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利用固廢制備陶瓷透水磚技術項目

利用固廢制備陶瓷透水磚技術項目

發布日期:2019-02-18 作者: 點擊:

一、項目背景


2013年12月,習近平總書記在中央城鎮化工作會議上發表講話時談到,建設自然積存、自然滲透、自然凈化的“海綿城市”。海綿城市就是比喻城市像海綿一樣,遇到有降雨時能夠就地或者就近“吸收、存蓄、滲透、凈化”徑流雨水,補充地下水、調節水循環,在干旱缺水時有條件將蓄存的水“釋放”出來并加以利用,從而讓水在城市中的遷移活動更加“自然”。海綿城市建成后,排走的雨水和留下的雨水將實現“倒掛”。比如,以前一座城市70%的水都是快排進入管道排走的,海綿城市則要讓70%的水留下。


2015年10月,國務院辦公廳印發《關于推進海綿城市建設的指導意見》,通過海綿城市建設,綜合采取“滲、滯、蓄、 凈、用、排”等措施,最大限度地減少城市開發建設對生態環境的影響,將70%的降雨就地消納和利用。意見中明確規定“到2020年,城市建成區20%以上的面積達到目標要求;到2030年,城市建成區80%以上的面積達到目標要求”。在國家《全國城市市政基礎設施規劃建設“十三五“規劃》中明確規定,十三五期間的目標是“使滿足海綿城市建設要求的城市建成區達到1.1 萬平方公里”,即110億平方米。


透水磚的使用是海綿城市建設的第一步。在國家住建部推出的《海綿城市建設技術指南》文件里,透水性鋪裝材料成為海綿城市建設的重要材料。在城市建筑與小區、道路、綠地等場地源頭,通過大規模推行透水鋪裝、雨水花園等生態設施首先對雨水進行下滲、調蓄。由此可見,生產高性能的透水磚材料勢在必行,能夠滿足社會發展的迫切需求,其市場廣闊,潛力巨大。


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二、技術簡介


1.技術背景


在透水磚產品方面,陶瓷透水磚作為鋪裝材料是目前技術和應用的發展趨勢。


對于能夠“透”的滲水性的鋪地材料,國內其實也早已出現過,如透水改性瀝青、水泥磚、黏土燒結磚、煤渣磚等。但由于城市建設對地面“鋪材”的使用有明確的指標,產品抗折強度必須較高,才能滿足行人、車輛的通行要求,故而需要一種新型透水“鋪材”,既可以滿足較高的抗折強度,又可以滿足較高的透水性能。而之前的材料盡管實現了透水性,在抗折強度上卻無法滿足城市建設的需要。


當前應用較多的透水磚在生產上有兩種工藝,一種是經過燒結的陶瓷基透水磚,另一種是不燒結的混凝土水泥基透水磚。由于水泥基材料的力學性能低于陶瓷材料,因此經過燒結的透水磚在透水率和強度方面較未燒結的混凝土透水磚更為優秀,效果更好。而高強度的透水磚還能夠滿足車輛行駛的要求,因此應用領域更加廣泛。


由于透水磚在使用過程中本身會蘊藏大量水分,而混凝土等水泥基材料會與這些水分進一步水化,從而在長期使用過程中顯著減少其透水性能;而陶瓷材料在高溫下燒結而成,在常溫下是穩定材料,透水性能穩定。更為重要的是,陶瓷材料具有優良的表面耐磨性能和長期耐久性,使得陶瓷透水磚具有顯著優異的表面性能和使用壽命。在內蒙、山西等省份的部分城市,已經明確規定在城市建設中使用陶瓷基道路材料??杉?,陶瓷透水磚正成為海綿城市建設的首選鋪裝材料,其潛力巨大,應用前景廣闊。


除了改善因路面不透水而帶來的不良“內澇”現象之外,陶瓷透水磚還具有其他方面的優點,如對地下水資源進行補充,提高土壤的透水透氣性,改善地面植物的生長環境,調整生態平衡等。透水磚的多孔性還可以保證大地與大氣之間的水汽與熱能交換,減小城市因太陽輻射所產生的熱島效應。另外,透水磚的蜂窩狀結構也能夠一定程度地吸收噪音,增加了城市居住的舒適度。


2.工藝原理


項目以建筑棄土(鋼渣、尾礦、粉煤灰、赤泥等固廢均可)作為主要原料,天然氣為燃料。將原料建筑棄土與其他原料(鋁土礦尾礦、高硅巖等)破碎、晾干后送入原料倉;原料按一定的配比自動稱量后混合并送至粉磨設備,粉磨過程同時用熱風干燥,粉磨后的粉料進入粉料倉。粉料倉的粉料通過給料機控制下料速度,進入造?;蛻阜只?,篩分合格的顆粒進行干燥并送入中間倉陳腐。中間倉的顆??煽叵鋁?,進入壓機進行壓制成型。成型后的坯體送入干燥窯進行干燥,然后進入燒成窯燒制。燒制后的成品經檢驗合格后,進行堆砌、包裝,再送至庫房保存、待售。


3.工藝流程圖


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4.產品性能


陶瓷透水磚的抗壓強度達到40~60MPa,抗折強度達到5~10MPa,透水系數達到4~20×10-2 cm/s;各項性能指標優于國家標準的要求(GB/T25993―2010《透水路面磚和透水路面板》)。


5.技術優勢


 ① 大規模利用固廢,除建筑棄土外,還實現了鋼渣、尾礦、粉煤灰和赤泥等原料制備陶瓷透水磚產品技術。

 ② 原料粒度范圍廣(0 ~ 5mm),可直接利用尾渣;生產中一次燒成,節省能耗成本。而且固廢參與陶瓷燒結反應,提升了透水磚的強度,透水系數高。

③ 享受海綿城市建設和環保固廢利用的雙重優惠政策。


三、產品市場預期


在海綿城市建設過程中,陶瓷透水磚是鋼性需求。十三五期間預期將建成滿足海綿城市建設要求的城市1.1 萬平方公里”,即110億平方米,相應形成陶瓷透水磚2萬億元產值的廣闊市場。


當前,國內真正生產燒結透水磚的企業并不多,總數在10家之內,大多分布在傳統陶瓷產區附近,如山東淄博、江西高安、江蘇宜興、福建泉州等地區,產量也并不突出。然而,隨著各地方政府對城市排水系統建設的日益重視,以及海綿城市戰略的提出,現有的透水磚產能已呈現供不應求之勢。行內人士預測,未來陶瓷透水磚市場必然會出現爆發式的增長,因為目前很多城市市政建設上要求一定比例的“透水鋪裝”。目前,先后兩批海綿城市試點,共30個城市,按照財政的補助政策,直轄市每年補6億元,省會城市每年5億元,其他城市每年4億元,30個城市平均一年就是差不多150億的投資,連續資助三年就有400多個億,雖然建設海綿城市的主題不完全是做磚,還包括地下管網建設等一系列工程,但透水磚的市場依舊很大,尤其近年全國各地鬧水災,導致這個領域開始火爆起來,關注到這個領域的企業也越來越多。


四、經濟效益


以年產60萬m3陶瓷透水磚項目為例進行估算,生產線投資3000萬元,廠房和基建500萬元,流動資金700萬元,總投資約4200萬元。


項目年生產成本費用為每平米陶瓷透水磚成本為68元,則每年生產成本費用為4080萬元。目前市場上陶瓷透水磚的出廠價格是每平米120-200元,則陶瓷透水磚產品參考此平均價格,定位綜合價為出廠價160元/平米,年產值為9600萬元??鄢喙廝暗確延?,年凈利潤3349萬元,投資回收期為1.92年(含建設期8個月)。


陶瓷透水磚利用建筑垃圾可以享受國家稅收優惠政策,可減免所得稅和部分增值稅。如僅僅考慮前3年減免所得稅,則每年可獲得凈利潤4465萬元,投資回收期為1.6年(含建設期8個月)。投資指標均高于行業基準值,財務效益較好。


五、風險評估及對策


在環保方面,燒制過程使用燃料是這一生產流程唯一可能產生污染源的因素。但采用潔凈的天然氣作為燃料,可以滿足清潔環保生產的要求。廢水和廢渣經處理可以實現完全的循環利用,無對外排放。


在經濟性評估中,未獲得原料運距等方面信息,因此原料運距未納入成本,存在一定成本增加風險。但是,原料成本在總生產成本的比例很小,所以即使因運距而增加原料成本,對整個產品的生產成本影響并不大。


在市場方面,由于生產的陶瓷透水磚產品符合國家關于透水磚的各項指標,優于普通混凝土透水磚等,可以從市政、大型建筑工程等渠道獲得新的大量訂單。


本項目因為利用冶金渣、尾礦等固廢資源,屬于國家鼓勵支持的循環經濟項目,具有減少土地占用,增加資源利用率,提供大量就業崗位等社會效益,能夠在政策、資金、產品銷售、稅收等方面獲得政府等支持。

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