新建含锡废料综合利用项目可行性研究报告.doc

含锡废料综合利用项目可行性研究报告目 录第一章 总 论1第一节 项目背景1第二节 项目概况1第三节 结论和建议4第二章 项目背景和发展概况6第一节 项目提出的背景6第二节 相关产业政策11第三节 项目发展概况13第四节 项目建设的必要性13第三章 市场预测18第一节IT工业用锡基无铅焊料的用途18第二节世界各国应用产品的生产现状19第三节国内外市场分析20第四节 市场销售需求预测21第四章 建设内容及产品方案23第一节 主要建设内容23第二节 产品方案及生产规模24第六章 工程技术方案26第一节 技术方案26第二节 设备采购34第三节 工程方案37第七章 原材料供应38第八章 总图布置与公用辅助工程40第一节 总图布置40第二节 公用辅助工程41第九章 节 能43第十章 生产组织和管理机构47第十一章 环境保护49第一节 建设地点环境现状49第二节主要污染源、污染物及控制措施50第三节环境标准51第四节建设期监督管理方案52第五节 营运期治理方案54第十二章 劳动安全卫生与消防58第一节 编制依据58第二节职业危险、危害因素分析及防范措施58第三节消防63第一章 总 论第一节 项目背景一、项目名称： 有限公司含锡废料综合利用项目二、建设性质：新 建三、项目业主概况*有限公司于*年*月注册成立，公司注册资本*万元，法人代表*。公司经营范围：。公司住所：。五、项目申请报告编制依据六、可行性研究范围该项目属于工业建设项目，研究范围包括：产品市场需求预测、资源、原材料、能源供应概况、生产技术方案研究与论证、总平面布置及运输、环境保护、投资估算，经济评价，效益分析等内容。第二节 项目概况一、建设地点：。二、建设期限：。三、主要建设内容和规模四、产品方案及生产规模产品方案：利用锡渣及其它含锡废料回收锡资源，生产IT产业用锡基无铅焊料。项目主要产品为：锡基无铅焊料。五、主要建设条件1、资源条件： 项目所涉及的主要资源为锡矿渣或者其它含锡废料、无烟煤、石灰石，以及其它如铜、锌、硫化亚铁等其它金属原料和其它化工原料，这些均可在市场上获得。本项目主要原料有三个方面：（1）低度尾矿（5-20度）和锡废渣（10-30度），上述原料由矿山经选矿后，作为本项目主要原料锡矿渣（成分按表7-1估算），主要来源于广西壮族自治区、云南省、湖南省等地的炼锡厂、APT厂、精选冶炼厂等；（2）锡箔纸灰（20-45度）主要来源于广东省潮阳、福建省晋江、沙塘、泉州等地；（3）电子厂的下脚料（20-80度），主要来源于上海市、温州市、苏州市和广东省的东莞市、深圳市等地。本项目每年需可折合成63%锡矿渣原料*吨，上述原料供应有保障。2、技术依托条件：本项目的投资人取得了项目实施的核心技术。该项目技术含量高、品种多，已完成试生产。该项目填补了国内空白，产品达到国际同期水平，经济效益和社会效益显著。3、基础设施条件：项目所在地为*工业园区，该园区定位为有色金属循环利用工业园区，周边为正在建设的规划的园区道路，区内基础设施正在逐步完善。水电设施可保证项目建设使用。4、政策支持：项目得到了当地政府和主管部门的高度重视，并园区重点招商引资工程项目，土地规划和建设部门均已对项目作出批复，水、电供应均可得到保障，能保证项目实施和正常生产要求。六、项目投入总资金及效益情况项目总投资约*万元，其中：固定资产投资*万元，铺底流动资金投资*万元。固定资产投资强度为*万元/亩。从财务评价指标来看，项目内部收益率（税后）为*，大于基准收益率10，财务净现值（Ic=10%）*万元，投资回收期（含建设期）为5年，说明项目具有较好的经济效益。七、主要经济指标表14 主要技术经济指标表序号指标名称单位数量备注一设计规模吨/a20331产品吨/a20001.1Sn-Ag系无铅焊料吨/a3001.2Sn-Zn系无铅焊料吨/a8001.3Sn-Bi系无铅焊料吨/a4001.4其它无铅焊料吨/a5002副产品吨/a332精铅吨/a33二建设期a1三在册职工人数人100四年耗电量万Kw/h8600五占地面积平方米12231.9418.35亩建筑面积平方米8299.41六工作制度d/班/h300/3/8七投资及资金筹措投资总额万元其中：固定资产投资万元流动资金投资万元铺底其中：自有资金万元100.00%八总成本费用万元/ a达产年九销售收入、税金及利润1销售收入万元/a不含税2年增值税、销售税金及附加万元/a3年利润总额4所得税5税后利润十主要经济指标1投资回收期年税后2内部收益率%税后3全部投资财务净现值10%税后4平均投资利润率税后5平均投资利税率税后十一生产负荷盈亏平衡点第三节 结论和建议1、项目的建设可充分利用*及周边地区丰富的锡资源，使资源优势转化成产业优势。2、项目建设充分发挥了公司在技术上、资金上、市场上的优势，可增强企业的核心竞争力，创造较好的经济效益。3、项目的建设可充分采用国际已有的，成熟的，较为先进的锡回收和IT用无铅锡基焊条生产技术和工艺流程，为生产优质合格的产品提供保证。4、锡是我国的优势资源，循环经济项目是*重点发展的产业，项目形成投产后，可为本市的有色金属循环经济产业结构的优化、地方财政收入做出贡献。5、建议由当地环保部门做出环保评估报告。第二章 项目背景和发展概况第一节 项目提出的背景从原料角度看：锡的主要用途是锡焊料、镀锡及合金、锡化工等。其中，锡焊料的75用于电子工业。随着近年来电子工业的迅速发展，锡焊料用量稳步增长。镀锡主要应用于油漆、油、化学品、饮料等包装。有机锡则用途更加广泛。我国锡生产企业集中度高，在全国30多家企业中，前3名的产量占到了52。我国的锡矿资源和生产企业主要分布在云南、广西、湖南三地。重点企业如云南锡业股份、广西华锡集团等，其装备水平、技术水平、质量管理、实物质量、技术研发能力等都达到了世界先进水平。主要生产企业的锡锭产品都已在伦敦金属交易所注册，在国际市场上有很强的竞争力。由于储量的有限性，锡矿资源是一种比较稀缺的资源。同时，由于在过去20年内几乎没有新的投资来开发新的锡矿，因此随着开采力度的加大、开采时间的持续，世界主要锡产区矿山原料短缺的矛盾日益突出。我国是世界上的锡矿资源大国。经2000年储量套改后我国锡矿基础储量184.3万吨，占世界锡基础储量（770万吨）的24%，居世界首位；但我国锡储量仅占世界锡总储量中的13.4%，已由原第一位退居到第三位。90年代以来，随着对锡资源开采程度的不断提高，我国锡保有储量明显减少。1996年，我国已经开发利用锡矿山176处，保有储量是我国总锡保有储量的80.7%；到1999年末，已开发利用的锡矿山达到189处，保有储量的比率提高到85%，已经开发利用的A+B+C级锡保有储量为A+B+C级总保有储量的92.4%。如果按照我国目前锡金属的平均年产量为10万吨估算，我国锡资源保障程度小于10年），明显低于世界的平均水平，同时我国已经开始从南美和东南亚进口锡精矿，因此我国锡矿资源短缺的问题已经显现。在国外，产锡大国同样面临矿山资源枯竭的情况。马来西亚曾经是锡的主要出口国，现在由于矿山枯竭已成为锡净进口国，2003年锡精矿供应的减少使得马来西亚精锡产量下降，马来西亚MMSC仅以一半的产能维持生产（产能30,000吨年）；印尼是全球主要的锡精矿生产国，印尼自从2002年6月份以来已经禁止出口锡精矿，PTTimah是全球最大的综合锡生产商，由于锡精矿短缺，该公司今年1-3月份的精锡产量仅有6,246吨，大大低于去年同期11,780吨的水平；而澳大利亚精锡生产下降的趋势非常明显，年澳大利亚2003精锡总产量约为3,400吨，还不到2002年的一半，澳大利亚只得重开一些废旧矿井来增加锡产量；2003年巴西亚马逊地区的Pitinga矿由于矿山枯竭将在三年内被关闭，这将使得巴西的锡供应依赖于进口。综合上述分析，随着锡资源的稀缺性将越来越明显，资源问题已经成为制约锡冶炼与加工企业发展，甚至威胁其生存的根本问题。由于全球以及我国经济的快速发展，带动了锡消费的大幅增长，2005年我我国精锡表观消费量达到为11.31万吨，比2004年的8.56万吨，增幅达32.1。我国锡用途的扩大是锡消费大幅增长的主要原因，比如：中国近年来有数量众多的浮法玻璃生产线兴建投产，锡槽的用锡量大幅上升；另外，全球范围正在加快焊锡无锡化进程。资源循环是指人类在利用自然资源的过程中或之后产生的产物，可以而且应该作为资源加以利用，是维持整个生态平衡的重要基础之一，是建立在质量守恒定律基础之上的一条规律。根据2005年我国国土资源公布对锡的储量最新统计，按照静态开采期限来计算，我国现有锡矿可供开采年限仅为5年，是10种有色金属供开采年限最短的，很快将面临无矿可采的局面，资源严重短缺，使锡工业寻求着资源循环之路。从产品角度看：焊料从发明到使用，已有几千年的历史。Sn/Pb焊料以其优异的性能和低廉的成本，一直得到人们的重用，现已成为电子组装焊接中的主要焊接材料。但是，铅及其化合物属于有毒物质，长期使用会给人类生活环境和安全带来较大的危害。从保护地球村环境和人类的安全出发，限制使用甚至禁止使用有铅焊料的呼声越来越强烈，这种具有悠久应用历史的Sn/Pb焊料，将逐渐被新的绿色焊料所替代，在进入二十一世纪时，这将成为可能。人体通过呼吸，进食，皮肤吸收等都有可能吸收铅或其化合物，铅被人体器官摄取后，将抑制蛋白质的正常合成功能，危害人体中枢神经，造成精神混乱、呆滞、生殖功能障碍贫血、高血压等慢性疾病。铅对儿童的危害更大，会影响智商和正常发育。电子工业中大量使用的Sn/Pb合金焊料是造成污染的重要来源之工，在制造和使用Sn/Pb焊料的过程中，由于熔化温度较高，有大量的铅蒸气逸出，将直接严重影响操作人员的身体健康。波峰焊设备在工作中产生的大量的富铅焊料废渣，对人类生态环境污染极大。近年来有关地下水中铅的污染更引起人们的关注，除了废弃的蓄电池大量含铅外，丢弃的各种电子产品PCB铅量即为400吨。当下雨时这些铅变成溶于水的盐类，逐渐溶解污染水，特别是在遇酸雨时，雨中所含的硝酸和盐酸，更促使铅的溶解。对于饮用地下水的人们，随着时间的延长，铅在人体内的积累，就会引起铅中毒。二十世纪九十年代初，由美国国会提出了关于铅的限制法案，并由工作小组着手进行无铅焊料的研究开发活动。目前，美国已在汽车、汽油、罐头、自来水管等生产和应用中使用铅和含铅焊料。但该法案对电子工业产生的效能并不大，在电子产品中禁止使用含铅焊料进展缓慢。欧洲和日本等发达国家对焊料中限制铅的使用也很关注。对于居住环境意识较强的欧洲，欧盟于1998年通过法案，已明确从2004年1月1日起任何制品中不可使用含铅焊料，但因技术等方面的原因，在电子产品中完全禁止使用铅有可能推迟至2008年执行。在无铅焊料研究和应用方面，日本走得最快。为了适应市场的需要，扩大市场份额，日本提出了生产绿色产品的概念。松下电器、日立、NEC、富士通等各大公司纷纷降低了铅的使用，并制订了无铅化的进程计划，从2000年开始已在部分产品生产中使用无铅焊料。此外，随着微细间距器件的发展，组装密度愈来愈高，焊点愈来愈小，而其所承载的力学、电学和热学负荷则愈来愈重，对可靠性要求日益提高，但传统的Sn/Pb合金的抗蠕变性差，不能满足近代电子工业对可靠性的要求。因此，无铅焊料的开发和应用，不仅对环境保护有利，而且还担负着提高电子产品质量的重要任务。近几年来有关无铅焊料的研究工作发展很快，世界上各大著名公司、国家实验室和研究院所都投入了相当的力量开展无铅焊料的研究。国内外已有的研究成果表明，最有可能替代Sn/Pb焊料的无毒合金是Sn基合金。无铅焊料主要以Sn为主，添加Ag、Zn、Cu、Sb、Bi、In等金属元素。通过焊料合金化来改善合金性能，提高可焊性。目前最常见的无铅焊料主要是以SnCu 、SnAg- Cu 、SnN i Cu不基体，在其中添加适量的其它金属元素所组成的三元合金和多元合金。本项目基于焊材业发展的趋势，为了实现保护环境和提高产品质量目的，并考虑电子组装工艺条件的要求，拟借助相关技术成果开发生产电子工业用锡基无铅焊料。本项目采用先进的技术手段，实现钨资源的深加工，符合我国国民经济和社会发展的总体规划、江西和赣州市的产业规划，项目建设目标与规划内容衔接较好。第二节 相关产业政策国家发改委2006年已制定锡行业准入条件，并于2007年1月1日起生效。根据行业准入条件，本项目业主具有丰富的有色金属冶炼经营管理经验，掌握了先进的锡冶炼生产的核心技术。本项目规划期的准入条件已基本具备，实施期须满足的条件，业主有较好的基础，可以满足相关标准。1、本项目有稳定的原料供应渠道，项目投资全部资金由业主解决。2、项目用地为工业园区，本项目周边1公里内无居民集中区、疗养地、医院，食品、药品、电子等环境条件要求高的企业。3、主要生产设备电炉为800KVA，高于标准的400KVA。业主已委托专业机构制定综合回收和“三废”处理等完整的工艺流程。4、锡金属综合回收率95，单位产品综合能耗2400千克标煤/吨；有价金属的综合回收率80%。水资源实现综合回收利用，水循环利用率95%。5、本项目将严格执行环境影响评价法，依法向有审批权的环境保护行政主管部门报批环境影响评价文件。按照环境保护“三同时”要求建设项目相配套的环境保护设施并依法申请项目竣工环境保护验收。6、*有限公司有独立的质量检验机构和专职检验人员，有健全的质量检验管理制度。7、依据工业品生产许可证管理条例、危险化学品安全管理条例，企业生产属于国家生产许可制度管理的产品，应当依法取得工业生产许可证，不得生产、销售或在经营活动中使用未获得生产许可证的产品。项目立项后，业主将在依法取得工业生产许可证条件下进行生产经营活动。8、项目业主已进行职业病危害预评价和安全预评价。生产企业将遵守安全生产法、职业病防治法等法律法规，执行保障安全生产的国家标准或行业标准。 9、*有限公司有健全的安全生产组织管理体系，有职工安全生产培训制度和安全生产检查制度。10、企业将遵守危险化学品管理条例，危险化学品生产设施应当经过安全评价，获取安全生产许可证后方可投入运行。 11、企业有职业危害防治措施，对重大危险源有检测、评估、监控措施和应急预案，并配备必要的器材和设备。尘毒作业场所达到国家卫生标准。 12、*有限公司遵守国家相关法律法规，依法参加养老、失业、医疗、工伤等各类保险，并为从业人员缴足相关保险费用。 我国锡及锡合金废料废件分类条件正在编制。其编制目的及原则为规范、指导充分开发和利用锡金属再生资源，保护我国原生锡资源消耗，减少开采、加工锡资源带来的环境污染，减少能耗。促进锡及锡合金废料废件的回收利用，发展循环经济及保证可持续发展，解决资源不足与经济发展不相适应的瓶颈问题。本项目完全符合其指导思想。利用低度锡尾矿、锡废渣和其它电子厂的下脚料，回收加工生产电子IT工业的锡基无铅焊料，具有环保、耐高低温、抗振、高强度等特点，是应用新型技术配方与新型加工方法生产的金属新材料，是符合当前IT产业要求的安全、环保、高性能高技术产品，并实现替代进口。符合国家产业扶持政策，实现资源的回收再利用，推动循环经济发展。本项目作为有色金属回收与加工类型项目，属于国家产业结构调整目录2005中“鼓励类”中第二十六类“环境保护与资源节约综合利用”中第41项“尾矿、废渣等资源综合利用”，为国家鼓励类项目。综上所述，本项目所涉及的相关产业政策中，均为鼓励类。因而产业投资政策环境良好。第三节 项目发展概况*有限公司目前正处于在筹建的公司，主要从事金属加工类。公司立以高科技、低能耗，绿色环保为宗旨，具备很强的科研实力。公司一直关注无铅锡料的发展，并对其进行了深入的研究，到目前为止，已发现了若干个添加元素，对提高材料强度和连接特性有效。公司产品作为循环型制品，由于被回收的焊料气体（残渣）中不会有银铋和锌等，因此能与有铅焊料混合，同时进行处理。这为公司无铅焊料替换时期设想回收途径减少了烦恼。 企业对无铅焊料的研究，已取得一系列重要进展，产品经多家公司证明，项目所生产的无铅焊料产品质量达到国际先进水平。为将技术优势转化为经济优势，企业拟在*投资建设本项目。第四节 项目建设的必要性锡的主要用途是锡焊料、镀锡及合金、锡化工等。其中，锡焊料的75用于电子工业。随着近年来电子工业的迅速发展，锡焊料用量稳步增长。镀锡主要应用于油漆、油、化学品、饮料等包装。有机锡则用途更加广泛。我国锡生产企业集中度高，在全国30多家企业中，前3名的产量占到了52。我国的锡矿资源和生产企业主要分布在云南、广西、湖南三地。重点企业如云南锡业股份、广西华锡集团等，其装备水平、技术水平、质量管理、实物质量、技术研发能力等都达到了世界先进水平。主要生产企业的锡锭产品都已在伦敦金属交易所注册，在国际市场上有很强的竞争力。由于储量的有限性，锡矿资源是一种比较稀缺的资源。同时，由于在过去20年内几乎没有新的投资来开发新的锡矿，因此随着开采力度的加大、开采时间的持续，世界主要锡产区矿山原料短缺的矛盾日益突出。我国是世界上的锡矿资源大国。经2000年储量套改后我国锡矿基础储量184.3万吨，占世界锡基础储量（770万吨）的24%，居世界首位；但我国锡储量仅占世界锡总储量中的13.4%，已由原第一位退居到第三位。90年代以来，随着对锡资源开采程度的不断提高，我国锡保有储量明显减少。1996年，我国已经开发利用锡矿山176处，保有储量是我国总锡保有储量的80.7%；到1999年末，已开发利用的锡矿山达到189处，保有储量的比率提高到85%，已经开发利用的A+B+C级锡保有储量为A+B+C级总保有储量的92.4%。如果按照我国目前锡金属的平均年产量为10万吨估算，我国锡资源保障程度小于10年），明显低于世界的平均水平，同时我国已经开始从南美和东南亚进口锡精矿，因此我国锡矿资源短缺的问题已经显现。在国外，产锡大国同样面临矿山资源枯竭的情况。马来西亚曾经是锡的主要出口国，现在由于矿山枯竭已成为锡净进口国，2003年锡精矿供应的减少使得马来西亚精锡产量下降，马来西亚MMSC仅以一半的产能维持生产（产能30,000吨年）；印尼是全球主要的锡精矿生产国，印尼自从2002年6月份以来已经禁止出口锡精矿，PTTimah是全球最大的综合锡生产商，由于锡精矿短缺，该公司今年1-3月份的精锡产量仅有6,246吨，大大低于去年同期11,780吨的水平；而澳大利亚精锡生产下降的趋势非常明显，年澳大利亚2003精锡总产量约为3,400吨，还不到2002年的一半，澳大利亚只得重开一些废旧矿井来增加锡产量；2003年巴西亚马逊地区的Pitinga矿由于矿山枯竭将在三年内被关闭，这将使得巴西的锡供应依赖于进口。综合上述分析，随着锡资源的稀缺性将越来越明显，资源问题已经成为制约锡冶炼与加工企业发展，甚至威胁其生存的根本问题。由于全球以及我国经济的快速发展，带动了锡消费的大幅增长，2005年我我国精锡表观消费量达到为11.31万吨，比2004年的8.56万吨，增幅达32.1。我国锡用途的扩大是锡消费大幅增长的主要原因，比如：中国近年来有数量众多的浮法玻璃生产线兴建投产，锡槽的用锡量大幅上升；另外，全球范围正在加快焊锡无锡化进程。资源循环是指人类在利用自然资源的过程中或之后产生的产物，可以而且应该作为资源加以利用，是维持整个生态平衡的重要基础之一，是建立在质量守恒定律基础之上的一条规律。根据2005年我国国土资源公布对锡的储量最新统计，按照静态开采期限来计算，我国现有锡矿可供开采年限仅为5年，是10种有色金属供开采年限最短的，很快将面临无矿可采的局面，资源严重短缺，使锡工业寻求着资源循环之路。2008年全球锡市供需缺口为5,000吨。2008年全球精炼锡产量下滑4.6%至334,000吨，消费量则下滑5.3%至339,000吨。国际锡研究协会称，2009年全球锡市场将温和过剩，因需求降速超过供应。ITRI在全球锡市场年度展望中称，预估精炼锡过剩5,000-10,000吨。从2008年第四季度起全球经济危机造成的全球消费量大幅下滑导致了供应过剩。该协会预估产量将下滑6.5%至304,500吨，需求将下滑10.5%至296,000吨。在2008年，锡产量下滑6%至325,500吨，需求下滑6.6%至330,600吨。从2008年第四季度起，产量大幅下滑，尤其是中国在09年年初几个月出现大量减产（同比下滑逾40%）。供应迅速减少将限制2009年的过剩量。预测锡焊料用量增长率可达610，化工中应用量增长4以上，镀锡板（马口铁）增长2.5以下，锡合金增长2以下。从中长期来看，未来全球经济增长和消费结构调整将继续推动世界锡消费量的增长，同时，锡的稀缺性和生产的高度集中导致锡的供应量在未来几年内不会有大幅度增加，供需应能保持平衡或供略小于求。本项目业主拥有对粗锡回收利用的先进技术，对无铅锡料进行了深入的研究，到目前为止，已发现了若干个添加元素，对提高材料强度和连接特性有效。产品达国际先进水平。综上所述，本项目技术成熟，市场需求量大，加之赣州丰富的锡矿资源及其可综合回收利用的锡废料资源，在位于赣县储潭的江西省稀有金属资源循环产业基地建设年产2000吨锡基无铅焊条项目，有利于将目前赣州市有色金属产业的合理布局，有利于做大做强赣州市锡产业，有利于增强赣州有色金属产业的国内外市场竞争力，项目具有显著的经济效益。第三章 市场预测第一节IT工业用锡基无铅焊料的用途焊料从发明到使用，已有几千年的历史。Sn/Pb焊料以其优异的性能和低廉的成本，一直得到人们的重用，现已成为电子组装焊接中的主要焊接材料。但是，铅及其化合物属于有毒物质，长期使用会给人类生活环境和安全带来较大的危害。从保护地球村环境和人类的安全出发，限制使用甚至禁止使用有铅焊料的呼声越来越强烈，这种具有悠久应用历史的Sn/Pb焊料，将逐渐被新的绿色焊料所替代，在进入二十一世纪时，这将成为可能。人体通过呼吸，进食，皮肤吸收等都有可能吸收铅或其化合物，铅被人体器官摄取后，将抑制蛋白质的正常合成功能，危害人体中枢神经，造成精神混乱、呆滞、生殖功能障碍贫血、高血压等慢性疾病。铅对儿童的危害更大，会影响智商和正常发育。电子工业中大量使用的Sn/Pb合金焊料是造成污染的重要来源之工，在制造和使用Sn/Pb焊料的过程中，由于熔化温度较高，有大量的铅蒸气逸出，将直接严重影响操作人员的身体健康。波峰焊设备在工作中产生的大量的富铅焊料废渣，对人类生态环境污染极大。近年来有关地下水中铅的污染更引起人们的关注，除了废弃的蓄电池大量含铅外，丢弃的各种电子产品PCB铅量即为400吨。当下雨时这些铅变成溶于水的盐类，逐渐溶解污染水，特别是在遇酸雨时，雨中所含的硝酸和盐酸，更促使铅的溶解。对于饮用地下水的人们，随着时间的延长，铅在人体内的积累，就会引起铅中毒。电子工业用锡基无铅焊料主要应用于电子制造、装联技术。无铅化已成为电子制造锡焊技术不可逆转的潮流，2005年起国内无铅进入实施阶段，国内许多企业已经进入或正在进入无铅化的实施中。未来50年，无铅焊接及其应用在全球电子制造业将取得重大进展并将取代有铅焊接技术。作为一个电子制造的大国，我们应在学习国外先进经验的基础上，加强锡焊技术理论的研究与实践，尽快实现电子制造无铅化，赶上国际先进水平。第二节世界各国应用产品的生产现状二十世纪九十年代初，由美国国会提出了关于铅的限制法案，并由工作小组着手进行无铅焊料的研究开发活动。目前，美国已在汽车、汽油、罐头、自来水管等生产和应用中使用铅和含铅焊料。但该法案对电子工业产生的效能并不大，在电子产品中禁止使用含铅焊料进展缓慢。欧洲和日本等发达国家对焊料中限制铅的使用也很关注。对于居住环境意识较强的欧洲，欧盟于1998年通过法案，已明确从2004年1月1日起任何制品中不可使用含铅焊料，但因技术等方面的原因，在电子产品中完全禁止使用铅有可能推迟至2008年执行。在无铅焊料研究和应用方面，日本走得最快。为了适应市场的需要，扩大市场份额，日本提出了生产绿色产品的概念。松下电器、日立、NEC、富士通等各大公司纷纷降低了铅的使用，并制订了无铅化的进程计划，从2000年开始已在部分产品生产中使用无铅焊料。此外，随着微细间距器件的发展，组装密度愈来愈高，焊点愈来愈小，而其所承载的力学、电学和热学负荷则愈来愈重，对可靠性要求日益提高，但传统的Sn/Pb合金的抗蠕变性差，不能满足近代电子工业对可靠性的要求。因此，无铅焊料的开发和应用，不仅对环境保护有利，而且还担负着提高电子产品质量的重要任务。近几年来有关无铅焊料的研究工作发展很快，世界上各大著名公司、国家实验室和研究院所都投入了相当的力量开展无铅焊料的研究。国内外已有的研究成果表明，最有可能替代Sn/Pb焊料的无毒合金是Sn基合金。无铅焊料主要以Sn为主，添加Ag、Zn、Cu、Sb、Bi、In等金属元素。通过焊料合金化来改善合金性能，提高可焊性。目前最常见的无铅焊料主要是以SnCu 、SnAg- Cu 、SnN i Cu不基体，在其中添加适量的其它金属元素所组成的三元合金和多元合金。第三节国内外市场分析目前我国电子产品的消费市场巨大，而且正日益成为电子产品出口大国，工业发达国家的无铅化立法及无铅焊料的专利战略已对我国电子产品的出口构成了巨大的压力；同时大量的外国公司在中国申请无铅焊料专利又对我国在本国无铅焊料的研发、生产、销售乃至市场，以及无铅焊料在电子产品上的应用构成冲击，因此，我国加强以企业为无铅焊料专利技术研发主体，形成自主知识产权，以保住本国市场。按照第五届华南国际印制电路及组装技术发展的交流资料和分析显示，目前市场上积压体系的无铅焊料的熔点较低，最有可能在较小改变和不改变现有工艺及设备的条件下取代传统SnPB焊料，而且由于各体系无铅焊料尚有许多亟待解决的理论及工程问题，从形成专利技术的角度进行研发的空间很大。同时，中国的电子工业发展迅猛，已成为世界电子产品出口大国。众所周知，锡铅焊料在电子产品中作为互连材料应用作用之大，用量之多，直接成为电子产品出口的众矢之的，其铅含量是否符合ROHS指令规定的标准，已成为电子产品的出口通行证。因此，信息产业部已指示电子标准化所牵头制订了急待解决的有关铅含量的一系列标准，并形成了标准体系。其中无铅焊料标准的制订是重中之重，它是影响和维护各种电子产品可靠性以及制定相关标准的基本出发点。因此，本项目研发生产的无铅焊料，铅含量极低，还耐高低温，抗振动以及与其他材料的兼容性使产品在电子IT工业领域有光明的前景。从国际市场看，目前本项目产品主要是美国等少数几个国家有所生产，需求缺口很大，价格高，因此，随着中国国际地位的日益提高，中国加入了WTO，本项目产品走出国门与国际同类产品进行竞争的机会大大增加，面对巨大的需求缺口，也一定会在国际市场上占有一份应有的份额。同样，该项目产品对替代进口极具潜力。第四节 市场销售需求预测本项目产品在小批量投入市场后，经广东、江苏的知名IT产品生产企业使用后反映良好，项目产品具有极强的市场竞争力。初步预测本项目产品国内市场份额将达30%以上。根据本项目市场分析，其产品定价主要是取决于产品质量。本项目根据可参考的市场价格及自身产品性能的设计，不同配方的无铅锡基焊料和回收的副产品精铅的估价如下：表34 产品价格表序号名称规格单位（万元/吨）1主产品Sn-Ag系无铅焊料162Sn-Zn系无铅焊料143Sn-Bi系无铅焊料124其它无铅焊料125副产品精铅2第四章 建设内容及产品方案第一节 主要建设内容一、本项目建设内容为：根据原材料的特点和研究成果以及国内外工业生产实践，设计合理的工艺流程，选择合适的工艺设备并进行合理的配置，根据工艺要求设计适宜的厂房结构和辅助设施，配备必要的劳动定员，确保生产正常进行。本项目的建设内容主要包括生产车间3栋、其中1#厂房为熔炼生产车间，2#厂房为挤压加工车间，3#厂房焊锡合金车间、成品仓库1栋、综合办公楼1栋，宿舍附属食堂及其它生活设施1栋。根据用地规划，项目同时建设相应的总图运输、围墙大门、绿化等建设内容。并完成厂区给排水、供电等工程。项目建设必须做到技术上先进可靠，经济上合理，既要为生产获得较好的技术经济指标创造条件，又要为生产工人提供良好劳动场所，使建设投资能最大限度地发挥效果。二、具体要求1、厂区内厂房安排主要根据生产规模、生产特点、厂区面积、厂区地形及地质条件等来全盘考虑车间各厂房、露天场地及各建筑物的相对位置和布局。2、车间内设备配置要满足生产工艺的要求外，还要便于安装和维修，保证良好的操作条件，保障安全生产，符合建筑要求，节省基建投资，留有发展余地。3、车间配置。 根据生产流程、生产性质、各专业的要求及车间在全厂总平面图上的位置，确定厂房的整体布置（分散式或集中式），划分生产、辅助和生活区的分隔及位置； 根据设备的开关形状、大小及数量，确定车间厂房的结构形式、轮廓、层数、柱距、门窗开设方式及尺寸等。4、道路、供电、环保等项目因地制宜，优化组合。第二节 产品方案及生产规模本项目为利用含锡矿渣及其它含锡废料中回收精锡并年产量2000吨锡基无铅焊料的生产车间、仓库、办公研发检验大楼、配套的生活设施，以及道路、绿化、水电设施。产品方案：表4-1 产品方案表 根据产业发展现状和市场需求情况分析，本项目设计年生产规模为2000吨无铅锡基焊料产品内部结构可进行调整。本项目设计产品生产原料采用以含锡矿渣为前端原料（将其它含量锡废料的前处理工序委托其它企业完成），经熔炼除铅、精锡生产的中间环节，最后锡基无铅焊条为终端产品。由于项目按照循环经济理念，原料为含锡矿渣及其它含锡废料，生产环节紧凑，使项目经济效益更为显著。第六章 工程技术方案第一节 技术方案一、设计原则工艺技术的选择参照国际同类厂家的生产工艺特点进行设计，力求做到工艺技术可靠先进、设备选型合理，并注意其灵活性、适用性和替代性，生产过程尽量做到连续。项目生产的各种锡基无铅焊条产品性能应符合国标的规定。如需方有特殊要求，供需双方可另行协商。无铅焊料特性如下：不含有对环境有污染的物质，毒性要小。焊料的熔融温度要接近Sn-Pb共晶焊的融点，通常在200左右。具有良好的导电性和可检修性。可使用现有设备，有较好的润湿性。有足够的强度，可加工性好。供给充足，成本低等。目前，在对替代Sn-Pb共晶焊料的无铅焊料的研究，一般是在原有的无铅焊料(表6-1)的基础上，添加某种金属元素或者进行金属间比例的调正等进行的，通常都是集中在以下几种体系进行研究。1、 Sn-Ag系无铅焊料Sn-Ag系焊料作为高融点焊料已被实用化了。特别是该合金具有良好的金属特性，认为是有力的替代焊料之一。据报导该合金是数pm以下的微细Ag3Sn化合物分散在Sn钜阵中的分数强化合金。这种微细的Ag3Sn化合物很稳定，即使在高温下也不容易粗大化。所以该合金具有良好的耐热疲劳性和很高强度，其强度是Sn-Pb共晶焊料的2倍。在要求接合部长期可靠性的机器中使用最合适。合金的蠕变性也很好。可加工成线料，即使采用现有的助焊剂也可得到较好的焊接性。Sn-Ag系无铅焊料合金目前存在的最大问题是，如用于替代Sn-Pb共晶焊料，融点偏高。如Sn一3.5Ag共晶的融点是221，为降低融点，通常是添加微量的Bi、in、Cu和Zn等元素。例如目前公开发表的焊料合金组成有：Sn一3.5Ag一1.OZn，融点是217219。Sn一4.7Ag一1.7Cu，融点是217。结果融点还是比Sn-Pb共晶焊料要高30左右。如果用于表面安装，再流焊接温度要在250260，这样，元件和基板的耐热性就成问题了。再有，在Sn-Ag系合金中，随着Zn元素添加量的增多，会使该焊料合金的耐氧化性劣化，润湿性下降。如果把75的Bi元素添加到Sn-Ag合金中，组成新合金的融点可降到188215，但是，合金中随着Bi元素的加入，又会使焊料合金的延展性变环，加工性差。总之，对Sn-Ag系无铅焊料来说，存在的主要问题是融点高。在能保持Sn-Ag系焊料原有特性下，把该焊料的融点降下来是今后研究的主要课题。2、 Sn-Zn系无铅焊料在研究替代Sn-Pb共晶焊料的Sn-Zn系无铅焊料中，是以融点为199的Sn一9Zn共晶焊料为基本。Sn一9Zn共晶的融点与Sn-Pb共晶比稍为偏高。如果添加微量的Bi、In或Ag等元素把融点举下来是可能的。现已公开发表的合金组成有：sn9Zn一5in，Sn一5.5Zn一1Bi、Sn一8Zn一5In-O.1Ag和Sn一10Bi一8Zn等。上述合金主要特点是融点很接近，Sn-Pb共晶的融点，而且融点的温度范围也很窄。例如Sn一10Bi一8Zn合金的融点是186188，Sn一8Zn一5In一0.1Ag合金的融点是185198。这就意味着如果该焊料润湿性能够得到改善，完全可以使用现有设备和工艺条件进行表面安装。Sn-Zn系焊料与Sn-Ag系相比毒性小，成本也低。关于Sn-Zn系焊料的金属特性，研究结果表明，拉伸强度优于Sn-Pb共晶焊料。延展性；初期值偏低，长时间变化显示出与Sn-Pb共晶焊料具有相同值，可以作成线材。蠕变特性与Sn-Pb共晶比变形缓慢，到断裂的时间长，表现出良好的蠕变性。Sn-Zn系无铅焊料如果替代Sn-Pb共晶焊料使用，下面的问题必须给予注意；合金中的Zn元素离子化倾向相当大，抗氧化能力差，易形成稳定的氧化物，对焊料的润湿性产生很不利的影响。再有，在配制的焊膏中，Zn元素与助焊剂中的活性剂等成分易发生反应，使焊膏在短期内出现增粘现象，难以印刷。针对Sn-Zn系无铅焊料上述问题，在使用Sn-Zn系焊料时选用与Sn-Pb共晶焊料不同的特殊助焊剂，在N2等不活性气氛中进行焊接是必要的。同时，对基板和元件引线等管理方法系统化等，对改善Sn-Zn系无铅焊料的润湿性是可能的。3、 Sn-Bi系无铅焊料已知的Sn-Bi系无铅焊料，通常是作为低温焊料使用，如Sn一58Bi焊料，融点是139、Sn一40Bi焊料，融点是139170。由于焊料的融点低，限制了制品的使用温度范围。在替代Sn-Pb共晶焊料的Sn-Bi系无铅焊料的研究中，通常是以Sn一58Bi共晶焊料为基本，适量的添加Ag、Cu等元素组成的替代Sn-Pb共晶的sn-Bj系无铅焊料。现已公开的焊料合金有：Sn7.5Bi一2Ag-O.5Cu融点187221，Sn一5Bi-lAg融点是198205，等等。IT产业用锡基无铅焊条产品目前尚无通用标准，具体性能根据市场需求而设计，质量需达到国际同类产品的优质水平。 材料的性能参数如下表。表61锡基无铅焊条性能参数表融点组()焊料的组成熔融温度()120180Sn-58Bi139118125Sn-50In139170Sn-40Bi %26180200Sn-9Zn199220230Sn-3.5Ag221Sn-O.7Cu227综上所述项目所生产的各类硬质合金质量都能达国际先进水平。本项目锡冶炼工艺主要分为五步：电阻炉还原熔炼、甲锡火法精炼、炉渣烟化、粗锡电解精炼、焊条制作。经电阻炉还原后的甲锡依次经过熔化锅、凝析除砷和铁、加硫除铜、结晶除铅铋、加铝除砷和锑、铸锭后制得精锡锭及副产品精铅外售。焊锡采用真空熔炼，电阻炉中产生的炉渣依次经过筛分、熔化、保温、烟化等工序，熔化炉和烟化炉烟尘经制粒后返回电阻炉中熔炼，烟化炉炉渣经水萃后外售作建材用料。以初步除去杂质的粗锡为阳极，精锡为阴极进行电解。在电解槽中加入硅氟亚锡和硅氟酸溶液通入电流进行电解。阴极锡经过洗涤后经熔铸制得锡锭外售，熔铸产生的精炼渣返回电阻炉中熔炼。本项目采用的锡制备技术是资源再生、污染小的环保技术，明显具有循环经济特点，符合“科学发展观”的理念。生产工艺流程如下:（1）电炉还原熔炼电炉还原熔炼炉，为电阻炉式电炉，是靠导电石墨电极与埋入的深度的大小改变电阻值，调节电流的大小，过大电压使电极炉料起电弧。含锡矿渣、石灰石和煤按一定的比例进行配比与收集烟尘、精炼渣、熔析渣一并加入电炉。电弧是热源，炉料是受热体，而炉衬的绝热体，与外界隔离开构成一个封闭体系。采用石灰石为熔剂进行造渣，以煤为还原剂进行还原熔炼。电炉中熔炼后的锡分布在硬头、甲锡、乙锡、炉渣和烟气中。熔炼中部分氧化铁被还原成金属铁，并与锡生成合金，称为硬头。硬头返回电炉重新熔炼，甲锡和乙锡送火法精炼，电炉中形成的炉渣含锡量约为5.5%，锡渣进烟化炉进一步提锡，电炉产生的烟气进入收尘系统，收集的烟尘返回电炉熔炼。在电炉主要发生如下反应：2SnO2+3C=2Sn+2CO+CO2（2）甲锡、乙锡的火法精炼从电炉中出来的甲锡依次经过熔化锅、凝析除砷和铁、加硫除铜、结晶除铅铋、加铝除砷和锑、铸锭后制得精锡锭外售。 凝析除砷和铁。向锡精炼锅中的粗锡液面喷水，降温到略高于232，加锯木屑搅拌。粗锡中的砷和铁以化合物形态凝析出来，随部分炭化木屑上浮成渣，称为砷铁渣，捞出后锡中含铁量即可达到要求，含砷量降到0.05左右，凝析好后进入下一个工序。 加硫除铜。往320的锡液中加硫粉，搅拌，硫与锡液中的铜生成硫化亚铜浮渣，锡中含铜量即能达到要求。铜硫渣从放渣口排出，除硫铜后的锡进入下一个工序。 结晶除铅、铋。采用螺旋结晶机结晶除铅铋，螺旋结晶机主要由螺旋器、电炉体、电气控制和传动机构等组成。采用通电加热，温度容易控制，因而精锡和焊锡质量稳定。在工作中，使粗锡逐步降温到183，粗锡中的铁、砷、锑、铜、硫等杂质与锡生成的合金或化合物，以及各杂质相互作用形成的化合物，熔点较高，大部分留在炉内，成为固体渣，可获得含铅较高和含锡62%的共晶，即焊锡。所产出的共晶体逐渐升温接近232，产出含铅低于0.08%的精锡。结晶机用于粗锡精炼过程中的锡与其它金属的分离，从结晶机头产出精锡，机尾产出焊锡。基本原理为液态含铅粗锡温度降至略低于液相线时，开始析出含锡高的结晶体，然后将结晶体缓慢移向温度较高处，使它部分熔化，再降温结晶，晶体得以提纯，液体流向温度略低的地方，又部分结晶，提高液体的含铅量，如此反复，即可除去锡中的铅。同时，铅在液相中富集，当液相温度接近于共晶温度（183）时，可得含铅约35的“焊锡”。 加铝除砷和锑。将铝片加到锡液中，经过搅拌，使铝熔化在锡中，与砷、锑生成熔点较高的化合物，然后降温，加锯木屑再搅拌，化合物随锯木屑上浮成渣，称为锑铝渣。渣捞出后，锡中砷、锑的含量即可达到要求，精锡经铸锭后得精锡产品。 焊锡的真空熔炼。真空炉采用密封结构，真空热处理工艺主要是提高机械零部件的工作性能和可靠性，其次是回收焊锡中的铅。真空炉用于焊锡部分地脱除铅、铋，在10001200和0.050.5毫米汞柱的压力下，一次产出含铅97.599.5%和含锡0.30.5%的精铅，以及含锡9497%和含铅35%的粗锡。真空炉产出的粗锡进入螺旋结晶机产出产品精锡，真空炉产出的精铅外售。乙锡的火法精炼从电炉中出来的乙锡经过熔析炉除铁、砷后得到甲锡和熔析渣，甲锡进入上述过程，熔析渣经炼前处理后返回电炉熔。将高铁粗锡锭堆放在熔析炉内，加热到232后缓慢地升温，锡开始熔化并沿斜底流入粗锡锅内，加热保温。粗锡中的铁、砷、锑、铜、硫等杂质与锡生成的合金或化合物，以及各杂质相互作用形成的化合物，熔点较高，大部分留在炉内，成为固体渣，使粗锡初步提纯。（3）炉渣烟化电炉中产生的炉渣依次经过筛分、熔化、保温、烟化等工序，熔化炉和烟化炉烟尘经制粒后返回电炉中熔炼，烟化炉炉渣经水萃后外售水泥厂。烟化炉吹炼：吹炼包括还原过程和硫化过程，烟化炉加入煤粉，煤与二氧化碳反应生成一氧化碳以维持炉中的还原气氛，加入锡渣和硫化亚铁。烟气经余热回收、布袋除尘后排放，布袋收尘器收集的烟尘送电炉熔炼。 锡的还原过程：锡渣物料的SnO2必须还原成SnO或少量Sn后，才能发生硫化反应，生成易挥发的SnS。还原过程发生如下反应：C+CO2=2CO SnO2(S)+CO=SnO(S)+CO2 SnO(S)+CO=Sn(S)+CO2 锡的硫化反应：SnO+FeS=FeO+SnS 2SnO+3/2S2=2SnS+SO2 Sn+1/2S2=SnS（4）粗锡电解精炼以初步除去杂质的粗锡为阳极，精锡为阴极进行电解。在电解槽中加入硅氟亚锡和硅氟酸溶液通入电流进行电解。电解过程中，电位序位于锡之后