年产15吨高纯砷生产项目可行性研究报告.docx

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年产15吨高纯砷生产项目可行性研究报告

年产15吨高纯砷生产项目

可行性研究报告

一、立项理由：

1、项目名称：

项目名称：

年产15吨高纯砷生产项目

项目实施单位：

某某厂

2、项目内容：

1、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817C,614C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、最具发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。

2、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：

粗砷一-氯气氯化一-三氯化砷一-精馏一-高纯三氯化砷一

T氢气高温还原——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，对生产的安全性要求很高。

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有

限公司一家采用，制备工艺为：

国产工业砷一-铅熔池处理一-氧化一

—三氧化二砷一-真空升华一-高纯三氧化二砷一-氢还原一-粗高纯砷一-真空升华一-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CaMgAt、

Ti、MnNi、CoCr、Ba、Ph、Zn、Sn、Bi、Fe、Cu、S、SeTe、St、In、Ag等22个杂质的分析结果，纯度达99.9999%（6N）,回收率为50〜62%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，且很难达到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发展趋势，建议采用氯化法。

3、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，产品质量达到当时的领先水平，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一一砷化镓。

砷化镓作为半导体材料，它的性能优于错、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，被大量使用在手机、电脑的核心电路上，起到了硅、错无法代替的作用。

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20-30%勺速度递增。

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发展。

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发展中国家迁移，或直接从发展中国家订购来弥补生产不足。

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表明，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，是国家定点粗砷生产基地。

我厂的粗砷具有质量咼和质量稳定等特点，产品质量一直保持在行业内的领先水平。

4、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表明，目前高纯砷产品和砷化镓晶片均供不应求。

而且随着科学技术的不断发展，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发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：

每吨高纯砷的生产成本为31.6万元，税前利润率达68.2%,属于典型的高利润。

表1高纯砷生产成本表（以6N和7N的平均价格100万元/吨计算）：

项目用量单价不含税单价金额（元）

粗砷

1.6吨/吨

10000元/吨

8547.01

13675.21

氯气

1.6吨/吨

2500元/吨

2136.75

3418.80

高纯氢气

3rm/Kg

25元/m3

21.37

64102.56

高纯水

5吨/吨

8000元/吨

6837.61

34188.03

包装瓶

1000个/吨

屯

70元/个

59.83

59829.06

电

60度/Kg

0.53元/度

0.53

31800.00

零星材料（含劳保）

15000.00

小计

222013.68

工资

24000.00

设备折旧费

70000.00

总计

316013.68

3、高纯砷生产的国内外情况：

国内目前有红河金烊冶化材料有限公司、峨嵋半导体材料厂、昆明

鸿世达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发展，希望尽快占领手

机等高频无线通讯市场。

我国加入WT（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达到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月份新产品发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应基地。

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

成投产。

现在北京厂和福州厂每月需高纯砷400公斤，到2007年底年需求量将达到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，并请我方在定好计划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、成本等方面的详细资料。

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：

白砒一-三至五次真空升华一-高纯三氧化二砷一-氯化氢氯化一-三氯化砷一-沉清分离一-较纯的三氯化砷一-三次精馏一-高纯三氯化砷一-氢气高温还原一-高纯砷一-脱氧包装一-成品，产品主含量为99.999%,达到当时国内领先水平。

至U90年代末，生产工艺改为：

粗砷一-氯气氯化一-三氯化砷一-多次精馏一-高纯三氯化砷一-氢

气高温还原一-高纯砷一-真空脱氧一-充氩气包装一-成品，但产品主含量仍只有99.999%,已远远满足不了市场发展的需要。

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达到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改进已迫在眉睫。

7、项目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，企业的发展进入空前的困境。

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、可靠的安全，能让企业在较短时间收回投资并创造高额利润，可为企业发展注入强大的后劲，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），各项基础设施以30吨/年的规模为标准设计，做好扩产的准备。

2、项目建厂的地区和厂址：

考虑高纯砷生产对空气环境要求相当严格以及安全性，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：

即反应合成、精馏、加氢还原和真空包装。

1、反应合成：

由粗砷和氯气反应合成三氯化砷。

化学反应式为：

2As+3CI22AsCl3+热量

2、精馏：

为物理提纯，是分离杂质的主要阶段，本项目采用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。

3、加氢还原：

对三氯化砷加纯氢并加热，使之发生氧化还原反应生成单质砷和氯化氢。

反应式为：

2AsCI3+3H2△2As+6HCI

4、真空包装：

将还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，然后在瓶外套包装袋进行真空包装，这是确保高纯砷不被氧化的重要措施。

4、项目建设进度安排：

项目建设主要有项目可行性研究、办理各种证件、施工图设计、项目施工以及设备安装调试等阶段，具体进度安排见表2。

该项目进度从2006年7月开始，至V2007年11月份结束，共需时间

17个月。

批准项目建议书

项目可行性研究

可行性报告审批

—

环评及许可证

安评及许可证

新机构组建|

—

营业执照

施工图纸设计

设备定货

项目施工准备

项目施工

1：

设备安装及调试1

1：

竣工验收

试生产

—

三、项目资金结构及来源:

本项目共需资金1850万元，其中固定资产投资1650万，流动资金200万。

固定资产投资部分主要包括土地10亩，200万；土建300万；生产设备300万；装修和空气净化300万；检验设备200万；环保设备50万；用电专线50万；开办费用150万；不可预见费用100万。

固定资产分类表见附表。

资金来源：

由集团公司全额筹资。

四、项目的经济估价：

高纯砷损益情况见表3,高纯砷现金流量情况见表4。

1、如折现率按6%计算：

1、净现值为

NPV二（-1337.6X0.943+537.4X9.712+817.4X0.394）-1650

=2629.93（万元）

2、动态回收期为8.26年。

3、内部收益率在50%以上。

2、如折现率按8%计算：

1、净现值为

NPV=（-1337.6X0.926+537.4X8.559+817.4X0.292）-1650

=1949.67（万元）

2、动态回收期为9.38年。

3、内部收益率在50%以上。

经测算，本项目建成投产后，年均销售收入1282万元，年均利润总额645万元，投资利润率34.86%,全投资内部收益率（所得税前）34.86%,全投资内部收益率（所得税后）23.35%，自有资金内部收益率50%以上。

8至9年可收回投资

表3高纯砷损益表

项目

金额（元）］

主营业务收入

12820512.8：

减：

主营业务成本」

4740205.13

主营业务税金及附加

161335.23

经营费用

664025.64

管理费用

806000.00

财务费用

利润总额

6448946.82

减：

所得税

2128152.45

净利润

4320794.37

五、项目敏感性分析:

如果销售收入或销售数量下降10%勺话，预计每年的净现金流量平均

为363.89万元。

如果生产量下降10%勺话，预计每年的净现金流量平均

为494.74万元。

从中可以看出，销售收入或销售数量的变动对净现金流

可行性研究报告

表4高纯砷现金流量表单位：

万元

项目

年

■

收入

1475

1500

收回垫付流动资金

200

残值

小计

1475

1500

1780

现金流出

初始投资

1650

成本（不含折旧）

572.6

垫付流动资金

200

税金

390

小计1

2812.6

962.6

现金流量

-1337.6

537.4

817.4

量的影响程度较大，而生产量下降对净现金流量的影响程度较少，从内部收益率来看，前者比后者具有更大的敏感性。

六、主要经济技术指标：

主要技术经济指标见表5。

表5主要技术经济指标表

计量

七、其他几点说明:

1、工艺技术:

该工艺虽是成熟工艺，但真正掌握其关键技术的厂家并不多，因此决定高纯砷生产是否盈利的主要因素是对工艺技术的掌握程度。

2、人员素质：

高纯砷生产的各种控制参数都要求非常严格，所以操作人员除了必须严肃认真、细心周到地做好各项工作以外，还要具备基本的化学理论

知识，懂得各种原理。

生产咼纯砷是在超净环境下完成的，要求操作人员必须严格执行有关操作规程。

3、分析设备：

由于高纯砷中的杂质都是ppmppb级的，因此普通的仪器分析设备检测不了，目前能够检测高纯砷中杂质的仪器有ICP质谱仪（市场价16

万美元）和辉光质谱仪的（市场价60万美元）两种。

但是ICP质谱仪检测不出SC、Si三个杂质，而辉光质谱仪只有C检测不出，且目前各高纯砷使用单位都没有要求C指标。

综合考虑成本等各方面因素，我们建议在生产过程中使用ICP质谱仪来检测杂质含量，最终将产品送上海硅酸盐研究所用辉光质谱仪检测。

4、各种证件

由于国家对危化品的管理越来越严格，生产单位必须具有危化品的生产、经营、销售、运输许可证以及环保证。

八、项目建议

1、我公司建设15t/a高纯砷生产厂，具备地域优势、品牌优势、经验优势，资源有保障、产品有市场，投资少、见效快，经济效益显著，符合国家产业政策。

因此，建议对本投资项目立项。

2、我们认为近两年是投资高纯砷的好时机，建议把握时机。

3、根据云南锡业集团和峨眉半导体材料厂等大型国有企业成功生产高纯砷的经验，建议成立一家合资或股份制企业承担高纯砷的生产经营。

九、投资风险

1、砷化镓的民用用途尚处于开发阶段，市场的需求量有不确定性。

2、据我们调查发现，目前国内有较多的厂家正在投资或准备投资该

项目，如：

山东招远国大黄金股份有限公司、河北献县红星电子材料厂。

还有江苏海安县浩源新科技材料有限公司、昆明鸿世达高技术材料有限责任公司正准备扩产，特别是株洲冶炼集团已投资近4000万元建成包括高纯砷在内的高纯新材料生产线，这些单位一旦投资或扩产成功，国内高纯砷的产量将翻番，高纯砷市场也将处于饱和甚至超饱和状态，因此未来几年高纯砷市场竞争有不确定性。

3、相关许可证的办理存在不确定性。

附表：

固定资产分类表

项目

主要内容

1、土方

2、厂房

3、给排水系统

数量

2000n2

估价（万元）

2000X0.08=160

4、超净厂房装修

5、污水处理池&废渣处理池

7、道路

8、绿化

9、其他公用设施

1、空气净化设备

2、氢气净化装置

3、纯水装置

4、氯气缓冲罐

5、氯气净化罐&石英反应釜

7、蒸馏器

8、石英精馏塔

9、还原炉

还原管结晶管脱氧炉脱氧管专用破碎机真空包装机喷淋塔冰柜

ICP质谱仪

水泵

供电配电系统空调电脑

10、

11、

12、

13、

14、

15、

16、

17、

19、

20、

21、

22、

23、

24、

25、

26、

洗浴设备温控设备聚丙烯槽其他设备

安装工程

1、通风管道

2、供水管道

3、石英管道

4、四氟乙烯管道

5、四氟乙烯阀门

&聚丙烯管道

7、工资及其他

1、开办费用

2、设计费

3、土地购置费

4、不可预见费用

750m

750X0.08=60

100mK4m

包括围墙等设施

200

1套

产水1000kg/h

1个

0.5

1个

0.5

2座

1台

15套

100

20座

30根

45根

4台

8根

1台

0.5

2座

含安装费

1台

0.2

1台

200

2台

0.6

2台

热水器、洗衣机等］

14台

8个

自制

200m

0.6

600m

含施工费用

400m

80m

80X0.02=1.6

80个

0.12X80=9.6

500m

150

含各种证件办理费|

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