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1、年产15吨高纯砷生产项目可行性研究分析报告.doc【完整版】(文档可以直接使用，也可根据实际需要修订后使用,可编辑放心下载）年产15吨高纯砷生产工程可行性研究报告一、立项理由：1、工程名称：工程名称：年产15吨高纯砷生产工程工程实施单位：某某厂 2、工程内容： 、高纯砷的性质和用途高纯砷是一种高纯度的砷，为银灰色金属结晶状，质脆而硬，有金属光泽，在潮湿空气中易氧化，属有毒产品。高纯砷密度5.75g/cm3，熔点817，614升华，不溶于水。高纯砷主要用来制备砷化镓、砷铝化镓、砷化铟等半导体化合物及高纯合金，在医药卫生、防腐、染料等领域也有着越来越广泛的应用，特别是含砷量占50%以上的砷化镓，有
2、着相当广泛的用途。砷化镓是继单晶硅之后的第二代半导体材料，是目前最重要、最具开展前途的化合物半导体材料，也是科学家研究最深入、应用最广泛的半导体材料。砷化镓因其具有禁带宽度大，电子迁移率高等特殊性能，正在微电子领域、光电子、半导体照明领域以及军事工业、宇航工业、计算机等尖端科技领域发挥着越来越大的作用。砷化镓的其它用途还正在被开发，例如在半导体照明方面。 、高纯砷的生产方法选择及原料目前国内生产高纯砷的方法有以下几种： a、氯化法。该方法是国内高纯砷生产厂家普遍采用的方法，其生产流程为：粗砷氯气氯化三氯化砷精馏高纯三氯化砷氢气高温复原高纯砷真空脱氧充氩气包装成品。该工艺的主要原料材为粗砷和工业
3、氯气、氢气。该工艺技术较成熟，生产的产品质量较好，目前产品纯度可达99.99999%7N以上。但是因为三氯化砷是中间产品，三氯化砷是一种易挥发的剧毒品，很容易对人造成致命伤害，被国际化武组织列为核查产品，所以该工艺环保压力较大，对生产的平安性要求很高。b、铅合金升华法。该工艺目前只有江苏省海安县浩源新科技材料一家采用，制备工艺为：国产工业砷铅熔池处理氧化三氧化二砷真空升华高纯三氧化二砷氢复原粗高纯砷真空升华成品。该工艺由中国科学院上海冶金研究所于1962年研制成功，研制人员有施惠英、周昕祥等人。当时根据Ca、Mg、At、Ti、Mn、Ni、Co、Cr、Ba、Ph、Zn、Sn、Bi、Fe、Cu、S
4、、Se、Te、St、In、Ag等22个杂质的分析结果，纯度达99.9999%6N，回收率为5062%。该生产工艺具有设备简单，选用材料方便及防护容易掌握等优点。但是该法生产的高纯砷中的Pb杂质含量较高，且很难到达7个9的纯度。 比照这两种工艺的优缺点，结合我厂的生产经验和市场需求的开展趋势，建议采用氯化法。 、优越的开发条件 a、我厂生产高纯砷的历史悠久，最早在1972年成功生产出接近6个9的高纯砷，是国内最早的高纯砷生产厂家之一，产品质量到达当时的领先水平，经过30多年的摸索和积累，我厂已具有了丰富的高纯砷生产经验。b、我厂“*牌高纯砷在国内具有较高的知名度，在网上搜索“*牌高纯砷，可找到相
5、关信息70多条。c、市场前景广阔。高纯砷最大用途是用于制造第二代化合物半导体材料砷化镓。砷化镓作为半导体材料，它的性能优于锗、硅等单晶材料，不仅可制作二极管、光探测器，还能制备半导体激光器、超高速微电子器件等，广泛地应用于光纤通信和移动通讯，被大量使用在 、电脑的核心电路上，起到了硅、锗无法代替的作用。砷化镓同时还是一种适合制备太阳能电池的材料，它与太阳的光谱匹配较为理想，随着砷化镓材料制备工艺技术的进步，它在太阳能应用领域的巨大潜能将会释放出来。而且砷化镓的其它用途还正在被开发，例如在半导体照明方面，一旦该技术开发获得成功，砷化镓和高纯砷的用量将成倍地增长。现在，全球对砷化镓的需求正在以每年
6、20-30%的速度递增。高纯砷作为制备砷化镓的关键材料，必将随着砷化镓的需求的增加而开展。同时，我们还注意到，许多西方工业国家迫于环境保护因素，正逐步减少或关停生产高纯砷的企业，把制造高纯砷的企业向开展中国家迁移，或直接从开展中国家订购来弥补生产缺乏。因此，现在组建高纯砷生产企业，是抢夺高额利润、尽快形成产业规模的最好历史机遇，有着非常重大的现实意义。d、产品利润高。高纯材料属于高科技产业，根据我们今年4月份对国内生产和使用单位的调查说明，目前高纯砷的利润率高达35-50%，是典型的高利润行业。e、原料质量有保证。原料粗砷的质量是否稳定对高纯砷的质量影响很大。我厂是国内最早的粗砷生产厂家，是国
7、家定点粗砷生产基地。我厂的粗砷具有质量高和质量稳定等特点，产品质量一直保持在行业内的领先水平。 、市场需求、前景及利润空间分析 目前市场需求以6N 和7N 高纯砷为主，6N的市场价在800-900元/公斤，7N的市场价在1700-1800元/公斤。在这两种规格的产品中，目前需求又以6N为主，占70%左右，但是随着技术的不断进步，砷化镓在尖端科技领域的不断应用，对高纯砷的质量要求将越来越高，所以7N高纯砷的应用范围将越来越广，需求比例会不断扩大。 作为新材料，砷化镓和高纯砷的市场前景非常广阔，根据我们今年4月份对国内生产和使用单位的调查说明，目前高纯砷产品和砷化镓晶片均供不应求。而且随着科学技术
8、的不断开展，砷化镓的应用将越来越广，所以砷化镓市场将具有的高速增长的特性，那么作为砷化镓的主要原料高纯砷，其市场需求也将是高速增长的。高纯砷作为一种高纯材料，它所面对的销售对象，都是从事制造高科技产品的企业，这些企业都凭借技术优势在某一领域处于垄断地位，可以获得高额利润，有着充裕的资金。因此，生产经营企业在生产经营的过程中就具备了能够有效的减少营销费用，降低投资风险，加速货款回笼等优势，这无疑为企业的可持续开展创造了良好的外部条件。高纯砷利润空间分析见表1。从表1可以看出：每吨高纯砷的生产本钱为31.6万元，税前利润率达68.2%，属于典型的高利润。表1 高纯砷生产本钱表以6N和7N的平均价格
9、100万元/吨计算：工程用量单价不含税单价金额元粗砷1.6吨/吨10000元/吨8547.0113675.21氯气1.6吨/吨2500元/吨2136.753418.80高纯氢气3m3/Kg25元/ m321.3764102.56高纯水5吨/吨8000元/吨6837.6134188.03包装瓶1000个/吨70元/个59.8359829.06电60度/Kg0.53元/度0.5331800.00零星材料含劳保15000.00小计222021.68工资24000.00设备折旧费70000.00总计316013.683、高纯砷生产的国内外情况： 国内目前有红河金烊冶化材料、峨嵋半导体材料厂、昆明鸿世达
10、高技术材料有限责任公司等10家高纯砷生产单位，它们分布在云南昆明和红河、四川峨眉、河北献县、宁夏青铜峡、江苏海安、湖南株州和衡阳等地，设计年生产能力达100吨以上，实际2005年共生产高纯砷50吨左右，其中7N高纯砷13吨左右。没有满负荷生产的原因主要是受技术条件的制约，而不是市场的原因。世界最大的高纯砷生产厂家在日本，年产高纯砷56吨。德国有两家高纯砷生产厂家，年产量在50吨左右。 4、高纯砷的市场情况：目前6N和7N 高纯砷的销售状况较好，6N的市场价在800-900元/公斤，7N的市场价在1700-1800元/公斤。世界上最大的化合物半导体材料公司美国AXT公司年需求量就在30吨以上，目
11、前国内包括外资企业需求量在35吨左右。国家针对电子高技术产业的开展，希望尽快占领 等高频无线通讯市场 。我国参加WTO以后大量引进先进的化合物半导体器件制造设备，预期对该材料的需求将到达100吨，世界需求量超过500吨，市场缺口很大 。而且砷化镓的其它用途还正在被开发，例如在半导体照明方面，一旦该技术开发获得成功，砷化镓和高纯砷的用量将成倍地增长，所以作为新材料，砷化镓和高纯砷的市场前景非常广阔。 5、相关企业： 根据今年4月份新产品开展科的市场调查结果显示，北京某半导体公司美资企业有意合资生产高纯砷，以建立自己稳定的原料供给基地。该公司以前在福州，现在总部迁到北京，新厂拟在2006年底全部建
12、成投产。现在北京厂和福州厂每月需高纯砷400公斤，到2007年底年需求量将到达15t，其中2/3需要7N高纯砷。该公司的产品为2-6英寸晶片，主要出口到美国和日本，以前该公司高层有人参观过我们的高纯砷生产现场。该公司总经理询问我们是否另选地方建厂，并请我方在定好方案后提供一份详细的合作意向书，包括工艺方法、检测方法、矿源、环保设施、中间废物及包装物品回收、本钱等方面的详细资料。6、我厂的现状：从上个世纪70年代开始，我厂就从事高纯砷生产，当时的生产工艺为：白砒三至五次真空升华高纯三氧化二砷氯化氢氯化三氯化砷沉清别离较纯的三氯化砷三次精馏高纯三氯化砷氢气高温复原高纯砷脱氧包装成品，产品主含量为9
13、9.999%，到达当时国内领先水平。到90年代末，生产工艺改为：粗砷氯气氯化三氯化砷屡次精馏高纯三氯化砷氢气高温复原高纯砷真空脱氧充氩气包装成品，但产品主含量仍只有99.999%，已远远满足不了市场开展的需要。2004年3月产品送上海硅酸盐研究所用辉光放电质谱仪检测，具体检测结果以减量法计为99.9992305%。目前市场需求以6N高纯砷为主，随着技术的不断进步，砷化镓在大规模集成电路、微电子、宇航工业等尖端领域的不断应用，对高纯砷的纯度要求将越来越高，7N高纯砷的需求将越来越多。从开始生产高纯砷至今，我厂的高纯砷就一直只到达5个9的水平，根本满足不了生产砷化镓的要求，因此我厂高纯砷生产工艺的
14、改良已迫在眉睫。 7、工程建设的意义和投资的必要性：最近几年，由于市场等多方面原因，我厂的经营举步唯艰，企业的开展进入空前的困境。寻找新的出路，开辟新的经济增长点，已是十分的必要。经我们多方调查，认为高纯砷产品生产技术成熟、产品附加值高、市场前景好，是一项投资少、见效快、高回报的高科技产业，其先进的工艺、科学的环保、可靠的平安，能让企业在较短时间收回投资并创造高额利润，可为企业开展注入强大的后劲，让我厂早日走出困境。二、实施方案：1、产品方案及生产规模： 生产6N和7N高纯砷，生产规模暂时定为15吨/年其中7N占1/3，各项根底设施以30吨/年的规模为标准设计，做好扩产的准备。 2、工程建厂的
15、地区和厂址： 考虑高纯砷生产对空气环境要求相当严格以及平安性，厂址应选在空气洁净、远离人群的地方。例如化工工业园、郊区等地。 3、工艺流程简述：高纯砷的生产工艺流程图见附图。 高纯砷的生产过程主要分为四个工序：即反响合成、精馏、加氢复原和真空包装。、反响合成：由粗砷和氯气反响合成三氯化砷。化学反响式为： 2As + 3Cl2 2AsCl3 + 热量、精馏：为物理提纯，是别离杂质的主要阶段，本工程采用4套相互独立的石英精馏塔进行提纯，最终得到的三氯化砷的纯度可达7N以上。、加氢复原：对三氯化砷加纯氢并加热，使之发生氧化复原反响生成单质砷和氯化氢。反响式为： 2AsCl3 + 3H2 2As + 6HCl、真空包装：将复原所得的高纯砷先进行真空脱氧，再在氩气保护下装瓶密封，然后在瓶外
