Организация производства высокообогащенного кварцевого

Организация
производства
высокообогащенного
Наименование проекта кварцевого концентрата на базе мелкозернистых
песков месторождения «Ивановское-2» Городищенского района Пензенской области с целью его комплексного использования
1
Классификация (тематическое направление, не более двух)*
Промышленные технологии
2
Назначение и область применения:
Назначение: Разработка технологического регламента получения высокообогащенного
кварцевого концентрата на базе мелкозернистых кварцевых песков месторождения
«Ивановское-2» и организация производства концентрата в с. Верхний Шкафт.
Область применения: производство изделий из стекла, производство карборунда, металлургического кремния, кремния «солнечного качества», строительных материалов.
Краткое описание (суть) проекта:
Цель проекта: - отработка новых промышленных технологий получения кремнийсодержащих материалов из сырья Пензенского региона: кристаллического кремния высокой
чистоты для нужд солнечной энергетики, карборунда и изделий из него, заготовок для
получения оптоволокна, высококачественных материалов для стекольной промышленности, новых видов строительных материалов; - получение кремнийсодержащих материалов
в полупромышленных масштабах (до 500 кг/год); - организация входного контроля сырья,
в т.ч. химического и ситового; - разработка технологии обогащения и классификации
кварцевых песков Пензенского региона.
3
4
5
6
Актуальность и новизна идеи (конкретное инновационное решение):
Создание энергосберегающих
Создание способов и новых конструкций,.
Новизна идеи
Реализация предлагаемого способа предполагает создание принципиально новых конструкций
Научно-техническое описание:
Высокочистый кварцевый песок пензенских месторождений рафинируется путем
отмывки в умягченной артезианской воде с использованием ионообменных смол, классифицируется в гидравлическом классификаторе, сушится и поступает на восстановление.
Отходы древесины твердых пород подвергаются пиролизу, получившийся древесный
уголь используется в качестве восстановителя кремния.
Восстановление осуществляется в два этапа: из диоксида кремния и древесного угля
в резистивных термических печах с использованием специальных связующих синтезируется карборундовый полупродукт, далее после приготовления специальной шихты восстановление карборунда до кремния производится в плазменной печи с контролируемой
атмосферой.
Побочные продукты производства: обогащенный кварцевый песок для стекольного и
керамического производства, товарный древесный уголь, высококремнистые алюминиевые сплавы, углекислота сжиженная, товарный поликремний «солнечного» качества.
Предлагаемая к выпуску продукция (продукт, услуга, технология):
Продукты производства: обогащенный кварцевый песок для стекольного и керамического производства, товарный древесный уголь, высококремнистые алюминиевые
сплавы, углекислота сжиженная, товарный поликремний «солнечного» качества.
7
Существующие аналоги и преимущества перед ними:
Полученный по предлагаемой технологии кварцевый концентрат может быть использован для производства высококачественных изделий из кварцевого стекла, оптоволоконных систем.
Разработанная технология производства кремния «солнечного» качества не имеет
аналогов. Новая технология экологически чиста. Твердые выбросы и жидкие стоки отсутствуют. Газовые выбросы - продукты дожигания смеси СО, Н2 и азота в котельной.
При сжигании этой смеси выбросы оксидов азота понижены в 2-3 раза по сравнению
с сжиганием природного газа. Суммарные выбросы оксидов азота менее 50 мг/м3.
Основной продукт, полученный при плазменном карботермическом восстановлении
кварцевых песков – поликремний «солнечного» качества будет использован в различных
отраслях промышленности. В сравнении с традиционной технологией получения поликремния, рассматриваемая технология имеет следующие преимущества:
 себестоимость поликремния, получаемого по предлагаемой технологии в 4-5 раз
ниже себестоимости кремния, получаемого восстановлением в дуговых печах и в
два раза ниже себестоимости кремния, получаемого хлорсилановым переделом;
 использование не дефицитного сырья – кварцевых песков, отходов древесины и
природного газа;
 в новой технологии отсутствуют экологически опасные твердые, жидкие и газообразные продукты.
8
Анализ рынка (потенциальные потребители, география проекта):
Рынок потребителей: Региональный  Российский  Международный.
Потенциальные потребители:
- стеклозаводы, металлургические предприятия, предприятия по выпуску фотоэлектрических генераторов, - предприятия стройиндустрии
Защита интеллектуальной собственности (наличие правоохранных и прочих документов):
Оформляются патенты на способ восстановления кремния из мелкозернистого кварцевого стекла и плавильный агрегат для его осуществления.
9
10
Информация об участии проекта в конкурсах инновационных проектов, в т.ч. в федеральных (название конкурса, организатор, сроки проведения, результаты участия):
11
Состояние проекта (выполненные этапы, имеющаяся документация по проекту):
Осуществлены лабораторные исследования предлагаемых решений, получены и исследованы образцы продукции. Разработаны технические регламенты, конструктивнотехнологические схемы нестандартного оборудования.
Фотоматериал (3-5 фотографий)
присылать отдельными файлами в графическом формате
См. приложение А к проекту № 2
12
13
Схема реализации проекта: (предстоящие этапы и основные сложности – риски)
Этап 1. Отработка технологии получения кварцевого концентрата в лабораторных и
полупромышленных условиях (создание 3 рабочих мест в г. Пензе и создание 5 рабочих
мест в с. Верхний Шкафт).
Этап 2. Отработка технологии пиролиза отходов древесины твердых пород (создание 3
рабочих мест в с. Верхний Шкафт)
Этап 3. Отработка в полупромышленных условиях получения карборундового полупродукта для дальнейшего производства карборундовых изделий и производства кремния.
Этап 4. Отработка технологии получения кристаллического кремния в лабораторных и
полупромышленных условиях.
Этап 5. Внедрение результатов исследований в производство.
14
Имеющиеся ресурсы для реализации проекта (производственные мощности, сырье, трудовые ресурсы, инвестиционная площадка, инфраструктура):
На начальной стадии проект обеспечен ресурсами для теоретических исследований и
проектирования экспериментальных образцов, для полупромышленного производства.
15
Необходимые ресурсы для реализации проекта:
- средства для закупки лабораторного электротермического оборудования,
- средства для закупки сырья и расходных материалов,
- средства для аренды производственных площадей,
16
Финансовые показатели проекта:
Общая
Необходимые Срок реа- Период оку- Предполагае- Имеющиеся ресурстоимость
для
лизации
паемости мый объем вы- сы для реализации
проекта, привлечения
проекта, проекта, мес. пуска и реали- проекта (производмлн. руб. инвестиции,
мес.
зации, млн.
ственные мощномлн. руб.
руб./год
сти, сырье, труд.
ресурсы и др.)
2,0
1,8
24
36
5,0
Производственные
мощности, сырье и
трудовые ресурсы
имеются
17
Перспективы развития (при получении инвестиций), возможные результаты по этапам
реализации проекта:
Возможные результаты этапов:
Этап 1 - Технический регламентна кварцевый концентрат. Запуск полупромышленного
производства кварцевого концентрация, заключение договоров на его реализацию.
Этап 2 – Запуск полупромышленного производства древесного угля. Заключение договоров на поставку древесного угля сторонним потребителям.
Этап 3 – Технический регламент на производство карборундового полупродукта и изделия из карборунда. Заключение договоров на поставку изделий из карборунда.
Этап 4 – Технический регламент на производство кристаллического кремния. Заключение договоров на поставку кремния.
Этап 5 –Реализация предложенных технологий в промышленном масштабе..
Ожидаемый социально-экономический эффект (количество создаваемых рабочих мест,
налоговые поступления в бюджеты всех уровней):
Промышленная реализация позволит создать дополнительно более 30 рабочих мест в с.
Верхний Шкафт, 10 рабочих мест в г. Пензе и г. Сердобске.
Поступление в бюджеты всех уровней до 2,5 млн. руб/год
19 Команда проекта:
Сотрудники кафедры ТУК ПГТА и ПБОЮЛ «Калямин» – 4-5 человек
Студенты – 4 человека
19.1 Руководители проекта (Ф.И.О., место работы/учебы, должность):
Рыжаков Виктор Васильевич, д.т.н., ГОУ ВПО ПГТА, зав. кафедрой ТУК, Купряшин
Владимир Алексеевич, к.т.н., профессор кафедры ТУК
19.2 Участники проекта (Ф.И.О., место работы/учебы, должность, роль в проекте):
- Кожевников Игорь Михайлович, аспирант третьего года обучения кафедры ТУК разработка вариантов компоновок, поиск и патентование новых решений
- Холуденева Алина Олеговна, студентка группы 09УК, лаборант кафедры ТУК ПГТА 18
разработка конструкторской документации на экспериментальные образцы,
Контактная информация:
Сл. тел. (8 841 2) 49-53-73
20.1. Название предприятия (организации):
Кафедра «Техническое управление качеством Пензенской государственной технологической академии
20.2. Информация о предприятии (сфера деятельности):
- научные исследования и разработки,
- научные исследования и разработки в области естественных и технических наук,
- услуги, связанные с научными исследованиями и экспериментальными разработками в
области механики и технических наук,
- услуги в области инженерно-технического проектирования,
- услуги графического дизайна,
- обработка данных и создание баз данных, информационные ресурсы в электронном виде,
- производство хлеба и мучных кондитерских изделий, детского питания и диетических
пищевых продуктов
- производство готовых к употреблению пищевых продуктов
- розничная торговля хлебом, хлебобулочными и сахаристыми и мучными кондитерскими
изделиями,
- услуги в области дополнительного профессионального начального, среднего и
высшего образования (повышение квалификации)
20
20.3. Руководитель подразделения
Рыжаков Виктор Васильевич, д.т.н., профессор, зав. кафедрой
20.4. Адрес:
440605, г. Пенза, пр. Байдукова /ул. Гагарина, 1а/11
20.5 Телефон/факс, электронная почта, web-сайт:
(8 841 2) 49-56-99, E-mail: rvv @ bk.ru, www. pgta.ru
21 Дата представления или последнего обновления информации:
март 2011