年产15吨高纯砷生产项目可行性研究分析报告

1、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： 、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

2、、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

3、，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：国产工业砷铅熔池处理氧化三氧化二砷真空升华高纯三氧化二砷氢还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、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

4、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。 、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砷化镓。砷化镓作为半导体

5、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，被大量使用在手机、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发展。同时，我们还

6、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

7、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

8、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

9、13675.21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222013.68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、

10、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

11、领手机等高频无线通讯市场 。我国加入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

12、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分离较纯的三氯化砷三次精馏高纯三氯化砷氢气高温还原高纯砷脱氧包装成品，产品主含量为99.999%，达到当时国内领先水平。到90年代末，生产工艺改为：粗砷氯气

13、氯化三氯化砷多次精馏高纯三氯化砷氢气高温还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

14、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

15、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。、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 + 3cl2 2ascl3 + 热量、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。、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： 2ascl3 + 3h2 2as + 6hcl、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

16、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，到2007年11月份结束，共需时间17个月。表2 项目实施进度规划表序号1 月份项目阶段 批准项目建议书 7 8910111212345678910112项目可行性研究3可行性报告审批4环评及许可证5安评及许可证6新机构组建7营业执照8施工图纸设计9设备定货10项目施工准备11项目施工12设备安装及调试13竣工验收14试生产三、项目资金结构及来源：本项目共需资

17、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： 、净现值为 npv=（-1337.60.943+537.49.712+817.40.394）-1650 = 2629.93(万元)、动态回收期为8.26年。、内部收益率在50%以上。2、如折现率按8

18、%计算： 、净现值为 npv=（-1337.60.926 + 537.48.559 + 817.40.292）-1650 = 1949.67（万元）、动态回收期为9.38年。、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12820512.82减：主营业务成本4740205.13 主营业务税金及附加161335.23 经营费用66402

19、5.64 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%的话，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%的话，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 表4 高纯砷现金流量表 单位：万元年项目123456789101112131415收入147515001500150015001500150015001500150015001500150015001500收回垫付流动资金200残值80小计147

20、515001500150015001500150015001500150015001500150015001780现金流出初始投资1650成本（不含折旧）572.6572.6572.6572.6572.6572.6572.6572.6572.6572.6572.6572.6572.6572.6572.6垫付流动资金200税金390390390390390390390390390390390390390390390小计2812.6962.6962.6962.6962.6962.6962.6962.6962.6962.6962.6962.6962.6962.6962.6现金流量-1337.6537

21、.4537.4537.4537.4537.4537.4537.4537.4537.4537.4537.4537.4537.4817.4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 序号指标名称计量单位数量备注序号指标名称计量单位数量备注一产品产量吨15九主要材料消耗产地二产品销量吨151金属砷吨24自制三销售收入万元12822氯气吨24衡阳四生产成本万元4743氢气立方45000自制五期间费用万元1474结晶管根100株州六销售税金万元2185包装瓶个15000德国

22、七利润总额万元6456高纯水吨75自制八员工人数人257电力万度kwh90衡阳七、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。生产高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ppm、ppb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1

23、6万美元）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s、c、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