从锰银矿中提取化学二氧化锰和白银项目可行性研究报告

3.0 周伟光 2025-01-09 4 4 988.5KB 304 页 10积分
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从锰银矿中提取化学二氧化锰和白银
●项目简介
本项目所开发的从锰银矿中提取化学二氧化锰和白银工艺，是利用还原剂
在硫酸介质中浸锰，含锰母液再经净化、碳化、重质化、氧化、精制步骤得到纯
度大于 90%的γ-型二氧化锰，产品视比重 1.7g/cm3以上，放电性能好，锰
的浸出率大于 96%，回收率 94%；浸锰渣用碳浸-电积法得到白银产品，浸出
率92%，回收率 90%。该项目已通过省级鉴定。
●应用范围
我国湖南、广西、云南、山西、河北、福建等省储存大量的 含银低品位的
锰银矿，锰的品位低于 28%，银含量在 200 克/吨以上，有的每吨矿石高达数千
克。但是，锰银分离十分困难，回收率低。本项目就是解决这一难题，从锰银矿
中生产出科技含量高和高附加值的化学二氧化锰和白银产品，以提高矿山开采
利用率，延长服务年限，保护环境，提高企业的经济效益。
本项目所得的化学二氧化锰为高品质、高活性的化学二氧化锰，它是适应
电池工业和电子工业发展而进行深加工的产品，是制作电池及磁性材料的原料 ，
可用于生产高质量的锌锰碱性电池。此外，它是玻璃工业的脱色剂，炼钢工业
用作锰铁合金的原料，浇铸工业的增热剂，可作 CO 的吸收剂，化学工业的氧
化剂、催化剂、干燥剂，还可用作陶瓷工业的釉药及医药、肥料及织物印染等方
面。该项目还可产出中间产品，硫酸锰、碳酸锰可作为锰盐工业的基础产品，广
泛应用于工农业生产，用途十分广泛，销售应用市场广阔。
●经济效益及市场分析
利用本项目工艺技术建设年处理原矿 3.5 万吨的加工厂，总投资 1800 万元，
按原矿含锰 18%，含银 150g/t 概算，年产化学二氧化锰 5859 吨，白银 4.46 吨，
年可实现销售收入 4636 万元，实现利润 1272 万元，税金 1334 万元，经济和社
会效益显著。
成品烟防霉剂
卷烟厂将烟叶加工成的成品烟在存放过程中因春夏秋冬四季湿度和温度变
化大只能有一定的存放期，超过一定时间以后，烟叶则因长霉而变质。成品烟
霉变一直是人们早已知晓和急需有待解决的难题，多年来没有行之有效的解决
办法，因而也一直没有引起卷烟厂的高度重视。成品烟霉变不但对卷烟厂造成
相当大的损失，而且对吸抽霉变成品烟的烟民的健康造成严重的影响。
北京科技大学针对成品烟存放过程中的霉变问题，已经研制出一种全新的
绿色防霉产品。它能完全防止成品烟中各种霉菌的产生，并且成本低和完全无
毒无味。
包装及使用：
本产品为粉剂，用施胶无纺绵纸袋包装，根据需要每袋装 1—100 克防霉
剂，使用时将一定数量的防霉剂直接放入成品烟中，药剂和烟叶不直接接触，
完全分开，对卷烟无任何污染。加入量按每条烟加 5~10 克防霉剂。
主要性能和经济指标：
外观形态：粉状固体
颜色：黑色
安全性：无毒无味、不燃不爆
用本技术存放成品烟 1 ~ 2 年无霉变
原材料成本：约 2 ~ 4 分 / 10 克 售价：1.5 ~2.0 角 / 10 克
生产设备：
搅拌机一台
手提式塑料封口机 1-2 台
自动包装机一台
投资总金额：
约60 万元
电弧炉快速脱磷技术
●成果成熟程度：
已经在生产中应用
●成果特点
本技术主要解决在电弧炉炼钢过程中使用含磷量较高的原料，如高磷废钢、
高磷生铁时的脱磷问题。
在电弧炉炼钢过程中使用含磷量较高的原料的时候，当采用的工艺不得当，
可能造成氧化期过长、电耗和电极消耗升高、生产率下降的问题。
该技术根据有关的热力学计算和实验室试验，选择合理的脱磷渣系，使用
一定的添加剂，使合成渣具有较大的磷容量，将研制的加热模型植入计算机，
通过计算机控制电弧炉的加热过程，为脱磷创造应有的热力学条件。由于合理
的渣料加入方式，及由渣料本身对反应过程动力学条件的影响，使渣料与钢液
中的磷具有很好的反应条件，从而达到很好的脱磷效果。
使用该技术可以将含磷较高的原料熔氧合并，一般钢种一次氧化完成脱磷，
可以使融化结束的磷含量由融化结束的0.0100%甚至更高在 20 左右的时间
内降至 0.015%左右。
●成果的使用范围：
电弧炉冶炼过程中使用高磷原料
●经济、社会效益分析
由于高磷原料的使用，冶炼时间的缩短，可以大大降低炼钢成本。一般可
以降低6—8 元/每吨钢。
电化学超级电容器
●项目简介
超级电容器是一种介于传统电容器和电池之间的新型储能元件，与传
统电容器相比具有更大的容量，与二次电池相比具有更高的功率密度和更长的
充放电循环寿命。是一种新技术含量高的科技产品。超级电容器技术特点为：
（1）比功率高（能够提供几百 WKg 到几千WKg 的功率密度）；（2）大电
流快速充电特性好；（3）电压与容量的模块化；（4）使用温度范围宽，为
－40C～＋70C；（5）循环使用寿命长，可达 10 万次；（6）无污染，真
正免维护；（7）价 格低；（8）不需冷却及其它附属设备。
北京科技大学在（1）集电极材料；〔2〕高活性、高比表面积炭材料；〔3〕
粘合剂和隔膜材料；〔4〕无机和有机电解质；〔5〕高电压、大容量超级电容器等
方面展了系统研究开发。前期开发出了作为混合动力电动车辅助电源用的超级
电容器样品。
●市场分析
随着微电子学和计算机技术的迅猛发展，目前该器件的应用范围越来越广
泛，从而受到世界各国科技，实业界的极大重视。国外对超级电容器的研究已
经成为热点，国内对这方面的研究刚刚开始。其主要用途为：
（1）作为可编程随机存储等的不间断电源，如用作记忆性存储器、微型计
算机、系统竹板和钟表等的备用电源。
（2）随着自然资源的日益匮乏、环境污染问题的日益突出，绿色环保型电
动交通工具已成为世界各国发展的方向，将高比能蓄电池超级电容器联合应用
作为电动车的动力电源，可以满足电动车启动、加速、爬坡的功率需求而不降低
蓄 电池性能。同时可以利用汽车刹车制动时的能量对电容器进行充电，能量的
回收效率大大增加。
（3） 用作交替工作式电源，例如与光能电池合用，在白天电子负载由光
能电池提供动力，同时光能电池给超级电容器充电，在夜里由超级电器提供动
力 给负载。在航空航天领域中超级电容器的应用范围也非常广泛。
目前，超级电容器占世界能量储存装置（包括电池、电容器）市场份额不
足1％，在我国所占市场份额更少，因此超级电容器存在着巨大的市场潜力。
电弧炉炼钢合理供电技术
●项目简介
电弧炉炼钢合理供电技术主要是指在电弧炉炼钢过程中采用合理的供电制
度，达到降低冶炼电耗和缩短冶炼通电时间的效果。其基本工艺过程：测量电
弧炉供电主回路的基本电气运行参数，进行分析处理后得到电弧炉供电主回路
的短路电抗和操作电抗，应用这些电气参数制定合理的电弧炉供电制度。对于
电弧炉炼钢而言，选择合适的供电制度极为重要。因为电能占电弧炉炼钢总能
量输入的 60～70%，合理使用这部分能量将有助于实现电弧炉炼钢的高效化。
北京科技大学近年来一直从事大型超高功率电弧炉炼钢合理供电技术的研究工
作，在电弧炉炼钢电气运行参数、工作点、供电曲线制定等方面具有扎实的理论
基础和实际工作经验。通过对电弧炉电气运行特性的研究，揭示了大型交流超
高功率电弧炉炼钢过程中电气运行的基本规律。在对三台150～50t/90～
35MVA 炼钢电弧炉合理供电的理论研究和生产运行研究的基础上，总结了一
整套研究方法和经验，取得了比外商提供的技术更好的运行结果，填补了国内
空白，达到了国际先进水平。本项目的特点在于大功率供电技术和炼钢技术的
结合，科技含量高，无需对电弧炉主电路和装备做重大改动，投入少、实施方
便、对生产影响小、回报高。本技术已在电弧炉炼钢生产中应用，并获得了
2001 年中国高校科技进步二等奖。
●应用范围
本技术可适用于各种容量的交流电弧炉炼钢生产，炉子吨位和变压器容量
越大，效果越明显，特别适用于变压器容量大于 30MVA 的大型超高功率电弧
炉。
●经济效益及市场分析
各种容量的交流电弧炉炼钢采用本技术后，平均可节电10~30kwh/t，冶
炼通电时间可缩短 3min 左右。以一座年产钢 20 万吨的炼钢电弧炉为例进行说
明。
(1)技术和装备投入 20—40 万元
(2)直接经济效益 150 万元
以每吨钢平均节电15kwh，每 kwh 电价为0.5 元计，年直接经济效益为：
万元
(3)社会效益
a. 年节电 300 万度
b. 对于冶炼时间受制于供电制度的电炉钢厂，电炉炼钢生产率可提高
5%左右。年产 20 万吨的电炉每年可增产 1万吨，则年产值增加 2000
万元
利税增加 100 万元以上。
本技术具有广阔的推广应用前景，电炉炼钢厂采用本技术后当年即可回收
投资，并且能见到效益。
钢包炉系统工艺优化
●项目简介
近年来，我国通过引进和自行设计的钢包炉，投产使用的数量不断增多，
预计钢包炉将在我国的炉外精炼设备中占有重要地位，所以对LF 进行系统的
研究是十分必要的，尤其在工艺软件的开发和利用方面，因为我国在这方面可
以说刚起步。建立系统工艺优化模型，确定系统优化工艺并应用于生产，对整
个电炉钢生产流程的顺行，提高产品质量有十分重要的影响。
工作目的：
（1）电炉-钢包炉-真空处理工艺进行优化；
（2）建立LF/VD 生产的标准化操作。
●工作目的
对LF-VD 过程进行系统工艺优化，主要达到以下目的：
（1）钢水温度满足连铸工艺要求；
（2）处理时间满足多炉连浇要求；
（3）成份微调能保证产品具有所要求的性能及实现最低成本控制；
（4）钢水纯洁度能满足产品质量要求，纯洁度主要包括总氧含量与夹杂
物含量、硫含量、氮、氢含量；
钢包炉系统工艺优化的操作要点、系统工艺优化包括如下操作要点：
（1） 根据钢液中酸溶铝的要求，由氧含量预报模型及喂铝线模型控制加
铝量及喂铝线操作；
（2）考虑埋弧加热、脱硫、吸附夹杂物的造渣模型控制的造渣制度；
（3）考虑防止吸气、卷渣以及加快夹杂物去除的最佳搅拌模型控制的吹
氩搅拌处理；
（4）考虑温度目标控制的电弧加热制度；
（5）考虑最低成本的合金补加模型控制的钢液成份微调。
LF/VD 系统模型简介
钢液成份微调模型
喂铝线模型
吹氩氩搅拌模型
全氧的预报模型
钢液的温度预报（控制）模型
脱硫模型
LF-VD 过程的系统工艺优化模型及标准化生产操作
以提高钢水质量为宗旨，热平衡模型计算钢液温度为基础，影响温度变
化的因素为连线，连接LF/VD 生产中的上述所有模型，实现模型间的最佳配
合，建立系统工艺优化模型，从而达到对LF/VD 生产的最优控制。不同阶段不
同模型运行的结果通过数据库与基础自动化交换数据后，执行相应的操作。基
础自动化操作结果也通过数据库反馈到各相关模型。模型计算结果与基础自动
化的操作结果以及相应的操作都自动保存到操作记录中，以便查用。标准化操
作制定完后，一般操作员无权修改。操作人员的工作只是输入钢包入炉的温度
及渣厚。在基础自动化出现故障时，也可应用模型对LF/VD 生产进行跟踪计算
各操作时间的确定根据现场的生产节奏确定。
●应用范围
钢铁企业
●成果成度
经过国家鉴定，世界先进水平
钢包炉脱硫及其合成渣技术
●项目简介
经过实验室研究和工厂试验，解决出钢过程、钢包炉中的脱硫、脱氧技术
问题。
对于转炉冶炼过程，为了减少造渣材料消耗，减少摇炉次数，缩短冶炼
时间，可以在钢包中加入合成渣 3—8kg/t，在炉内硫含量为 0.050%的条件
下出钢，出钢后可以使钢中硫含量达 0.035%以下。该合成渣成本约800 元。
对于电弧炉，主要从缩短还原期时间、降低冶炼电耗、提高生产率、降低耐
火材料消耗为目的，在还原期造好稀薄渣后，在电弧炉内硫含量 0.090—
0.050%的条件下可以出钢，根据向钢包中加入的合成渣料量可以主动控制出
钢后的硫含量，使之进入要求的成份。
合成渣成本约600 元。
钢包炉精炼过程深脱硫和深脱氧是主要的精炼目的。但是钢包炉精炼过程主
要问题是加热过程中的耐火材料消耗较高。为了降低耐火材料消耗，提高加热
效率、提高脱氧、脱硫速度，加入这种合成渣料，可以达到如期效果。根据脱硫
量的要求，可以在钢包中加入 5—10kg/t，使脱硫率达到 40-60%。使用实践
证明，可以在 0.5 小时之内，将钢中总氧含量降低至20ppm 的水平，可以将
钢中硫含量降低至80ppm 的水平，配合发泡剂的使用，可以将升温速度提高
50%以上。
●技术成熟程度
以上技术均在钢厂进行系统使用，成果成熟。
●应用范围
钢铁企业，耐火材料加工企业，新办冶金辅助材料企业。
高炉炉况诊断与操作决策智能系统
●项目简介
1 项目来源
本项目来源于国家九五科技攻关项目。
2 整体定位
本项目针对我国高炉现状及现场自动化装备水平，建立高炉炉况诊断与操
作决策智能系统，使现场智能控制系统的各项技术指标达到国内先进水平，部
分达到国际先进水平，以促进我国高炉过程智能控制的发展。
3 基本工艺
长期的实践证明，在高炉冶炼方面应用人工智能技术是生产的需要，也是
冶炼过程控制的必然结果。由于专家系统本身获取知识能力的不足，采用神经
网络作为知识的获取手段已成为专家系统发展的重要方向。在本项目中采用遗
传算法对传统采用的前馈误差逆传播神经网络进行优化，克服了传统神经网络
收敛速度慢、容易陷入局部极小值等固有缺陷，利用收集到的生产实例训练神
经网络获得有关炉况判断的知识，训练后的神经网络用于炉况的诊断和预报。
在得到综合炉况判断结果后根据相应的策略给出操作指导。本系统同时能够实
时将高炉生产条件下的下料情况、煤气分布和利用情况、炉顶温度变化、炉缸
工作状态以及铁水质量等以图表的形式表现出来。
4 成果特点
(1) 投资成本低
可充分利用高炉现有的检测条件和基础自动化条件，不需要大的基础自动
化投资；
(2) 技术先进，功能强，命中率高
系统综合了专家系统、神经网络及SQL Server 数据库技术，可连续在线
运行，每 3分钟对炉况作出综合评价，预报的异常炉况包括向热，向凉，煤气
流分布异常(中心煤气流过分发展，边缘煤气流过分发展)、难行、低料线、管道、
崩料、悬料等，系统具有很强的适应能力和很高的炉况判断命中率，生产应
用表明：系统正常炉况诊断命中率为 100%，异常炉况判断命中率>90%；
(3) 操作简单，人机交互友好
系统结合了网页制作技术，采用 S/B 模式(服务器/浏览器模式)，在联网
的任何一台计算机上都可浏览运行结果，非常适合高炉控制现场使用。
5成熟程度
已在生产中应用。
●应用范围
系统用于高炉炉况在线诊断，并为现场操作人员提供操作指导，实现高炉
生产稳定顺行。应用本系统的高炉为2000 级高炉，具有基本检测装备即
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