粗细硅微粉开发可行性研究报告.doc

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1、东海县金太阳光伏材料有限公司光伏太阳能线切割刃料的生产开发可行性研究报告中国 城市建设研究院2009年2月编制单位：中国 城市建设研究院院 长：徐文龙 （教授级高级工程师）所 长：杨宏毅 （高级工程师）项目总设计师：刘立新 （高级工程师、烟台科源新材料有限公司总经理）项目负责人:王丽莉 （教授级高级工程师）主要参加人工艺专业：白良成(教授级高工) 袁本三（高级工程师） 戴小东（工程师）金宝生（工程师） 吴立辉（工程师） 云 松（高级工程师） 吴 剑(工程师) 卜亚明(工程师) 蹇瑞欢(工程师) 环境保护：彭耀鑫(工程师) 张晓斌(工程师)土建专业：阮 青(注册建筑师) 张成岩（工程师）辛丙流(

2、工程师) 结构专业：程义军(一级注册结构师) 陈 希（工程师）电气专业：吕德彬(工程师)王立秋(工程师) 陈汉明(高级工程师)给排水专业：蔡 辉(高级工程师) 吴立辉（工程师） 闫晓强(工程师) 崔 迪(工程师) 熊向阳(工程师)仪控专业：夏兴邦(工程师)张 召(工程师)总图专业：戴 超(工程师) 张 扬（工程师）技术经济：康振同(高级工程师) 唐书娟(工程师)暖通专业：蹇瑞欢(工程师) 卜亚明(工程师)目录第一章 概述.61.1 基本情况 61.2 项目背景及建设必要性.61.3 编辑依据 81.4 编辑原则 81.5 采用的规范和标准.91.6 主要研究结论.9第二章 厂址选择 142.1

3、 选址的基本要求142.2 厂址选择152.3 厂址条件152.4 厂址评价16第三章 微粉整理工艺方案论证.173.1 微粉整理工艺概述173.2 碳化硅微粉的性质和特征173.3 微粉整形处理工艺流程24第四章 工程方案设计.254.1 总图运输254.2 原料接收及贮存264.3 原料检测系统264.4 空气净化系统264.5 电气工程及电信304.6 仪表及自动控制334.7 给排水系统354.8 辅助生产系统414.9 厂房建筑与结构424.10 通风与空气调节424.11 辅助文化教育设施43第五章 环境保护与环境监测.445.1 建厂地区环境现状445.2 主要污染物及污染源44

4、5.3 采用环境保护标准445.4 环境影响初步分析455.5 环境管理及监测46第六章 劳动安全与工业卫生.476.1 设计依据476.2 主要危害因素分析及防范措施476.3 劳动卫生措施496.4 安全卫生机构506.5 应急措施50第七章 消防.517.1 消防设计范围517.2 生产厂房火灾危险类别517.3 主要设计原则517.4 消防设施517.5 主要防火措施52第八章 管理机构和劳动定员.538.1 组织机构538.2 工作制度和劳动定员538.3 人员组成和培训54第九章 工程实施与进度安排.569.1 项目实施569.2 进度安排56第十章 投资估算.5810.1 投资规

5、模分析5810.2 投资项目明细5810.3 该项目的具体效益状况与财务分析60第1章 概述1.1 基本情况项目名称： 光伏太阳能线切割专用刃料项目建设地点： 连云港市东海县房山镇南建设单位： 烟台科源新材料有限公司编写单位： 中国城市工业建设研究院1.2 项目背景及建设必要性1.2.1 项目背景连云港市是世界亚欧大陆桥东端桥头堡城市之一，是国家重点开发的黄海北部地区重要城市。近些年，经济发展保持持续快速增长，2008年全年实现地区生产总值（GDP）2434.19亿元，比上年增长11.6，经济增长速度创1994年以来最高水平，人均GDP达到49012元，增长24.6。随着连云港市经济的发展，东

6、海县作为连云港的重要经济区域之一，被国家确认为硅产业发展基地，东海县是国内最大的硅微粉生产基地，和国内最集中的碳化硅微粉加工集散地，同时东海县硅产品的深加工产业和光伏太阳能单晶硅行业发展迅速，使县内出现了以晶海洋为首的单晶硅光伏太阳能产品的产业链,本项目就是利用充足的硅资源和广泛的硅产品生产企业所形成的市场氛围，加工国内首创的配套于光伏太阳能行业晶硅片线切割专用的高档精密切削研磨刃料。本可行性研究报告即为东海县金太阳光伏材料有限公司的前期立项而编制。对在连云港市东海县生产高档硅片切削刃料的必要性、选址、规模和处理工艺等作了全面的阐述，并对工程的可行性作必要的经济和技术分析，推荐技术可行、经济合

7、理的建设方案。1.2.2 项目建设必要性太阳能作为清洁的绿色能源，是最环保，最经济，最有效的再生能源。站在当今时代的前沿，面对急待解决的“明日能源危机”，太阳能的开发和利用显得越来越重要，目前晶体硅材料（包括多晶硅和单晶硅）是最主要的光伏材料，且生产技术长期掌握在美、日、德等国家的几个少数企业手中，我国太阳能硅产业正处在初期发展阶段，在国家的大力倡导和扶持下硅产业呈蓬勃发展之势，近两年来国内涌现出一批大型光伏太阳能多晶硅生产企业。使中国逐步成为了世界硅产业的生产和加工基地，硅材料的生产和加工存在着技术难度大、耗能大、生产中的付产物和三废产品处理的投入大、成本高。随着国内光伏太阳能行业产能不断扩

8、大，硅片的切割加工显得越来越重要，在硅片切割加工中所用的各种型号的线切割设备要想达到理想的精度，必须使用符合设备状况的专用绿碳化硅刃料。光伏太阳能硅片和半导体单晶硅片根据其使用要求不同，对线切割用的绿碳化硅刃料的性能要求也有很大不同，只有配用合理的专用绿碳化硅刃料，才能使切割过程中的出片率和出片精度大幅度提高，为企业产生更大的经济效益。1、本工程的建设是连云港市东海县实施可持续发展的重要措施经过多年的建设，连云港市东海县已形成硅微粉的矿业、粉碎、水洗、加工和精选的一系列产业，县内已具有硅微粉加工企业300多家，为了使连云港市东海县的硅产业能持续发展，必须在基础产业低档次产品的层面上加大高科技、

9、高附加值产品的投入。2、连云港市东海县已具备发展高附加值硅片切削刃料的条件随着晶海洋科技公司在东海县投资建设，东海县具备了光伏太阳能单晶硅的生产能力。生产和加工单晶硅片必须要使用线切割专用碳化硅刃料，2006年以前国内切割刃料完全依靠进口，自2007年开始国内企业生产产品虽然可以初步替代出口，但普遍存在质量差档次低的状况，东海县有多家碳化硅微粉生产厂家，在这些厂家产品的基础上，经过精密整形和颗粒细化加工生产成光伏太阳能线切割专用刃料，在目前国际国内市场有很大的发展空间。3、本工程的建设由烟台科源新材料有限公司的完善技术支持光伏太阳能行业专用刃料目前在我国尚属空白，由烟台科源新材料有限公司承接日

10、本协和磨料提出的专用刃料加工标准和要求，结合国内光伏太阳能发展的实际情况，在完成出口订单的同时，对微粉的颗粒形状和粒度加以进一步的细化，并经过初步分选整形，针对太阳能硅片线切割的使用特点，生产出国内首创的，执行标准远远高于其他任何行业的光伏太阳能硅片线切割刃料。4、本工程的建设有着国家良好的政策支持中华人民共和国清洁能源法的规定国家目前对光伏太阳能行业加大扶持力度，采取了很多扶持行业的发展措施，目前已形成河北、北京、天津、山东、安徽、江苏、江西、浙江等一系列大型光伏太阳能生产的大省，国内到2009年底光伏太阳能产量具世界首位，其中90%以上的产能来自上述省份，连云港市东海县地理位置优越，水、陆

11、交通方便。金太阳科技有限公司生产的太阳能专用刃料不仅适合晶海洋科技有限公司，也对上述光伏太阳能行业集中大省有着巨大的辐射力。5、本工程的建设是拉动内需，促进经济腾飞的需要近期世界经济金融危机日趋严峻，为抵御国际经济环境对我国的不利影响，中央采取灵活审慎的宏观经济政策，以应对复杂多变的形势。出台有力的扩大国内需求措施，“加快民生工程、基础设施、生态环境建设和灾后重建，提高城乡居民特别是低收入群体的收入水平，促进经济平稳较快增长。其中就有加强生态环境建设。加快城镇污水处理设施建设和重点流域水污染防治，加强重点防护林和天然林资源保护工程建设，支持重点节能减排工程建设”。本工程既是环保工程，也是节能减

12、排的工程，符合国家促进内需的政策方针。因此，为了促进连云港市东海县的全面建设、进一步加快连云港市东海县实现现代化的步伐、改善连云港市东海县的经济状况、建设生活富裕、生态良好的社会环境，实现连云港市东海县的可持续发展，在国家确定连云港市东海县为硅产业基地的基础上建设本项目有着刻不容缓的重大意义。1.3 编制依据1、厂区1：1000地形图；2、连云港市东海县气象、地质、水文等资料；3、连云港市东海县房山镇提供的其它设计基础资料。1.4 编制原则本项目可研报告按照高起点规划、高强度投入、高标准建设、高效能管理的要求，做到技术先进、环保达标、安全卫生、运行可靠、经济适用的原则，确定建设方案，结合本工程

13、的具体情况，本报告编制重点遵循以下原则： 按照“本土化、资源化、无害化”的原则，在实现清洁生产的前提下对该项目进行规划设计。 保护环境，防止污染，污染物排放指标要严于国家现行的标准，在一定程度上满足未来发展的需要。 节约用地、用水，避免资源的浪费。 本工程系现代化的大型工业生产企业，尽可能地提高装备的自动化水平。 厂区建筑物及总平面布置按现代化工厂模式配置。1.5 采用的规范和标准本工程采用的主要标准规范如下，如有新修订，按新发布的标准规范执行。污水综合排放标准GB8978-1996工业企业厂界噪声标准GB12348-90建筑设计防火规范GBJ16-87工业企业设计卫生标准GBZ1-20021

14、.6 主要研究结论1.6.1 市场调研分析碳化硅未来发展趋势碳化硅微粉作为光伏产品中的一个高端产品，在国际市场呈现出良好的需求态势及市场潜力，目前市场主要集中在太阳能晶硅片切割、精细陶瓷、高级抛光等行业。抛光材料主要服务于电子及日用五金行业，精细陶瓷主要服务于电子行业，目前，这些行业发展势头迅猛，所以大大带动了碳化硅微粉的市场需求。目前，国际上碳化硅微粉的产量和品种呈高速发展态势，生产地主要集中在日本、欧洲等发达国家和地区，总产量超过11.2万吨/年，仍无法满足现有的市场需求。中国、澳大利亚等国是主要出口国；美国、英国、法国、加拿大等是主要进口国，中国是主要出口国之一。近几年，国际市场对碳化硅

15、微粉的需求量以15%-25%的速度递增。 1.线切割刃料碳化硅微粉国际市场分析 太阳能晶硅片切割目前是线切割微粉最大的市场。几年来随着国际光伏产业的逐年提升，线切割微粉也在蓬勃发展。随着光伏产品的结构调整，提升硅晶片的产量，对于光伏的需求结构也在发生很大的变化。光伏的需求比例进一步提高，而碳化硅微粉作为生产晶硅片很重要的一种辅料，市场需求得到了迅速的提升，并将随着光伏技术的进步保持着旺盛的增长势头。2.高级抛光行业用碳化硅微粉国际市场分析 高级抛光行业用碳化硅微粉是特种碳化硅产品中一个比较高端的产品。主要用于液晶显示屏、单晶硅等半导体材料、计算机硬盘、电视机玻壳、不锈钢制品及首饰加工等行业的抛

16、光处理，近几年来随着全球IT产业、彩电制造业以及装饰材料业的快速发展，市场需求量增长很快。2008年国际市场的需求量为0.9万吨。市场主要集中在美国、日本和欧洲。3.精细陶瓷行业用碳化硅微粉国际市场分析 精细陶瓷行业用碳化硅是特种陶瓷产品中一个非常高端的产品。主要适用于电子工业的基板、IC封装、电视显像管涂层等材料的制作，近几年来随着全球电子工业的快速发展，市场需求量增长很快。2008年的需求量约为1.8万吨，主要消费市场为美国、日本、韩国、欧洲等国家和地区。 通过认真细致的市场调查分析，本项目产品的市场应用范围十分广阔，国际市场对本产品的应用领域更加广泛，已长期处于供不应求的状态，具有广泛的

17、应用空间。晶硅片切割专用SiC微粉产业现状及发展地球上的化石能源（煤石油天然气）及核能源铀在百年内消耗殆尽。全球变暖逾演逾烈，节能和清洁技术只能治标，根本的解决途径是发展零排放的新能源。由此，太阳能便成为人类必然的能源选择。作为21世纪最有潜力的能源之一，丰富的太阳辐是取之不尽、用之不竭、无污染、廉价、人类能够自由利用的能源。促使各国掀起了开发利用太阳能和可在生能源的热潮，开发和利用太阳能已经成为了各国可持续发展战略的重要组成部分，尤其是近几年来，太阳能电池技术在研发产业化市场开拓方面都取得了长足的进展，成为世界快速稳定发展的新兴产业之一。太阳能电池片切割处于整个太阳能电池产业链的上游，是硅太

18、阳能太阳能电池制造的基础，晶硅电池片切割离不开碳化硅微粉。由于太阳能产业的强力拉动，造成晶硅电池片切割专用碳化硅刃料的严重供不应求。国内及国际晶硅片切割刃料发展现状适用于晶硅电池片切割的碳化硅刃料微粉，与普通的磨料微粉有很多的不同，质量有了更高的要求。1.是对切割用微粉的粒度，要求分布非常集中；2.线切割微粉的锋线度；3.线切割微粉的化学成份；4. 线切割微粉的堆积密度；5.线切割的表面清洁度等一系列指标都有严格的要求。晶硅片切割刃料一开始都是进口发达国家知名厂家的产品，如日本FUJIMI,德国ESK等厂家。2004年之前，我国的硅片切割刃料完全依赖于进口，在这种情况下国内微粉生产企业，通过不

19、断的改进生产工艺，使其更好的满足切割要求，于2004年3月研制成功，投放市场后效果反应良好，改变了我国晶硅片切磨刃料完全依赖进口的历史。碳化硅微粉作为光伏产品中的一个高端产品，在国际市场呈现出良好的需求态势及市场潜力，目前，我国太阳能发电产业有了突飞猛进的发展，昱辉阳光、中电电气、天威英利、赛维LDK、新疆新能源、常州天合等公司纷纷进入成长期，生产规模不断扩大，技术水平不断提高，企业竞争力不断增强。近三年，线切割刃料碳化硅微粉的市场用量在激增。在国内市场，线切割刃料碳化硅微粉的消费市场主要集中在江苏、浙江、河北、江苏、上海等光伏产业大省和地区。2007年我国硅晶片切割和太阳能电池组件的产量分别

20、为6.46亿片和5300MW，均占全球第一位。太阳能光伏产业的强劲发展带动了线切割刃料产业的快速发展。国际晶硅片切割刃料未来发展趋势在国际能源日趋紧张、环境压力日趋增大的情况下，可再生能源受到各国政府的日益重视，太阳能作为一种重要的可再生能源，其开发和利用已成为各国可持续发展战略的重要组成部分。在发展光伏产业方面，日本为最早进行政府补贴的国家，最早补贴幅度为50%，近几年有逐年降低补贴比重之趋势。虽然日本政府对光伏产业的补贴比重逐年降低，但由于民众对太阳能的接受程度已大幅提升，所以太阳能在日本还是得到了广泛的普及，另外日本平均电价较高也是太阳能普及的原因之一。德国自2004年起大幅放宽补助金额

21、来刺激安装量，2005年德国太阳能安装量为全球第一，占全球总量的50%。目前除日本及德国外，美国、英国、韩国、荷兰、意大利、西班牙等国家亦有政府政策及补助措施办法，通常可分为补助设备安装、低利贷款及以较优惠的价格收购多余电力。我国政府提出构建资源节约型、环境友好型和谐社会，并把节能减排作为一项长期的基本发展方针。各地政府在推进循环经济和生态城市方面都已制定了长期的发展规划和切实可行的政策举措。针对日益增长太阳能光伏行业，晶硅电池硅片需求量也在不断的增长，相应晶硅电池片切磨刃料也在不断增长。线切割用微粉是太阳能晶硅片切割最大的市场。几年来随着国际光伏产业的逐年提升，线切割微粉也在蓬勃发展。随着光

22、伏产品的结构调整，硅晶片产量的提高，光伏产业的需求结构也在发生很大的变化，需求比例进一步提高，而碳化硅微粉作为生产晶硅片很重要的一种辅料，市场需求得到了迅速的提升，并将随着光伏技术的进步保持着旺盛的增长势头。尚德公司将保持快速发展的势头，保持年均60% 以上的增长率，在2008年真正成为全球光伏产业的领头羊。尚德大力带动了国内光伏产，致使中国是世界上最具发展潜力的大国，目前正在致力于调整光伏的产品结构，扩大光电产品的产量，因此对晶硅电池片切磨专用刃料的需求量近几年来增长很快。2007年国内市场对晶硅电池片切刃料的需求量为6万吨，主要消费市场为河北、江苏、浙江、江西、上海等光伏产业大省及地区。国

23、内各生产公司目前都有在建和扩建项目，天威英利四期项目2008年下半年投产，江阴海润的三期已经建成，江西赛维LDK扩产1000兆瓦新建项目已经实施，除扩产项目外国内新建项目也发展很快。2008年国内市场的需求量约为8万吨以上，国内需求量预测今后3年每年增长幅度将超过20%,晶硅片切割刃料预测如图所示：线切割用微粉是太阳能晶硅片切割最大的市场。几年来随着国际光伏产业的逐年提升，线切割微粉也在蓬勃发展。随着光伏产品的结构调整，硅晶片产量的提高，光伏产业的需求结构也在发生很大的变化，需求比例进一步提高，而碳化硅微粉作为生产晶硅片很重要的一种辅料，市场需求得到了迅速的提升，并将随着光伏技术的进步保持着旺

24、盛的增长势头。前景太阳能产业发展已经有近二十年历史，最近几年一直到未来十几年，我国太阳能产业处于最好的发展时期。这无不从从国家的政策支持，从国家到地方的各种法规，以及各种落地政策支持的陆续出台上和社会主义新农村建设方面表现出来。中华人民共和国可再生能源法已由中华人民共和国第十届全国人民代表大会常务委员会第十四次会议于2005年2月28日通过，并于2006年1月1日起正式施行。去年在国务院新闻办公室举行的新闻发布会上，国家发改委副主任陈德铭介绍了可再生能源中长期发展规划的有关情况。在规划中，太阳能等可再生能源被列为2010年和2020年可再生能源发展重点领域。国家对太阳能等可再生能源给予极大支持

25、，各地方也支持的力度也很大。专家认为，中华人民共和国可再生能源法明确了可再生能源发展的一些重大法律制度，如可再生能源总量目标制度等，这一法律的实施为今后中国可再生能源的发展开辟更加广阔的前景。中国对太阳能等可再生能源的大规模开发可在经济快速发展过程中减少对石油、煤炭等能源的依赖，进一步缓解经济快速发展中能源的供需矛盾，同时取得更大的环境效益。随着国家产业政策的调整，太阳能光伏行业将会得到一个快速发展的机会，晶硅电池片行业也将迎来一个迅速发展的高峰，据调查现在已经装机待产和正在装机的晶硅电池片机组没有完全投产是由于其原材料市场供应不足。现在硅材料工厂正在建设和陆续投产，原料问题将很快得到解决，因

26、此多晶硅片生产用的切割刃料，未来供需有很大的缺口，国内的厂家扩产趋势远远跟不上装机的晶硅电池片机组。1.6.2 主要技术参数1、该项目正常生产每月用电量约为24000KWH2、全年用水量19万m3。3、该项目达产后月产量达1500吨，实现月产值3000万元，年产值3.6亿元1.6.3 主要技术经济指标1、一期工程完工后实现产量500吨，二期完工后实现产量1200吨，三期完全达产后，在充分完善和理顺生产工艺、环境配套设施基础上达到月产量1500吨2、劳动定员： 64人3、工程总投资： 8451.22万元4、单位经营成本： 21073.93元/吨5、财务评价指标（全部投资）所得税后：财务内部收益率

27、 9.51%所得税后：投资回收期（含建设期） 7.04年自有资金财务内部收益率： 10.90第2章 厂址选择2.1 选址的基本要求2.1.1 选址的基本原则满足城市整体规划、工厂设计专业规划以及国家现行有关标准的规定，与周围环境相协调；符合经济运输要求，有效降低运输成本；市政设施较为齐全，充分利用已有的市政基础设施，减少工程投资费用；选择在生态资源、地面水系、机场、文化遗址、风景区等敏感目标少的区域；有足够的用地面积，动迁少，尽可能少占或不占耕地，征地费用低；满足水文地质条件，不受自然灾害的威胁；有可靠的电力供应，应满足电力上网要求；水源充足，选址应靠近河流等自然水源。不宜位于大中城市建成区和

28、城市规划区； 不宜位于城镇或大的集中居民区主导风向的上风向； 不应位于可能造成敏感区环境保护目标不能达到相应标准要求的区域。2.1.2 厂址建设基本要求结合东海县金太阳光伏材料有限公司规模和初步建设方案，除满足选址的基本原则外，还应具备以下工程建设条件： (1) 面积应不小于50亩，节约用地，不占或少占良田，尽可能利用荒地或劣地。； (2) 基本平整，无地表水系通过，地质条件良好，不会发生崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害；无暗埋的古河道、地下洞穴、防空洞等地下埋藏物场地基本标高应满足50年一遇的洪水（内涝）水位要求；(3) 计工程日消耗水量约3000吨，应具有可靠的供水水源；(4) 工程计划采用两

29、条10kV线路上网，周边地区应有可靠的接入系统； (5) 市政设施齐全，具有可靠的给水、排水或污水处理设施； (6) 交通运输便利，原料转运及进厂便利；(7) 远离公园、风景、游览区、文物古迹区、考古学、历史学、生物学研究考察区；(8) 远离军事要地、基地，军工基地和国家保密地区。(9) 距离周围居民区距离应大于300米，并容易获得周围居民的接受。2.2 厂址选择按照选址的基本要求，本项目选址在连云港市东海县房山镇南324国道西，该厂址具有以下有利条件：该厂址交通运输便利，物质运输道路无需新建；厂址周围300m无民居，对居民影响相对较小；厂址为非农用地，征地相对方便。根据当地规划部门调查，在连

30、云港市东海县地区内已找不到可与此厂址蓖美的其它厂址，该厂址已经当地规划部门同意，并获得了在此建厂的用地规划图，因此本工程厂址不再选择其他厂址进行比较。2.3 厂址条件2.3.1 厂址概况地形地貌厂址地处江苏省北部，东临黄海，四周为平原地带，东海县是江苏省的百湖之县，地表水资源丰富，总的地势平坦。地震地质该地区抗震设防烈度为7度。2.3.2 水文气象条件连云港市东海县处于温暖带半湿润地区，夏季炎热多雨，冬季寒冷干燥。年平均气温15，年平均降水量735毫米，夏季占全年降水量的76%，无霜期185天。年平均风速：2.3米秒；主导风向夏季多东南风，冬季多西北风，最多风向为西南偏南。2.3.3 交通状况

31、该厂址距连云港市火车、长途汽车站30公里，距东海县火车站5公里，距飞机场15公里，出厂门后距徐连高速入口2公里，距京珠高速入口25公里，距同三高速入口17公里，道路交通条件良好。2.3.4 供排水条件供水条件该厂址有自打井1座，生活用水由该井供给，供水规模为5t/d。生产用水取自河套水。排水条件生产污水主要指碳化硅微粉清洗还原颗粒分级后所形成的污水，排入生产污水沉淀池，经沉淀过滤后循环使用，沉淀池定期清洗，清洗污水排入工厂内污水调节池，生活污水经化粪池消化后亦排入调节池，调节池的污水经污水处理站处理达标后统一输送入到市污水处理厂。2.3.5 供电条件厂区附近有能提供10kV电源的变电站，可以从

32、该变电站引一回专用架空线路进入厂区降压变电所，作为外部电源；若附近无变电站，则可以从沿厂区外面道路架设的10kV线路梯接引来一回架空线路进入厂区降压变电所，作为日常工作电源，为保证厂内二级负荷的供电要求。2.4 厂址评价综合有关资料分析，该工程厂址评价如下：（1）厂址交通便捷，运距短，便于物质的运输；（2）厂地的供水、排水及供电条件均较好；（3）厂区周围人口密度低，符合国家规范要求。 由以上分析可以看出，该工程选址是可行的。第3章 微粉整理工艺方案论证3.1 微粉整理工艺概述 碳化硅是自然界最硬的具有使用价值的材料之一。近年来，随着世界半导体产业的发展，作为传统磨料的碳化硅，在单晶硅、多晶硅、

33、压电晶体等电子工程中的多线切割、研磨上得到了广泛应用。它给碳化硅微粉行业提供了一个新的市场，并由于近年来光伏产业的兴起及高速发展，使得碳化硅微粉在这个应用市场的需求量获得更快的增长。太阳能硅片的线切割机理就是机器导轮在高速运转中带动钢线，从而由钢线将聚乙二醇和碳化硅微粉混合的砂浆送到切割区，在钢线的高速运转中与压在线网上的工件连续发生摩擦完成切割的过程。烟台科源新材料有限公司是山东省高新技术企业，其主要投资人山东鹏宇实业股份有限公司，山东鹏宇实业股份有限公司，是山东最大的稀土和碳化硅出口企业，出口调控山东60的份额，2007年公司为了上市需要，公司与国内大型碳化硅冶炼厂合资成立烟台科源新材料有

34、限公司，专门从事碳化硅微粉的精细加工和进出口业务，目前生产的太阳能光伏行业硅片线切割专用刃料产能可达600吨月，到年底公司生产日标1200#、1500#线切割专用刃料可达到月产1000吨的规模，科源公司是立足于太阳能光伏行业，针对各种不同的线切割设备，生产不同型号的专用线切割刃料，2007年以来大量出口日本、韩国、台湾和欧美地区，产品标准严细、质量上乘，在国内出口企业中始终保持着良好的口碑，公司自2008年至今，在出口市场不太兴盛的大环境下，公司开发国内市场，在国内专业生产销售线切割专用刃料，烟台科源公司以出口产品的质量、内销的价格，物美价廉来赢的国内客户的信任。连云港金太阳科技有限公司的建成

35、进一步增加了科源新材料有限公司的总体实力。3.2 碳化硅微粉的性质和特征3.2.1 碳化硅特性碳化硅的定义碳化硅是一种人工合成的碳化物，分子式为SiC。通常是由二氧化硅和碳在通电后2000以上的高温下形成的。碳化硅理论密度是3.18克/立方厘米，其莫氏硬度仅次于金刚石，在9.2-9.8之间，显微硬度3300千克每立方毫米，由于它具有高硬度、高耐磨性、高耐腐蚀性及较高的高温强度等特点，被用于各种耐磨、耐蚀和耐高温的机械零部件，是一种新型的工程陶瓷新材料。碳化硅的基本性能1、化学性质抗氧化性：当碳化硅材料在空气中加热到1300时，在其碳化硅晶体表面开始生成二氧化硅保护层。随着保护层的加厚，阻止了内

36、部碳化硅继续被氧化，这使碳化硅有较好的抗氧化性。当温度达到1900K(1627)以上时，二氧化硅保护膜开始被破坏，碳化硅氧化作用加剧，所以1900K是碳化硅在含氧化剂气氛下的最高工作温度。耐酸碱性：在耐酸、碱及氧化物的作用方面，由于二氧化硅保护膜的作用，碳化硅的抗酸能力很强，抗碱性稍差。2、物理机械性能密度：各种碳化硅晶形的颗粒密度十分接近，一般认为是3.20克/毫米3，其碳化硅磨料的自然堆积密度在1.2-1.6克/毫米3之间，其高低取决于粒度号、粒度组成和颗粒形状。硬度：碳化硅的莫氏硬度为9.2，威氏显微密硬度为3000-3300公斤/毫米2，努普硬度为26702815公斤/毫米，在磨料中高

37、于刚玉而仅次于金刚石、立方氮化硼和碳化硼。导热率：碳化硅制品的导热率很高，热膨胀系数较小，抗热震性很高，是优质的耐火材料。3、电学性质常温下工业碳化硅是一种半导体，属杂质导电性。高纯度碳化硅随着温度的升高电阻率下降，含杂质碳化硅根据其含杂质不同，导电性能也不同。碳化硅的另一电性质是电致发光性，现已研制出实用器件。4、其他性质亲水性好，远红外辐射性等。用途1、磨料磨具方面的用途磨料-主要是因为碳化硅具有很高的硬度，化学稳定性和一定的韧性，所以碳化硅能用于制 造固结磨具、涂附磨具和自由研磨，从而来加工玻璃、陶瓷、石材、铸铁及某些非铁金属、硬质合 金、钛合金、高速钢刀具和砂轮等。主要用于制作砂轮、砂

38、纸、砂带、油石、磨块、磨头、研磨膏及光伏产品中单晶硅、多晶硅和电子行业的压电晶体等方面的研磨、抛光等。2、化工用途化工用途-因为碳化硅可在溶融钢水中分解并和钢水中的游离氧、金属氧化物反应生成一氧 化碳和含硅炉渣。所以它可作为冶炼钢铁的净化剂，即用作炼钢的脱氧剂和铸铁组织改良剂。这一般使用低纯度的碳化硅，以降低成本。同时还可以作为制造四氯化硅的原料。可用做炼钢的脱氧剂和铸铁组织的改良剂，可用做制造四氯化硅的原料，是硅树脂工业的主要原料。碳化硅脱氧剂是一种新型的强复合脱氧剂，取代了传统的硅粉碳粉进行脱氧，和原工艺相比各项理化性能更加稳定，脱氧效果好，使脱氧时间缩短，节约能源，提高炼钢效率，提高钢的

39、质量，降低原辅材料消耗，减少环境污染，改善劳动条件，提高电炉的综合经济效益都具有重要价值。3、用于耐磨、耐火和耐腐蚀材料耐火材料和耐腐蚀材料-主要是因为碳化硅具有高熔点（分解温度）、化学惰性和抗热振 性，所以碳化硅能用于磨具、陶瓷制品烧成窑炉中用的棚板和匣钵、炼锌工业竖缸蒸馏炉用的碳 化硅砖、铝电解槽衬、坩锅、小件炉材等多种碳化硅陶瓷制品。碳化硅具有耐腐蚀、耐高温、强度大、导热性能良好、抗冲击等特性，碳化硅一方面可用于各种冶炼炉衬、高温炉窑构件、碳化硅板、衬板、支撑件、匣钵、碳化硅坩埚等。4、电工用途电工用途-用作加热元件、非线性电阻元件和高温半导体材料。加热元件如硅碳棒（适用于 110015

40、00工作的各种电炉），非线性电阻元件，各式的避雷阀片。另一方面可用于有色金属冶炼工业的高温间接加热材料,如竖罐蒸馏炉、精馏炉塔盘、铝电解槽、铜熔化炉内衬、锌粉炉用弧型板、热电偶保护管等；用于制作耐磨、耐蚀、耐高温等高级碳化硅陶瓷材料；还可以制做火箭喷管、燃气轮机叶片等。此外，碳化硅也是高速公路、航空飞机跑道等的理想材料之一。5、其它配制成远红外辐射涂料或制成碳化硅硅板用远红外辐射干燥器中。碳化硅磨料的性质碳化硅磨料的主要成分是碳化硅（Sic）。碳化硅含量愈高,其硬度与磨削性能也愈高。碳化硅砂颗粒愈细，Sic含量就愈低，Sic有很强的硬度(莫氏硬度为9.2)，且具有相当尖锐的切削刃和自锐性；在高

41、温下(1000以上)仍能保持其固有的硬度和强度；与许多非金属(玻璃、陶瓷等)和某些非铁金属(锌、铜及其合金)材料不易产生化学反应。碳化硅制品的导热率很高，热膨胀又小，抗热 震性很高，是优质的耐火材料。常温下工业碳化硅是一种半导体，属杂质导电性。碳化硅亲水性决 定磨料与结合剂结合牢固程度。当碳化硅被加热到一定温度时，能大量辐射出远红外范围的波， 这种射线很容易被水份、油漆等所吸收产生大量的热，所以具有远红外辐射性。碳化硅的5大主要应用1有色金属冶炼工业的应用 利用碳化硅具有耐高温,强度大,导热性能良好,抗冲击,作高温间接加热材料,如坚罐蒸馏炉精馏炉塔盘,铝电解槽,铜熔化炉内衬,锌粉炉用弧型板,热

42、电偶保护管等2钢铁行业方面的应用 利用碳化硅的耐腐蚀抗热冲击耐磨损导热好的特点,用于大型高炉内衬提高了使用寿命3冶金选矿行业的应用 碳化硅硬度仅次于金刚石,具有较强的耐磨性能,是耐磨管道叶轮泵室旋流器,矿斗内衬的理想材料,其耐磨性能是铸铁.橡胶使用寿命的520倍,也是航空飞行跑道的理想材料之一4建材陶瓷,砂轮工业方面的应用 利用其导热系数热辐射,高热强度大的特性,制造薄板窑具,不仅能减少窑具容量,还提高了窑炉的装容量和产品质量,缩短了生产周期,是陶瓷釉面烘烤烧结理想的间接材料5节能方面的应用 利用良好的导热和热稳定性,作热交换器,燃耗减少20%,节约燃料35%,使生产率提高20-30%特别是矿山选厂用排放输送管道的内放,其耐磨程度是普通耐磨材料的67倍3.2.2 微粉分级方案微粉的溢流法分级方案经雷蒙磨粉碎加工后的绿碳化硅微粉段砂，在清洗池中加入浓度不超过10%的无机酸，进行充分搅拌，经沉淀静止后保持入池水压水流量稳定，在一定流量的水流中，使小于该水压浮力所产生的颗粒随水流溢出，以达