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钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 目 录 第一章 总论.1 1-1 项目概况.1 1-2 项目提出的依据和背景.1 1-3 项目建设的必要性.4 第二章 市场预测.5 2-1 产品性能及用途.5 2-2 市场现状及需求趋势.6 2-3 钼及其制品市场价格分析.8 2-4 销售策略.9 第三章 建设条件.10 3-1 区域条件.10 3-2 资源条件.10 3-3 交通条件.11 3-4 劳动力资源.12 3-5 技术条件.12 3-6 政策条件.12 第四章 厂址选择.12 4-1 首选厂址.12 5-1 项目组成.13 5-2 产品方案.15 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 5-3 产品执行质量标准.15 5-4 生产技术选择.15 5-4.1 技术选择.15 5-4.2 生产工艺流程.18 5-4.3 工艺流程及技术简述.20 5-4.3.1 配料计算.22 5-4.3.2 炉料配比.25 5-4.3.3 炉料准备.27 5-4.3.4 熔炉.28 5-4.3.5 熔炼过程.28 5-5 主要生产设备 表 5-3.33 5-6 主要原材料消耗 表 5-4 主要原材料消耗.34 5-7 公用工程.34 第六章 环境保护、消防与安全生产.36 6-1 环境保护.36 6-2 消防.38 6-3 安全生产.39 第七章 节约能源.43 7-1 概述.43 7-2 节能原则.43 7-3 节能措施.44 第八章 劳动组织与岗位定员.45 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 8-1 工作制度.45 8-2 劳动组织.46 8-3 岗位定员.46 8-4 职工来源.47 8-5 职工培训.47 第九章 项目实施进度.47 9-1 建设工期.47 9-2 项目工程进度.47 第十章 投资估算及资金筹措.48 10-1 总投资估算.48 10-2 资金筹措.50 第十一章 财务分析与评价.50 11-1 财务分析.50 11-2 财务评价.54 第十二章 结论.54 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 1 第一章 总论 1.1 项目概况 1.1.1 项目名称：钼、铁产品深加工项目 1.1.2 产品名称：钼酸铵、钼铁、钼条、钼带、钼丝；铁铸造 1.1.3 项目策划单位：1.1.4 项目负责人：电话：1.1.5 项目建设地址：XX 满族自治县 XX 乡 XX 村 1.1.6 承办单位：XX 满族自治县 XX 乡人民政府 1.2 项目提出的依据和背景 1.2.1 项目提出的依据 a、XX 满族自治县国民经济和社会发展“十二五”规划，XX 满族自治县城乡总体规划、土地利用总体规划 中指出：“钼采选及系列产品深加工系统，探索压煮法、羰化法生产工艺进行钼深加工产品的开发，大力发展钼基催化剂、钼合金电极、钼异型材等深加工产品，力争使深加工产品达到 4500 吨金属量，使其成为行业新的经济增长点。“十二五”期间钼系列产品改扩建项目投资 1.1802 亿元，年产4583吨金属钼，精矿深（金属量）加工产品 4500 吨。”钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 2 b、辽宁省国民经济和社会发展第十二个五年规划纲要中指出：“正确处理矿产资源开发利用，地区经济社会发展，自然资源利用和生态环境保护的关系，努力走出一条低能源、高产出、高效益的矿产资源开发利用之路。转变卖资源、卖原料、卖初级产品的经销方式，积极推广矿产品的深加工，拓展矿产品链条，促进加工增值”。c、中共辽宁省人民政府关于加快经济发展、提前实现总量翻番目标的实施意见中指出“在加快日处理 1000 吨钼矿石项目建设的同时，着手启动钼矿扩产改造二期及深加工项目。”项目提出的背景 钼是一种难溶的稀有有色金属。钼在地球上的蕴藏量较少，其含量仅占地壳重量的 0.001%，钼矿总储量约为 1500 万吨，主要分布在美国、中国、智利、俄罗斯、加拿大等国。我国已探明的钼金属储量为 172 万吨，基础储量为 343 万吨，仅次于美国而居世界第二位。钼矿集中分布在陕西、河南、吉林和辽宁等四省。世界上金属储量在 50 万吨以上的特大型钼矿共有六个，我国的河南栾川、吉林大黑山和陕西金堆城三大钼矿榜上有名。丰富的钼资源，为我国发展钼的冶炼和加工，大力推广钼的应用，提供了极为有利的条件和坚实的基础。近年来，我国钼的开采、冶炼和加工得到了迅速的发展。据资料介绍，2001 年我国实际生产钼精矿 72000 吨，氧化钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 3 钼 33000 吨，钼铁 7600 吨，各类钼酸铵 9500 吨，钼条 1183吨，钼板坯 1200 吨，钼板材 150 吨，钼圆片 40 余吨，钼顶头及其他异型制品约 50 吨，电光源行业及机械加工钼丝31.5 亿米，还有润滑剂、催化剂、颜料等化工产品数百吨。不仅如此，我国在世界钼市场中占有举足轻重的地位，据海关统计，2001 年我国出口钼矿焙砂、钼酸盐、钼铁及其他钼制品 70274 吨之多，创汇达 2.62 亿美元。钼的消费形式以工业三氧化钼为主，约占 70%，钼铁约占 20%，金属钼和钼化学制品各占 5%。其应用领域和分配比例大概如下：钢铁冶炼消费约占 80%（其中合金钢约为43%，不锈钢约为 23%，工具钢和高速钢约 8%，铸铁和轧辊约为 6%），化工产品约占 10%，金属钼制品消费约占 6%，高温高强度合金和特殊合金约占 3%，其他钼制品约为 1%。由上可见钢铁工业的发展对钼的消费起着决定性的作用。钼主要用于钢铁工业，用作生产各种合金钢的添加剂，并能与钨、镍、钴、锆、钛、钒、钛、铼等组成高级合金，可提高其高温强度、耐磨性和抗腐蚀性，其中的大部分是以工业氧化钼压块后直接用于炼钢或铸铁，少部分熔炼成钼铁后再用于炼钢。低合金钢中的钼含量不大于 1%，但这方面的消费却占钼总消费量的 50%左右。不锈钢中加入钼，能改善钢的耐腐蚀性。在铸铁中加入钼，能提高铁的强度和耐磨性能。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 4 含钼 18%的镍基超合金具有熔点高、密度低和热胀系数小等特性，用于制造航空和航天的各种高温部件。金属钼在电子管、晶体管和整流器等电子器件方面得到广泛应用。氧化钼和钼酸盐是化学和石油工业中的优良催化剂。二硫化钼是一种重要的润滑剂，用于航天和机械工业部门。钼和钨、铬、钒的合金钢适用于制造高速切削的刃具、军舰的甲板、坦克、枪炮、火箭、卫星等的合金构件和零部件。金属钼大量用作高温电炉的发热材料和结构材料，真空管的大型电极和栅极，半导体及电光源材料，因钼的热中子浮获截面小及具高持久强度，还可用作核反应堆的结构材料。钼的化合物在颜料、染料、涂料、陶瓷玻璃、农业肥料等方面也有广泛的用途。随着科学技术的发展，钼在高科技和其它领域的应用将会不断地扩大和发展。充分利用辽宁益东矿业有限公司的钼矿，开发钼产品深加工项目、拓展钼矿加工产业链，采用新工艺，新技术生产高附加值钼深加工产品，向社会提供优质钼深加工制品，有着很好的经济效益，可为 XX 经济发展和辽宁省冶金工业发展做出重要贡献。1.3 项目建设的必要性 1.3.1 是扩大矿产品开发利用范围，实现矿产品深加工，拓展产业链，增加矿产品高附加值的需要。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 5 1.3.2 是进一步发展辽宁省冶金工业，扩大有色金属开发力度，增加镇域新的经济增长点的需要。1.3.3 是发展 XX 乡经济、创建工业强乡，该项目建成投产后，每年可为我县增加税收 440 万元，并可安排 200 名农村剩余劳动力和城镇下岗职工就业,有利于促进社会和谐和稳定。第二章 市场预测 2.1 产品性能及用途 2.1.1 钼：是不可再生且资源有限的稀有金属。元素符号 MO，原子量 95.95 克/克原子。晶粒结构，体心立方结构，晶格常数，=3.1468。熔点：26100C，密度；10.22克/cm3。导热率：142W/m.k(200C)钼具有许多优良的物理化学性能和机械性能，在常温和高温下都具有很高的强度，导电率大，导热性好，在常温下不与盐酸、氢酸及碱溶液反应，仅溶于硝酸、王水或浓硫酸之中。对大多氟数液态金属，非金属溶渣和熔融玻璃亦相当稳定。因此，钼及其合金在冶金、农业、电气、化工、环保和宇航等重要部门都有着广泛的应用和良好的前景，成为国民经济中一种重要的原料和不可替代的战略物质。2.1.2 钼酸铵 各种钼酸铵均呈白色结晶体。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 6 A、二钼酸铵（NH4）2MO207.4H2O，溶于水和碱类，适于生产三氧化钼、钼粉、制造钼板、钼丝和钼原件，还广泛应用于生产加氢、脱硫等石油精炼催化剂、化肥催化剂等。B、四钼酸铵（NH4）2MO4013.2H2O，微溶于水，溶于碱和氨水，用于生产加氢、脱硫等石油精炼催化剂、化肥催化剂等。C、七钼酸铵（NH4）6MO7024.4H2O，又称仲钼酸铵，具有很高的水溶性，广泛用于石油化工催化剂，尤其是丙烯腈催化剂，还应用于农业和金属钼的生产。2.1.3 钼系列制品（钼铁、钼片、钼棒、钼丝等）钼系列制品广泛应用于电灯和无线电电子工业。钼铁在我国有关企业厂家和重点工业，所需该原料供不应求，产品市场价格在 25 万元左右/吨。如钼丝可做灯泡中加热的小钩和电子管栅极。钼片（带）可制作发射线整流管及伦琴射线管的材料，也可制作高温电炉材料，钼钢丝制作透气平机叶片和火箭发动机及其零部件。2.2 市场现状及需求趋势 钼是不可再生且资源有限的稀有金属，因其耐高温、耐磨、硬度高而具有良好的韧性和延展性能，使其广泛应用于钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 7 航天、军工、冶金、玻璃纤维、电子、汽车、化工等诸多领域。随着我国经济突飞猛进地发展，特别是高新技术产业的突起，对钼深加工产品的需求量不断增加，据有关部门统计，20052009 年，我国钼的需求量每年以 10%的速度递增，按照对钼需求的结构分析，特钢占 80%（其中低合金钢 30%、不锈钢 30%、工具钢和高速工具钢 10%、铸钢和轧辊 10%）、钼化工产品 10%、钼金属制品 10%。以不锈钢为例：自上个世纪 90 年代起，我国的不锈钢消费量每年以 26.9%的速度迅猛增长，20002003年间，增长速度达到了30.7%。2003年我国不锈钢产量为 178 万 t，比 2002 年增长 56%；2004年产量为 230 万 t，比 2003 年增长 30%。到 2010 年，我国的不锈钢产量能达到 1000 万 t，成为全球最大的不锈钢生产国和消费国，年消费量将达到 800 万 t。特钢消费量的增加是导致对钼制品需求增强的主要原因。另一方面，国民经济的快速增长也是导致对含钼催化剂、润滑油、电光源钼丝、线切割钼丝等钼深加工制品需求量不断增加的重要原因。据统计，我国对钼的需求量 2002年为 1.17 万 t，2003 年为 1.3 万 t，比 2002 年增长 10%，到 2010 年达到 2 万 t，2020 年将达到 205 万 t。国际上，19982001 年，世界钼生产保持在 13 万 t 左右。自 2002钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 8 年全球经济复苏以来，世界经济一直稳步发展，促使全球对钼的需求量不断增加，20052009 年，世界钼产量每年以10%的速度增长，据估计，在今后的 10 年里，全球对钼的需求量将保持在 15 万 t 以上的较高水平。西方国家钼的消费结构为：钢铁业 75%，主要以氧化钼、钼铁等初加工产品作为炼制合金钢的合金化元素。金属钼占 6%，以钼顶头、钼钳埚、线切割钼丝、电光源钼丝、钼板等形式消耗，超合金占 4%，以钼金属条块等形式消耗，催化剂、其它钼化工产品占 15%，以钼化工产品形式消耗。从结构上看，以深加工产品形式消耗的钼占 25%，随着钼新技术的采用和发展，如钼金属陶瓷，难溶材料的复合化，粉体的纳米及应用、高温涂层，钼金属高纯化、高科技领域的钯材和化工材料等领域的发展，钼深加工产品消耗的比例还会不断增加。而我国目前钼金属量的生产量为 5 万吨，其中 60%钼及其制品出口国外，国内消费仅占产量的 40%，而由于我国钼深加工起步较晚，产品规模小、品种少，产品的科技含量和附加值低，因而形成钼的低档产品供过于求，而高技术、高附加值的产品基本依靠进口。因此，随着我国国民经济的持续增长，随着汽车、钢铁、机械、电子、交通、航空、航天、邮电、通讯、军工及农业、环保等的发展，必将进一步刺激钼及其制品的高消费，尤其是高档钼制品的需求。由此可见钼及其制品的市场广阔，潜力巨大，发展前景乐观。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 9 2.3 钼及其制品市场价格分析 对资源有限的钼产品市场需求的不断增加是导致其价格不断攀升，居高不下的主要因素，19941995 年，世界经济快速增长，钼需求旺盛，国际市场钼价在较低价位运行，2003 年世界经济复苏，全球钢铁快速增长，导致了钼需求的增加，价格大幅度上扬。在国内，2003 年初钼精矿价格仅为 600 元/吨度，到 2004 年初价格达到 1310 元/吨，2005年是价格攀升最快的一年，在元旦过后不到 10 天时间里，价格上涨了 4000 元左右，达到 5400 元/吨，钼铁价格也由35 万元/基吨上涨到 38 万元/基吨，进而钼酸铵、钼条、钼棒、钼丝等深加工产品也随之上涨。钼精矿价格已涨到60006300 元/吨，钼铁价格涨到 4043 万元/基吨，钼酸铵价格涨到 4243 万元/基吨，钼条价格涨到 9096 万元/吨，而且一直居高不下。国际上 2005 年 4 月初氧化钼价格已涨到 3234 美元/磅钼，是 19992001 年氧化钼价格的 10 倍，欧洲钼铁价格已达到 92 美元/千克钼，此次钼价上涨是有史以来钼价格在高位运行时间最长的。进入 2006 年，价格虽然降低，但仍然在较高价位上徘徊，钼精矿一直在42004500 远/吨上徘徊，纠其原因主要是对资源有限的钼产品需求增加的结果。据预测，今年钼市场的价格仍然会在这个价位上徘徊，不会有大幅度降低后的平稳情况出现。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 10 2.4 销售策略 2.4.1 充分利用国际、国内市场的优势，在依据国内市场，保持市场地位的同时充分开发利用国际市场，加大国际市场深加工产品的出口，扩大市场空间，寻求新的利益增长点。2.4.2 时刻把握市场动向，加强钼业市场趋势的分析，根据本企业特点确定经营战略，根据市场动态，优化产品结构，抓住机遇，实施收放结合，巩固并扩大市场占有率。2.4.3 不断加大技术改造，采用新技术、新工艺，淘汰落后设备，不断开发新产品，提高产品附加值，实现产品品种系列化、特色化、规模化，扩大市场占有率。2.4.4 保证产品质量，发挥企业优势，以优质产品、适中的价格和诚信的售后服务稳定老客户，开发新客户，建立长期的稳定的伙伴群体，不断提高市场知名度和地位。第三章 建设条件 3.1 区域条件 该项目建在辽宁省 XX 县。XX 县地处辽宁省本溪市 XX满族自治县位于辽宁省东北部边缘，西北与新宾满族自治县交接，西和本溪满族自治县相连，南与宽甸满族自治县为邻，东北部和通化县、集安市交界。XX 县已经建立起现代程度钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 11 较高的基础设施体系，拥有较为完备的工业基础，已形成了以水电、医药化工、农副产品深加工、矿山开采四大产业优势。XX 乡地处长白山余脉，XX 满族自治县东部，东与五里甸子镇为邻，南隔浑江与宽甸县相望，西与 XX 乡相连，北接二棚甸子镇。3.2 资源条件 3.2.1 电力资源 XX 乡镇电力资源充足，境内有水电站二座，镇域内有一座变电所，一万伏高压线路贯穿全镇，电力发达，直接与输变电网相接，年供电能力 6.6 万 KWh，现实际用电量只有 1.5 万 KWh，故该项目所需电力是完全可以满足供应的。3.2.2 水资源 XX 乡现有中小型水库 2 座，即金哨水库（总库容 8750 万立方米）、双岭水库（总库容 1.3 亿立方米）。小二型水库 2 座，即半截沟水库（总库容 23 万立方米），影壁山水库（总库容 80.02 万立方米）。大小拦河坝9 处，灌溉面积 0.17 万亩。自来水入户率达 91.3.2.3 原料资源 本项生产所需主要原料为钼精矿，XX乡现已建成的益东矿业钼矿预计日处理钼矿石 1000 吨，该生产能力可保持生产 17 年，而且年生产能力亦将有较大幅度提高，这为该项目主要原材料供应提供了充分保障。项钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 12 目所需辅助材料氨水盐酸，氢气等在项目所在地辽宁有色金属公司均可购得，而且供应充足，可满足项目需要。3.3 交通条件 厂区位于 XX 县满足自治县沙尖子镇晓阳村内。距 XX县城约 34 公里，距沙尖子镇 13 公里，距沙尖子镇 13 公里。地理座标为东经 12531041253313，北纬410709410804，交通四通八达，西至本溪市，北至抚顺，东至丹东，并经沈丹、沈抚高速公路直达省达省沈阳市。交通十分便利。3.4 劳动力资源 XX 乡现有人口 9368 人，随着农村改革的不断深入，农村剩余劳动力大量向城镇转移，大量的剩余劳动力资源为本项目提供充足的劳动力来源。3.5 技术条件 本项目生产技术及工艺属成熟工艺，本项目生产拟采用东大粉体干燥煅烧技术研究所研究开发的二次燃烧法焙烧钼精矿工艺和金堆城钼业公司研究的非团聚二钼酸铵生产工艺。该新工艺经生产实践证明工艺简单，占地面小，环境洁净，操作方便，产品质量稳定，生产成本低，达到国际先进水平。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 13 3.6 政策条件 本项目建设符合国家产业政策及辽宁省“十二五”冶金行业发展总体规划。第四章 厂址选择 4.1 首选厂址 4.1.1 厂址确定位于辽宁省 XX 县 XX 乡 XX 村一组，占地面积 5000 平方米，建筑面积 1800 平方米。4.1.2 厂址优势厂址确定在 XX 乡 XX 村一组，木通线公路从该区穿过，在钼矿选厂下 40 米处，距公路 0.5 公里，交通方便，距 10KVA 电线路 200 米，电源充足，距水源 266米，距尾矿库 300 米，不占有农田，建厂条件优越。第五章 工程技术方案 5.1 项目组成 本项目系新建生产加工型企业，主要由钼精矿焙烧车间（氧化钼车间）、钼酸铵车间、钼粉车间、钼制品车间等主要生产车间及原材料库、成品库、维修车间、化验室等辅助生产设施及办公室、食堂、浴池等生活办公建筑及公用工程组成。一 主要生产建筑 1500 平方米 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 14 1 钼精矿熔烧车间（氧化钼车间）500 平方米 2 钼酸铵车间 400 平方米 3 钼粉车间 300 平方米 4 钼制品车间含包装 300 平方米 二 辅助生产建筑 300 平方米 1 成品库 100 平方米 2 材料库 80 平方米 3 化工材料库 60 平方米 4 化验室 60 平方米 三 厂区总图工程 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 15 5.2 产品方案 序号 产品名称 单位 产量 备注 1 钼酸铵 吨/年 1000 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 16 2 钼制品 吨/年 100 表 5-2 产品方案 5.3 产品执行质量标准 5.3.1 原料钼精矿标准：CTB3200-89 5.3.2 钼酸铵标准：CTB3460-92 5.3.3 钼粉标准：CTB/T3461-2006 5.3.4 钼制品标准：CTB/T3460-82-MSA3 CTB/T3462 CTB/T4182 5.4 生产技术选择 5.4.1 技术选择 A、氧化钼制取 钼精矿焙烧制取氧化钼采用东大粉体干燥焙烧技术研究所研究开发的燃烧法二次焙烧制取氧化钼工艺，其工艺流程如图 5-1。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 17 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 18 图 5-1 氧化钼生产工艺 生产工艺说明 斯德干燥是固体流态化的一种干燥方式，干燥主机具有机械分散和干燥物料粒度调整功能，滤饼状物料进入干燥主机后与被加热的热风混合，物料在热风与机械分散力的作用下形成颗粒状流态化，瞬间完成热质交换，干燥的物料进入捕集器获得粉状产品。干燥后的钼精矿粉进入内燃式回转窑焙烧，硫化钼分解脱硫后与空气氧化成氧化钼。本生产工艺特点 目前，国内外在焙烧钼精矿工艺过程中，普遍采用多膛炉、反射炉、燃气式回转窑以及外加热式滚筒焙烧方式。由于多膛炉投资大，反射炉造成环境污染、操作环境恶劣，外加热滚筒寿命短，都存在各种各样问题，对现代氧化钼加工生产焙烧设备的选型及尾气处理工艺是至关重要问题。本系统优点：（1）、斯德干燥技术。瞬间干燥，干燥时间 1-5 秒，产品不过热，品质均匀，流动性好。（2）、系统封闭无交叉污染，收率99%以上。（3）、焙烧窑热源采用热风炉、烟道气，以煤为燃料，燃烧方式为直接方式，热效率高，没有过烧现象，布袋不结露，脱硫和氧化充分。运行成本低，连续运行。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 19（4）、占地面积小、干燥与焙烧连续进行，用人少，环境洁净，综合设备运行成本较低。（5）、二氧化硫气体作为原料合成亚硫酸钠。B、钼酸铵生产技术选择 钼酸铵生产选用陕西金堆城钼业公司研究开发的国际先进水平的非团聚二钼酸铵生产工艺。金堆城钼业公司着眼于市场需求和未来发展，不断将技术改进、创新融入企业的发展，作为新生的动力和源泉。在市场扩大及向国际著名难熔金属加工企业提供高纯三氧化钼的过程中，发现用团聚态二钼酸铵焙解的产品很难达到有关指标，而只有形状规则的单颗粒、大粒度二钼酸铵才能满足要求。高性能材料科学的发展也对产品在满足化学成分和杂质含量前提下的微观结构、形貌、粒度、溶解度、表面状态、聚集状态等有了越来越高的指标要求，做为钼粉产品原料的钼酸铵，其粒度、形貌直接影响焙解、还原反应的速率和烧结温度等。根据 PLANSEE 在钼加工行业的技术水平，非团聚代表了钼深加工材料发展的原料要求。本技术从二钼酸铵结晶体系特点入手，深入分析控制结晶成核、生长方式及条件，研制出规则晶形、单颗粒、粒度分布 d(0.5)320m、松装比重大于 1.2g/cm3 的二钼酸铵。本技术工艺简单、操作方便、稳定性好、成熟度高、经济效益明显，而且代表了钼化工生产向精细、控制、环保方面的发展方向。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 20 5.4.2 生产工艺流程 A、钼酸铵生产工艺流程 图 5-2 钼酸铵生产工艺图 B、钼制品生产工艺流程 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 21 图 5-3 钼制品生产工艺图 5.4.3 工艺流程及技术简述 治炼钼铁一般采用焦炭、铅粒、含铝合金、硅铁粉等作为还原剂。碳还原 MoO3 的反应如下：计算在同一温度下生成钼，碳化钼的标准自由能的变化比较可知，有碳还原钼的氧化物时生成钼的碳化物反应略占优势，因此碳热法生产的钼铁含碳较高。铝、硅还原的反应如下：由上述各反应的标准自由能变化可以看出，这些反应是放热反应，而且硅、铝还原三氧化钼反应进行得很彻底，铝比硅在还原三氧化钼时反应进行得强烈。用硅铁、铝粒、含铝合金等作为还原剂生产钼铁的方法叫金属热法，固在反应中不需外部补充热量，反应一经点燃开始就能自热进行到底，所以也称炉外法。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 22 用炉外法生产含钼 60%左右的钼铁时，还需要一些含铁的原料，选用钢屑、75%硅铁、氧化铁皮、铁矿等作为合金中铁料的来源。此外，还需少量的氯酸钾或硝石作为补热剂。采用炉外法生产钼铁工艺流程：熟钼矿是生产钼铁的主要原料，是钼铁中的钼的来源，除要求品位高以外，对杂质也有严格的要求。一般成分为：Mo48%52%，S0.065%，P0.023%，Cu0.30%，SiO28%14%，Pb0.2%0.5%。粒度不得大于 20mm，1020mm 粒度不得大于总量的20%。硅铁粉是 75%硅铁经破碎、球磨的粉状原料，用于还原熟钼矿、铁鳞等氧化物。硅铁粉在使用前必须有准确的硅、铝含量分析，含硅量要求为 75%77%，粒度要求是：1.01.8mm 不超过 1%，0.51.0mm 粒度的不超过 10%，其余为 0.5mm 以下。粒度过大会造成钼铁含硅升高，使用含硅量高的硅铁粉效果比含硅量低的好。铝粒要有准确的含铝量以作为配料计算的依据，其粒度要求在 3mm 以下。粒度过小，生产中不安全；过大，则对冶炼反应不利。铝粒的配加量要根据熟钼矿的温度、含钼量、生产规模、气温条件而定，一般每批料配入 5-8kg。铁鳞是轧钢、锻造时的氧化铁皮，是冶炼中的氧化剂及熔剂。在冶炼反应中约 30%进入合金，是合金中铁的来源之钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 23 一；约 70%的铁鳞以 FeO 的形式进入炉渣，起稀释炉渣的作用。对铁鳞的要求：Fe68%，S0.05%，P0.035%，C0.30%，Cu0.1%。铁鳞在使用前须加热干燥去掉水分及油分，在生产中也可以使用铁矿，但铁矿含硫较高，现国内已很少使用。钢屑是合金中铁的主要来源，要求含铁大于 98%，一般用碳素钢钢屑。萤石粒度应在 20mm 以下，使用前要加热干燥，去掉水分，萤石中 CaF90%，S0.05%，P0.05%，方可使用。炉料中萤石的配加量取决于实际炉渣情况和熟钼矿中 SiO2的含量，一般配入量每批料 2-3kg。硝石就是硝酸钠，当使用含钼低的熟钼矿时，常由于氧量不足，还原剂不能多加，而造成炉料发热量偏低，可用硝石作补热剂，每批料配加 1-3kg。5.4.3.1 配料计算 计算条件 （1）以 100kg 熟钼矿为计算基础，并称其为一批料。（2）熟钼矿含 52%Mo，生产出钼铁合金含 Mo60%。（3）硅铁粉中含 Si76%，Al2%，Fe21%。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 24 （4）铁鳞中 Fe3O4 含量 95%。（5）钢屑中含 Fe98%。（6）根据炉料技术条件，确定每批炉料中加入铁鳞 20kg，硝石 3kg，萤石 2kg，含 Al99%的铝粒 6kg。（7）熟钼矿中钼以 MoO3 存在，并 100%被还原，其他氧化物还原不予考虑。（8）铁鳞中 30%铁进入合金，70%以 FeO 形式进入炉渣。（9）硝石中含 NaNO399%。（10）炉料发热量不低于 2300kJ/kg。炉料用量计算 A 炉料放氧量计算 100kg 熟钼矿中放出氧量为：20kg 铁鳞中放出氧量为：Fe3O4=3Fe+2O2 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 25 3kg 硝石放出氧量为：4NaNO3=2Na2O+4O2+2NO+N2 每批料放氧量总计：261.5720.9171.11829.607（kg）B 炉料还原剂的计算 铝粒结合氧量为：还剩余氧量为：29.6075.28024.327（kg)这要由硅铁中硅与铝来结合。氧化 1kg 硅需氧量为：Si+O2=SiO2 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 26 氧化 1kg 铝需氧量为：氧化 1kg 硅铁中硅与铝共需氧量为：1.1430.760.8890.020.886（kg）每批炉料需加硅铁量（硅铁过剩系数为 1.03）为：C 钢屑配入量的计算 100kg 熟钼矿可以产生出含 Mo60%的钼铁合金量为：如果合金中杂质总量为 2kg，需加铁量为：86.66752232.667（kg）由硅铁粉带入铁量为：28.280.215.94（kg）由铁鳞带入铁量为：钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 27 每批料应配入钢屑量为：5-4.3.2 炉料配比 根据上述计算，炉料配比为：熟钼矿 100kg；硝石 3kg；铝粒 6kg；铁鳞 20kg；硅铁粉 28.28kg；钢屑 23.06kg；萤石 2kg；总计 182.34kg。热量验算 A MoO3 与铝反应放热 氧化 6kg 铝粒需 MoO3 量为：放热量为：B MoO3 与硅反应放热 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 28 100kg 熟钼矿中 MoO3 总量为：剩余的 MoO 与硅反应放热量为：C Fe3O4 还原为 Fe 放热 D Fe3O4 还原为 FeO 放热 E NaNO3 与硅反应应放热 每批炉料总放热量为：102195.6266662171708716.925288.3420032.8（kJ)炉料单位发热量为：钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 29 5.4.3.3 炉料准备 炉料要加工成合适粒度，然后要进行烘干，按配料比进行配料。炉料的准确称量是保证冶炼正常进行的先决条件。称量的顺序是熟钼矿、硝石、铝粒、铁鳞、硅铁、钢屑、萤石。称好的炉料放入混料机内混料，混料时间约 8min，混合均匀的炉料放入聚料斗内。配料工作是一项非常仔细、不容许有丝毫差错的工作，配料人员要精力集中、责任心强。尽可能采用电子自控装置。配料时应严格防火，因炉料易燃和粉尘易爆的特性，要求有严格的防火措施。混料工序要有严密的封闭排烟除尘设施。5.4.3.4 熔炉 熔炉是冶炼钼铁的主要设备。熔炉外壳是用 10mm 钢板焊制的圆形筒，内衬耐火粘土砖，在距炉壳下缘 100mm 处开设一个直径 120mm 的放渣口。某厂 4t 批料的熔炉实际尺寸如图 226 所示。准备好的熔炉放在砂基上，在砂基中作成半球形的凹坑，用以容纳熔化的合金。容纳合金的凹坑称砂窝。用烘干的河砂作成砂窝、摆正炉筒后将砂窝捣实，尤其是炉筒下缘与砂窝之间的结合处，要在里面捣高 150200mm，外面捣高400mm以防止冶炼时炉渣由结合缝漏出。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 30 砂窝靠自然烘干，严禁用湿砂窝，否则会造成严重喷溅现象，甚至喷溅伤人。5.4.3.5 熔炼过程 混合好的炉料装入熔炉内。第一料斗加好后应加入精整返回品、碎屑，铺成中空的环行一圈，不要靠近炉墙，以防粘结在炉壁不熔，也不能在中心不留反应通路，隔断反应。环形铺好后，再加入第二斗炉料，装好炉料后料面距炉子上缘不应少于 500mm，以防反应时喷溅外溢。在炉料表面中心做一凹坑，加入点火混合物再用钢钎插入点火物中摇晃，使点火物与下部炉料相通。之后点火物中心加引火剂镁屑 100g，摆正排烟罩后用红火点燃，反应自动进行。反应过程的变化是由中心开始向下和向四周蔓延。正常反应时间小于 10 分钟。在前 1/4 时间反应平缓；在中间一段时间反应激烈，排出大量褐色浓烟，有沸腾和轻微喷溅现象；在后 1/4 时间反应减慢，火焰明亮，烟气转淡，反应结尾有明显亮光。冶炼过程正常标志是：钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 31 （1）反应激烈，排出烟气浓厚，反应中不间断，不喷溅，反应结束明显，没有拖长现象，反应结束后，烟气发亮清透。（2）放渣时渣子流动性较好，稍有粘结现象。冷却后渣罐内渣子表面突起，有光泽，渣样呈深绿色。（3）拔起炉筒时有拉渣丝现象，钼铁锭上层渣盖微向下凹。（4）反应时间在 210 分钟范围内。冶炼过程不正常现象、原因、后果及处理方法为：（1）其他现象正常，但大量喷溅。这是由于炉料潮湿或单位发热量过高或砂窝潮湿引起的。这种现象容易造成漏炉或炉料喷溅伤人，使合金含硅偏高。如果是发热量偏高，就要减少铝粒，增加硅铁粉的配入量；如果是炉料或砂窝潮湿，就要解决炉料和砂窝的干燥问题。（2）反应过于激烈，大量喷溅，反应时间很短，结束快；结束后烟气明亮，炉渣粘稠，色泽蓝绿，取出的小钼铁样冷却后易碎裂，断面有亮星呈银白色。这是还原剂过多的表现，常导致合金硅高钼底，这时必须减少还原剂的配入量，一般每批料减少 0.30.7kg。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 32 （3）反应平稳，反应间断，烟气深褐色且上升缓慢。反应时间长，结束不明显且拖长。拔炉后，钼铁锭表层渣面出现气泡，并有冒火现象。在未冷的钼铁锭中取出小块钼铁样冷却，后表层挂黑褐色的渣子，小钼铁样很硬，断面不整齐，呈灰黑色。这是还原剂不足的表现。这会导致合金含钼较高，含硅较低（低于 0.05%），钼铁锭分层，冷却时极易生锈，精整困难、炉渣含钼高、金属颗粒多，这时必须增加还原剂，一般每批料增加 0.20.5kg。（4）反应进行缓慢，无明显正常烟气，反应时间长。这是炉料发热量不足所致。这往往导致合金含钼高，含硅也高，铁锭分层或偏析，这时要检查炉料粒度、成分和含氧量，而后再根据具体情况调整配料比。反应结束后的 30 分钟为金属颗粒镇静沉降时间，以保证渣中含钼在 0.35%以下。打开渣口，炉渣流入渣罐中，取样分析钼含量。高于 0.35%的富渣要返回熔炼。贫渣可以弃去或综合利用。放渣后，拔起炉筒，用铁勺从砂基上的金属锭中取铁样。合金表面光滑，微结绿渣，断口致密呈银灰色，结晶细小，无亮星，标志着钼铁质量良好。正常的合金、炉渣成分范围如表 14 所示。表 14 合金与炉渣成分 钼铁成分/%钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 33 Mo Si C S P Cu Su Sb As Pb 59-61 0.5-1.0 0.05-0.10 0.05-0.08 0.03-0.04 0.1-0.5 0.01-0.04 0.01-0.04 0.01-0.02 0.0001-0.005 炉渣成分/%Mo SiO2 MgO Al2O3 FeO CaO S 0.01-0.35 58-63 1.0-2.0 11-15 16-24 3-5 0.01-0.03 合金锭在砂窝中冷却 78h，用特制夹具起铁。在锭底部烧结砂层要刮掉，锭的上部渣盖要用耙子推掉，锭的上部渣盖要用耙子推掉，再用压缩空气把熔渣吹尽。在水箱中用水冷却 30min，水冷合金自然炸裂易于精整。为防止合金水冷生锈，水冷时间不易过长，要在中心还红热时即终止水冷，在自然降温时，合金借自身余热将残余水分烘干。在精整前要取合金样进行分析，因为合金锭有偏析，所以应按下述方法取样：将金属锭平均分成三等分，在等分线上取三根金属柱，然后在这些金属柱上，自中心柱向边上柱的顺序分别均匀取 4、3、2 个试样，共计 9 个试样，然后混匀，每个样质量约 200g，铁锭含钼偏析不得超过3%。合金成分有偏析，碳与硫偏析不大，只中心部位略微偏高。钼与硅的偏析较大，钼含量在锭下部比上部高 2%以上，而中心部位略微偏高，硅含量上部和中部位最高相差约 0.7%。这些说明偏析是极为严重的。精整时除要打去合金上的残渣和内部夹渣外，合金锭还要破碎到 4050mm 后才能进行包装。钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 34 冶炼 1t55%Mo 的标准钼铁单位消耗为：钼矿（按45%Mo 折算，钼的回收率为 98.33%）1213kg；75%硅铁339350kg；铁鳞 250kg；钢屑 260270kg；铝粒 4560kg；萤石 30kg；硝石 40kg。提高钼回收率是提高钼铁经济效益的根本措施。生产中造成钼损失的主要途径是烟气带走损失和炉渣损失。烟气中的钼主要以氧化钼粉尘的形式存在；炉渣中的钼主要是以金属颗粒的形式存在。目前，我国有的厂家采用大布袋除尘器来回收冶炼烟气中的含钼粉尘，收到了良好的效果。炉渣中的钼可采用重选或磁选的方法来回收。在生产中要最大限度地把含钼金属颗粒从炉渣中沉降下来，这要求炉渣熔点低，不粘稠。因此，要使炉渣中的 FeO 含量保持在 16%以上，并使炉料中的还原剂稍有过剩，具有足够的发热量。5.5 主要生产设备 表 5-3 主要生产设备 序号 设备名称 单位 规格型号 数量 备注 一 主要生产设备 1 提升机 台 4 2 斯德干燥机 台 2 3 旋风回收机 台 8 4 布袋回收机 台 8 5 回转熔烧窑 台 2 6 反应釜 台 3000-5000L 6 7 粉碎机 台 4 钼、铁产品深加工项目可行性研究报告 35 8 过滤机 台 2 9 连续蒸发逆流结晶器 台 3 10 氢气发生器 台 2 11 油压机 台 2 12 中频烧结炉 台 1 13 方头垂熔机 台 2 14 拉丝机 台 台 1 15 双辊热压机 台 1 16 370 轧机 台 370 2 主要生产设备 序号 设备名称 单位 规格型号 数量 备注 17 四棍热压机 台 2 18 轧机 台 250 1 19 热风炉 台 2.5 1 20 煤气发生炉 台 2.6 1 21 表面处理槽组 套 1 22 剪板机 台 1 23 电解槽 m3 50 24 退火炉 台 1 25 包装机 台 2 26 电子称 台 1 二 辅助