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1、国家火炬计划高纯碲产业化项目申报书一、概述简述项目提出的背景、技术开发状况、现有产业规模；项目产品的主要用途、性能；投资的必要性和预期经济效益；本企业实施该项目的优势。1、实施本项目有利于发挥公司产品线优势，向高端业务领域延伸。本项目是在国家“十二五”规下催生出来的战略性新产业八大领域之一的新材料领中的太阳能光伏产业，而先导股份是我国专业从事稀散金属硒、碲、铋、镉及其化合物，高纯硒、碲、铋、镉、锌、铟、锑、银、镓等及其化合物生产和销售领先企业，凭借丰富的产品线、先进的技术水平和优质的品质质量在国际市场上享有较高的知名度。在稀散金属领域，金属及其化合物的纯度越高，技术工艺越复杂的产品附加值越高。
2、伴随着综合技术实力的不断提升，公司逐步具备多种高纯稀散金属提纯及化合物的知识产权与生产能力，这使得公司获得向高端产品应用领域延伸的商机。实施本项目可以利用公司在碲提纯和原料稳定供应的优势，结合公司目前掌握的高纯及碲化镉合成工艺，紧跟薄膜太阳能电池行业的发展趋势，将初级产品碲和镉加工成为薄膜太阳能电池用碲化镉材料，大幅度提高相关产品附加值，从而占领稀有金属提纯和化合物的高端细分市场，有助于完善公司碲产品产业链和提升公司的盈利能力。2、实施本项目有助于扩大公司产能，满足业务高速增长的需要。先导股份公司凭借在稀有金属领域多年的经验和良好的的声誉，业务获得快速发展。2010 年，公司销售额实现 125
3、.5%的高增长，伴随着公司业务的突飞猛进，产能越来越成为制约公司快速发展的首要问题。碲化镉薄膜太阳能电池行业近年来发展势头强劲，随着美国第一太阳能公司（First Solar）及其他碲化镉薄膜太阳能电池厂商不断扩大产能，全球市场对碲化镉的需求将持续提升。公司现有的高纯碲和碲化镉产能利用率已处于较高水平，大规模产业化势在必行。目前，公司高纯碲总产能为 100 吨/ 年，2011 年 16 月份高纯碲产量为 70 吨，产能利用率已达 87.50%，现有产能已无法满足市场的迅速增长，亟需扩大产能以实现规模化生产。实施本项目将显著提升公司在碲化镉薄膜太阳能电池材料的产能，依托已与太阳能光伏厂商所建立的
4、战略合作关系及公司的成本优势，可望迅速打开市场，在碲化镉太阳能材料领域占据一席之地，同时可带动公司在其他太阳能材料方面的业务发展。3、实施本项目有利于完善我国薄膜太阳能产业链，提高产业配套水平。我国是太阳能电池的生产大国而非强国，与国际厂商相比，我国还未能掌握太阳能行业的核心技术，主要集中在整个太阳能光伏产业链的制造组装环节，且大部分通过购买进口设备和原材料进行生产，这种情况在薄膜太阳能技术上尤为明显。目前，国内薄膜太阳能电池制造技术水平较为落后，首先是设备制造技术水平落后，缺乏自主制造大面积薄膜沉积设备的能力；其次是生产制造工艺比较落后，特别是设备制造厂商、电池组件厂商和科研院所之间的全面合
5、作尚未建立；再就是在关键材料领域（如高纯碲） ，我国虽然是稀有金属储量较为丰富的国家，但稀有金属冶炼和提纯的总体技术水平远不如国外企业，使得部分关键原材料长期依靠大量进口，使得我国太阳能光伏产业呈现原材料、技术、市场三头在外的尴尬局面。实施本项目，依托先导股份在稀有金属领域多年来积累的技术、资源和生产经营，生产高纯材料领域中市场占有率最高、技术最为成熟，不但可以拓展海外市场，打破行业内国外企业的垄断，更重要的是可以完善我国薄膜太阳能电池的产业链，提升配套能力，从而促进我国碲化镉薄膜太阳能电池行业的发展升级。二、技术可行性分析1项目的技术路线99.9%（3N）的原料碲采用元素真空气相蒸馏生产工艺
6、，在不同的分离室分离 Pb、Cd、S 和重金属杂质。并在氢气氛的保护下进行氢化生产工艺除去气体杂质。根据不同杂质在镉熔体中分凝系数的不同，采用直拉单晶生产工艺进一步分离三类杂质（常见杂质元素，难分离杂质元素，违害杂质元素） 。产品纯度可达到 99.999%（5N） 。本项目的创新点就在还原性气体保护区域熔炼工艺和氢化生产工艺这两个工艺。这也正是 6N 超碲研制的技术难点。使 6N 碲中微量杂质的含量进一步降低，完全已经达到 6N 标准，通过还原性气体保护区域熔炼工艺提纯，降低对其产品性质有较大影响的氧、碳、铅、镉、铜、铁和卤素等杂质含量，最终达到 5N 标准。高纯碲的提纯主要工艺流程：原料碲-
7、元素气相真空蒸馏-氢化-还原性气体保护区域熔炼-高纯碲产品2项目的工艺的合理性和成熟性本项目技术经过公司研发人员的长期努力、试验及验证，该工艺合理性较好，技术相对成熟。3项目的关键技术的先进性和效果（1） 项目的关键技术（a） 、超纯碲的化合物物半导体，对气体元素（氧、氮） 、卤素（氟、氯、溴、碘）要求含量在 1ppm 以下，重金属（铜、铁、钴、镍、铅、 ）要求的含量在 1-10ppb 范围内。由于分离难度极大。（b） 、研制 6N 超纯碲应具备技术条件很高的技术装备和分析测试能力。（c） 、除了产品质量对气体元素（氧） 、卤素（氯）得到了有效控制。要进一步分离 Fe、Co、Ni、Cu 和气体
8、元素。（d） 、技术上完全靠本公司技术力量研究和摸索，国内无相关技术可供参考。(2)、项目的先进性和较果在研制超纯碲生产工艺的过程中，针对太阳能电池的核心技术要求，有关键技术：（a） 、在超纯碲的生产工艺中采用了还原性气体保护区域熔炼生产工艺、对于除去碲中难除杂质和危害性杂质起到了关键作用。（b） 、元素真空气相真空蒸馏生产工艺。（c） 、超碲的提纯工艺研发设计采用氢还原生产工艺技术，这一技术的用采用有效控制原料中难分离杂质，气体和卤素杂质含量。这一技术的运用对除去碲中的危害性杂质起着重要作用，它大大降低了超纯碲中：氧、氟、氯、溴等危害性杂质。4产品技术性能水平与国内外同类产品的比较。国内目前
9、除了少数科研院所在研究外，除本公司外现在还没真正能进行小批量生产和规模化生产的企业和单位。5项目承担单位在实施本项目中的优势。先导稀材是 2003 年成立,注册资本：（人民币）35000 万元，主要从事稀散金属和高纯金属及半导体材料的生产和研发。本公司主要产品为硒、碲、锑、铋及其衍生产品，技术工艺成熟。本公司现已形成高纯纯金属及其半导体化合物生产条件，可生产高纯金属（99.999%-99.99999%）硒、碲、锌、铟、铋、铅、镓、硫、锡、锑等产品，及其半导体化合物碲化镉、硫化镉、碲化锌、硫化铟、Zn3Sb4、CdZnTe、BiTeSb、TeSe、ITO 材料；GaAs、Sb2Te3、Sb2S3
10、、TDFA 光纤放大器(TeO2)，半导体照明（InN 、GaN）等的产业化生产线。并具有生产本项目所需不同物理规格的高纯超高纯 Te、Cd、CdTe 等基础物料的能力。企业人员情况：现有员工 666 人，高级职称 3 人，中级职称 4 人，技术人员 119 人。2005 年先后通过 ISO9001 质量管理体系认证、FAMI-QS 欧盟饲料添加剂认证、ISO14001 环境管理体系、OHSAS18001 职业健康安全管理体系、ISO22000 饲料添加剂食物链安全管理体系，广东省高纯稀有金属材料工程技术研究开发中心，广东省省级企业技术中心等。本公司目前已建立目前国际上最先进的生产工艺及设备，
11、其主要生产工艺有（1） 、区域熔炼（真空区域熔炼、气氛区域熔炼、水平区域熔炼、垂直区域熔炼、液封区域熔炼） （2） 、电解（酸性电解、中性电解、碱性电解、有机物电解、熔盐电解、不溶阳极电解、间歇电解） （3） 、直拉单晶提纯（4） 、真空蒸馏（5） 、亚沸精馏（6） 、化合物蒸馏（7） 、化合物液相精馏（8） 、液相合成（9） 、气相合成（10） 、真空挥发熔炼（11） 、碱性熔炼（12） 、分步结晶。本公司现拥有的主要分析设备有：全谱直读电感耦合等离子体发射光谱仪ICP 3 台，电子扫描电镜 1 台，原子吸收分光光度计 1 台，原子荧光光度计 1台，激光粒度分布测试仪 1 台，ICP-MS、
12、GD-MS 各一台正在购买中。三、项目成熟程度1成果的技术鉴定文件或产品性能检测报告、产品鉴定证书。2产品质量的稳定性，以及在价格、性能等方面被用户认可的情况等。3核心技术的知识产权情况。对引进技术的消化、吸收、创新和后续开发能力。四、市场需求情况和风险分析1国内市场需求规模和产品的发展前景、在国内市场的竞争优势和市场占有率。碲（Tellurium）是银白色的类金属，密度为 6.25g/cm3，熔点为 452，元素符号是Te，原子序数为 52。碲的特性介于金属与非金属之间，与硒及硫类似，主要用作合金及半导体。提取制备：碲在地壳中的含量非常稀少，其地壳丰度 1为 0.01mg/kg（地球上有碲
13、14.9万吨 2） ，其中 3%-5%的碲以化合物的形式与贵金属矿床相伴生， 主要分布于美国、中国、加拿大、秘鲁、智利等国家和地区，其中美国储量约为 2.5 万吨，中国约为 2.2 万吨。 根据储藏形式的不同，碲的提取分为两种方式：第一种为冶炼副产品综合回收方法，是目前提取碲的主要方式。由于碲属于亲硫元素，且以稀少分散状态伴生于硫化物矿床，如黄铜矿、黄铁矿、铅锌等矿床中，因而只能随开采主金属矿床时在选冶中加以综合回收、综合利用。目前，碲主要从电解铜的阳极泥和炼锌的烟尘等副产品中回收制取，据美国地质勘探局（USGS）统计，每吨电解铜产生的阳极泥中可回收 0.065 kg 碲。第二种为矿藏直接开采
14、与选冶方法，是正在发展中的提取方式，即直接从富含碲的矿藏进行冶炼提取。近年来，随着地质勘查科学技术的发展，国内外相继发现了一系列重要的碲化物型金银矿床，这表明碲除了可以稀少分散的状态存在以外，还可以大规模富集、1 指地壳中各个组成部分(大气圈、水圈、岩石圈、生物圈 )的化学元素平均含量。2发展碲化镉薄膜太阳电池的几个关键问题矿化并形成具有经济价值的独立矿床或工业矿体，如四川石棉大水沟碲铋金矿床、山东归来庄碲金矿床、河南北岭碲化物型金矿等，对此可直接进行冶炼提取。 根据纯度的不同，提取的碲可分为不同的“N ”级：物质的纯度常用数字加上符号“N ”予以表示，其中“N”表示 nine，即“9” 。以
15、碲为例， “3N”表示纯度为 99.9%的碲， “4N”表示纯度为 99.99%的碲， “7N”表示纯度为99.99999%的碲，以此类推。纯度在 3N 及以下的碲主要由全球各大铜、锌和金等冶炼集团企业以主矿冶炼的副产品形式生产。纯度在 5N-7N 及以上的高纯或超纯碲，各大型冶炼企业少有涉足，多由专业的金属提纯公司生产，即购买大型冶炼企业生产的低纯度产品，并以此为原材料进一步提纯制备。由于工艺复杂、专业性强，碲的纯度越高，需要的提取技术与成本亦越高，其产品销售价格也愈高。例如，纯度每提高 1 个“9” ，价格就相应要提高 10 倍甚至 20 倍。应用领域：碲的用途分为两类，一是用作添加剂，即
16、碲和碲的化合物作为添加物以改进或增强主要产品的物理、化学性能；二是用作电子、光学等产品的制造主材。从应用领域看，全球生产的碲 50%以上应用于冶金工业中，而电子、化工、玻璃、光学等行业的应用量在不断扩大。表 2-1 碲及其化合物的应用领域用途类型 应用领域 备注添加到钢材中以增加延性以易于切削加工 冶金添加到铅中增加它的强度和耐蚀性化工 电镀液中的光亮剂、石油裂化的催化剂添加剂玻璃 氧化碲用作玻璃的着色剂5N 高纯碲温差电材料的合金组分制取硒碲合金光导鼓6N 高纯碲合成碲化镉用于制造核辐射探测器5N 高纯碲合成碲化镉为薄膜太能电池材料5N 高纯碲制成碲化铋作为拓扑绝缘体材料应用与晶体管、存储设备以及磁性传感器等设备电子5N 高的纯碲制成碲化铋应用于微型制冷领域制造主材光学 超纯碲单晶是新型的红外材料0%20%40%60%80%10%190191192193194195196197198199200201202203钢 铁 行 业 化 工 光 电 及 温 差 电 装 置 添 加 到 其 他
