涤工艺, 较原来旧工艺有较大的优越性(见表3)。
(1) 节约盐酸用量: 由于硅渣洗涤从原工艺以水洗涤, 改为以酸化和浓缩过程中的回收冷凝酸, 使得水溶液的酸度普遍提高0.5mol/L ,减少浓缩终点后的工业酸加入量, 平均每锅盐酸加入量减少60L , 按10000T/年生产氧氯化锆计算, 可节约工业盐酸用量936 吨; 折合人
民币561600 元。
(2) 提高氧氯化锆回收量: 废弃的硅渣含锆量由4.20% 下降至2.0%。
按年产氧氯化锆10000 吨计算, 可以多收的氧氯化锆465 吨, 合计人民币279 万元。
4. 3经济效益分析及计算说明见表4。
5结论
通过几年的不断探索、研究、改进取得了突破性的进展。
简化了生产工艺流程、提高了氧氯化锆的回收率(即增加了产品的产量)、降低了原材料(盐酸) 的消耗、减少了废酸排放量。
既产生了经济效益又具有社会效益。
经多个部门共同联合跟踪考察核实, 认为其经济效益是可观的。
具体表现在: (1) 洗渣中二氧化锆回收率: 硅渣中二氧化锆含量降低了2.2% , 回收率提高了4.64% , 创造价值278.4万元; (2) 用回收的冷
凝酸洗涤硅渣, 使水溶液浓缩后的终点工业盐酸的加入量减少了936 吨, 创造价值56.16万元, 并减少了酸雾对环境的污染; (3) 水转料中二氧化硅含量比旧工序降低了15% , 减少了硅渣吸附氧氯化锆, 使回收率提高了1.33% , 创造价值79.8万元; (4) 水转料中氧化钠含量比旧工序减低了19.6% , 使产品质量得到提高;二次废酸的使用周期延长。
按10000 吨/年计算, 增加氧氯化锆产品597吨, 折合人民币358.2万元; 节约用酸量936吨(不包含氧氯化锆焙烧成二氧化锆工序中盐酸的回收) , 折合56.16万元, 每年可节约资金414.36 万元。
若年产18000 吨, 可节约资金745.848 万元。