从废靶中回收铟进行再生铟新工艺的研究可行性研究报告

柳州市科学研究与技术开发计划项目可行性研究报告项目名称从废靶中回收铟进行再生铟新工艺的研究项目类别技术攻关申报单位广西铟泰科技有限公司填报日期2005年6月15日柳州市科学技术局制二三年四月一、总论1项目承担单位基本情况广西铟泰科技有限公司成立于1999年10月，注册资金550万元，已经由广西壮族自治区科技厅认定为高新技术企业，主要从事冶金、化工新材料的研制和生产，具有年产40吨金属铟的生产能力，主要产品有精铟、氧化铟、硝酸铟、硫酸铟等。企业已经建立了现代企业制度，具有自营进出口权。2002年公司顺利通过了ISO9002质量体系认证，成为柳州市高新区首家通过认证的高新技术企业。目前公司主导产品畅销于欧美、日本等西方发达国家，产品质量得到用户的广泛肯定。2004年，在原料市场日益萎缩的不利形势下，公司克服重重困难，产铟15吨，实现销售收入5264万元；上交税金4569万元，创汇5346万美元的可喜业绩。公司总部位于广西柳州市高新区高新一路科技工业苑内。2004年6月公司被外商整体收购，因此公司现在已经转变为外资企业，公司法人代表是新加坡商人曾福祖，任公司董事长，公司现有职工93人，其中科技人员35人，占职工总数的376，具有较强的技术实力，公司经过多年的发展，在以铟为主导方向的技术开发中已经初具规模，曾开发了铁矾渣萃取铟、5N高纯铟、6N高纯铟等技术含量高的科技项目，取得了不俗的成果，已经获得了国家专利一项。公司技术装备也比较齐全先进，主要的大型生产设备有干燥窑、回转窑、混合式萃取箱、电解用的硅整流设备等，混合式萃取箱设备是我公司独创的，其主要生产技术指标达到国内先进水平。公司的主管单位是柳州高新区管委会。公司近几年的生产经营情况见下表序号时间项目2001年2002年2003年2004年1总资产（万元）15661598418389531412销售收入（万元）154641001620446526453固定资产（万元）54338276787682214上激税费（万元）1779593244445695工业总产值（万元）213431186620446673536工业增加值（万元）778650436213432847净利润（万元）34481067529222568出口创汇（万美元）9321085212853469流动比率（）52248257283210总资产增长率（）192151892项目背景金属铟是稀散金属之一，具有优异的化学和物理性质，在高技术领域具有无可替代的优异性能，随着科技的发展，应用范围日益扩大，如今已成为高技术首选金属材料。目前铟的使用主要集中于铟锡氧化物透明导电膜（即所谓的ITO靶材）、低燃点合金轴承材料、接点材料、牙科合金电子材料、原子反应堆控制棒等方面，尤其是铟锡氧化物透明导电膜（ITO）的制备和应用是近几年来全世界信息产业中高度关注的新技术，主要是因为它是生产薄膜晶体管液晶显示器的不可或缺的原材料，而薄膜晶体管液晶显示器是开发新型计算机（如笔记本电脑）、高清晰电视所需的重要器件。此外，ITO镀膜玻璃在低压钠灯、飞机、建筑物、炉窑、冰柜冰箱等行业也得到了广泛应用。目前世界上金属铟总产量的70以上用于制备ITO靶材。在ITO靶材大量应用的同时，每年又产生了大量的废靶材，据估计，有80吨之多，含有75的金属铟，这大都集中在西方发达国家，由于处理成本太大，使它们对废靶的回收利用不重视，从另一层面考虑，如不及时加以回收，不但对资源是极大的浪费，而且对环境也会造成一定的污染。广西铟泰科技有限公司凭借多年的铟材料生产经验和廉价的劳动力成本，进行废靶的回收利用尝试，大力发展再生铟产业，对缓解当前日益缺乏的铟原料资源状况，提高企业适应原料市场变化的能力以及促进企业经济效益的提高等方面将会产生非常积极的影响。广西铟泰科技有限公司拥有一支在铟生产开发方面经验丰富的技术力量，对从废靶中回收铟进行了一系列富有成效的工作，对破碎、浸出、净化和电解等的技术参数已经掌握，技术上是成熟的。二、国内外现状、市场调查和需求预测1、铟全球的消耗随着铟的应用领域的不断扩展，全世界铟的生产和消耗基本上是逐年增长的，全球对铟保持极强的需求，下表为全世界铟的年产量及各种用途的消耗。表中显示近几年铟的消耗和生产是逐年增大，而其中显示器件对铟的消耗增长最快，据专家们预测，2000年将达到120T。2004年铟总的消耗量将达225T。全世界铟的年产量及各种用途的消耗2000T/A2002T/A2003T/A2004消耗生产消耗生产消耗生产消耗显示器件377072140低熔点合金及焊条275333320镀层及轴层9772其它合金119108透明反射膜85121315半导体105181920荧光体1112128核反应控制棒3221其它55662合计1231361691671742252日本、美国铟的进口情况由于铟主要应用于高新技术领域，因而工业发达国家铟的消耗量占整个消耗总量的90以上，如2000年全球总消耗量169T。其中日本90T，美国40T，欧洲25T，其他14T,日本是世界上最大的铟消耗国，其国内只有一家生产原生铟的厂，铟的年产量只有30多吨，远远不能满足需求，在很大程度上依赖进口。如2000年，日本铟消耗量94吨，其中进口量为69吨，占很大比重，而且日本的进口量对世界市场影响很大，如99年由于其库存量过大，2000年减少了进口量，全球铟的产量就下降。随着液晶显示器件市场的发展，日本对铟的需求量还将增长，由于其国内产量的限制，只能依靠进口来补充。因此，在未来的几年内，日本对铟的进口将保持增长的趋势。目前，我国对日本铟的出口仅次于欧洲，居世界第二位，加拿大占第三位。（日本铟的供需见下表）与日本一样，美国也是铟的消耗和进口大国，其铟的消耗量居世界第二位，2000年为40吨，但其本国基本不生产原生铟，主要依靠进口。日本铟的供需（T）年份项目2000200220032004通产省资源统计生产（59）（56）（58）（64）A生产量35353535供进口量59468769需供应量9481122104消耗量65729094余量2993210透明电极25345055焊接5588不荧光体109109同半导体化合物6566用低熔点合金4455途轴承1111需触点材料3344求牙用合金3333其它3333合计657290943全球铟的生产世界金属铟的生产由于受资源条件的限制，主要集中在欧洲联盟、加拿大、日本、中国、俄罗斯。世界原生铟的产量见下表。中国虽然铟资源储量居世界第一，由于生产工艺水平及其它多种因素的影响，96年以前，国内铟锭主要是由株州冶炼厂和葫芦岛锌厂生产，产量不足20吨年，因此有着巨大的发展潜力。随着世界铟需求量的增长，金属铟的生产日益受到重视，随着铟回收技术发展，近年我国铟的产量已有大幅度增长，成为世界上主要的铟生产国，在世界铟供应市场上占据了重要地位。世界铟产量（/T）年份国别20002001200220032004欧洲联盟6274757251加拿大2337364650日本3023353534中国1013142418独联体810132010秘鲁33344合计136160176201167项目的实施需要200万元的资金投入，其中固定资产投资150万元，流动资金50万元。4、我国铟的出口情况这几年我国广州、深圳、秦皇岛相继引进了膜生产线，并已投产，但生产的主要原材料靶材都由国外进口，不具备将铟锭加工成ITO靶材的能力，因此，国内铟的消耗量很小。铟锭主要供应国际市场，以出口创汇为主。如2000年我国全年产铟58吨，全部出口日本。5、市场分析预测随着铟的应用领域的扩展，世界对铟的需求量将保持不断增长的趋势，而铟资源将走向枯竭。我公司开发的从废靶中回收铟的再生铟工艺，不同于一般的铟提取工艺，主要表现在不需要进行萃取，浸出工序中使用盐酸浸出，不用硫酸浸出，这样简化了工艺流程，而效果却更好。由于废靶中含有25的金属锡，而且是以氧化物的形式存在，因此除锡是整个工艺的关键，根据相关资料介绍，国内外其他企业多数采用锌粉转换除锡，采用锌粉最大的不足是无法控制反应速度，而且越是反应进行到后面速度越慢，锌粉消耗也大，同时也易带入其他杂质，对铟的提取造成不良影响，我公司采用的是不同的方法，用锌锭除锡，效果比锌粉好，表现在反应速度易控制，锌锭消耗量也比锌粉少，置换除锡比较彻底。目前国内再生铟生产的企业不多，据了解，只有株冶在2003年进行过相关试验，但效果不理想，而且原料无法保证。本项目开发所得的产品是4N以上的铟锭，主要应用于高技术领域，其中75以上用于生产铟锡氧化物透明导电膜，由于铟具有无可替代的各种优异性能，因此近十年来一直在电子技术发展中发挥重要作用。国外铟的生产厂家主要集中在欧美和日本，但日本生产金属铟基本上是供本国需要，美国铟产量最大，主要出口到欧洲，欧洲铟的产量较少。我国从2002年开始已经成为世界上最大的金属铟供应国，随着金属铟的综合回收技术的发展，近年我国铟的产量大幅度增长，一度影响全球铟的价格。除我公司外，国内主要的铟生产厂家有华锡集团来宾冶炼厂，据称规模达418吨/年，但实际只有20吨/年左右，株冶年产量30吨，柳州锌品股份公司年产量8吨，葫芦岛锌厂年产量10吨，韶关冶炼厂年产量12吨，我国已经跃居为世界上最主要的铟生产国，在全球铟供应市场上占据举足轻重的地位。随着铟资源的日益枯竭，铟的供需矛盾会越来越突出。由于电子市场的飞速发展，对铟的需求急剧增加，从2003年开始，国际金属铟的市场一直处于供不应求的状态，铟价也高居不下，因此金属铟的市场不存在价格竞争，各个生产厂家与用户都是按LBA的价格交易。本项目完成后，丰富了铟提取工艺，提高了我公司适应原料市场变化的能力。三、技术可行性分析1项目研究与开发本项目主要研究内容从废靶中回收铟新工艺，使锡含量在5PPM以下。除锡是本项目的技术关键，通过公司技术人员的艰苦探索，已经找到除锡的有效方法，操作简单，成本也不高，效果很好。本项目有三个创新点1、提铟不用萃取；2、用盐酸替代硫酸浸出有价金属；3、用锌块除锡。采用本再生提取工艺得到的铟锭各项技术指标达到IN1的国际标准。化学成分杂质含量，不大于IN不小于CUPBZNCDFETLSNASAL总和IN19999000050000150002000150001000100020000500010012项目技术基础和产品可靠性本项目实施中用的原料是日本和台湾靶材厂家生产的靶材废品，公司技术人员利用现有的实验设备对废靶进行破碎、浸出、净化、置换、电解等实验，进行小试研究，产出的铟锭质量全部达到高纯铟的标准，经试销效果较好。四、实施项目所需条件及解决措施1条件需要论述开发本项目所需要的工程技术人员我公司已具备，由于多年进行铟材料的开发，我公司组建了一支理论基础扎实、实践经验丰富、作风过硬的开发队伍。本项目用到的仪器设备有破碎机、粉碎机、反应釜、浸出槽、净化槽、电解槽等，原料主要是废靶材和各种液晶显示器的报废品，其主要来自于靶材生产厂家的不合格品。主要辅料有盐酸、锌锭和铝片等，盐酸由柳州东风化工有限公司提供，锌锭由柳州有色冶炼股份有限公司提供，铝片在市面上购买。本2承担单位具备的条件及欠缺条件解决措施开发本项目除了部分资金难以落实之外，其它如原辅材料、仪器设备都不难解决。五、项目实施方案1研究与开发技术方案原理利用原料中金属成分在不同的化学条件下活性不同，进行提纯精炼得到有价金属。方案99995铟锭规模10T/A技术方法废靶材（破碎）盐酸（加热）溶解浸出液（置换除锡）净化液（锌锭置换）海绵铟粗铟（电解）铟锭（99995）工艺路线破碎粉碎浸出净化置换压团碱煮制成阳极板电解精炼2工艺流程铟锭3项目”三废”处理措施和方案破碎粉碎酸性浸出净化除锡置换压团碱煮熔铸电解本项目实施过程中产生的主要是含锡废渣，可以外销给锡冶炼厂，对环境不会造成任何不良影响。电解过程中产生的含铟废水可以循环利用。4项目实施的组织管理本项目采用项目负责人制，项目负责人由公司总经理担任，项目负责人根据项目实施需要聘请技术负责人，各项技术研究开发由技术负责人组织相关专业人员组成开发小组，并每月汇报项目研究进度，项目研究经费设立专门的帐户，资金使用做到明细化，其他如物资采购、原料供应等由公司相关职能部门协调配合。5项目实施进度计划2005年3月2005年5月项目前期准备工作2005年6月项目可行性研究及项目立项2005年7月2005年9月项目小试阶段和资金筹措2005年10月2005年12月设备购置和安装调试2006年1月2006年2月正式生产六、环境保护与劳动安全1环境保护环境保护标准根据厂区所处的地理位置及自然环境，结合建设项目的工艺特点，本项目采用下列环境保护标准。重有色金属工业污染物排放标准（GB491385）污水综合排放标准（GB897888）有色金属工业固体废物污染控制标准（GB5085508885）工业企业噪声卫生标准和城市区域环境噪声标准（GB309683）主要污染及其治理2劳动保护和安全编制依据A、广西壮族自治区生产性建设项目劳动设施与主体工程同时设计、同时施工、同时投产使用管理办法（桂政劳护字19905号）B、广西壮族自治区劳动保护条例（1986年12月）C、中国有色金属工业总公司有色冶金工厂安全技术规定（试行）1987年6月D、建筑设计防火规范（GBJ1687）E、工业企业设计卫生标准（TJ3679）F、工业企业设计卫生标准生产特点对安全卫生的影响本项目工艺流程中，对职业安全的影响有A、有粉尘作业点较多，如破碎岗位；B、有高温烟害的作业点；C、有噪声源设备。主要防护措施及设施A、电力设计安全技术措施B、电气设备安装防护性接地或接中性线装置以及其他防止触电设施。C、建筑物防雷措施。D、安设低电压照明设备及事故照明设施。安全供水与消防A、采取饮水净化措施，做好水质检验工作，保证饮用水符合卫生要求。B、贯彻“预防为主，消防结合”的方针，严格执行建筑设计防火规范设置适当的消防器材，设备和设施。按国家标准设计平台，梯子、栏杆、危险处设立明显标志，设备、管线涂安全色。通风防尘A、对散发有害气体、粉尘的岗位，采取密闭净化、防尘等措施，并设置车间强制通风装置，使劳动场所的有害气体粉尘浓度符合国家标准。B、各车间厂房在土建设计时充分考虑自然通风，设避风天窗。C、在车间内高温作业地带设置移动式冷风扇，以排除余热。噪声控制措施A、采用新技术、新设备以及机械化，密闭化措施，消除和降低声源产生的噪声。B、采取吸声隔声、消声器、减振阻防措施在噪声传播途径中控制噪声。按桂政劳护字199046号文广西壮族自治区劳动防护用品管理规定发放和使用个人劳动防护用品。对新工人进行三级安全教育，即新工人的入厂教育、车间教育和现场岗位教育，并经考试合格后才能进入操作岗位。七、投资估算、资金筹措1项目投资估算本项目总投资200万元，其中固定资产投资150万元，流动资金50万元。自筹150万元，科技经费50万元。投资估算明细表名称厂房建设费研究与开发费新增设备电力增容环保设备金额（万元）70205028厂房建设费明细表费用名称厂房工程费厂房设计费厂区道路监理费等金额（万元）5515585研究与开发费明细表费用名称仪器费化验费差旅费人工费其它费用金额（万元）51266新增设备明细表设备名称破碎机球磨机浸出槽净化槽电解槽硅整流金额（万元）11866910环保设备主要是板框式压滤机、沉降池和大功率泥浆泵等。2资金筹措本项目建设用资金中，150万元通过自筹解决，另外50万元争取得到上级政府部门科技三项经费的支持。自筹的150万元资金使用具体安排是用于厂房建设70万元，新增部分设备30万元，其余的50万元用于维持生产作流动资金用。50万元的科技经费作如下用途研究与开发使用20万元，余下的部分用于购置部分生产设备和建设环保设施。3投资使用计划2005年2006年名称3月4月5月6月7月8月9月10月11月12月1月2月厂房70万元000000研究开发0020万元00000设备00000052万元（包括电力增容费）00环保00000000008万元总计150万元八、经济、社会效益及学术价值、知识产权分析1生产成本和销售收入估算成本铟锭2800元/KG成本各项列表如下（以1KG铟生产成本计算）名称盐酸消耗锌锭消耗废靶原料铝片消耗加工费金额（元）6012025008040根据2005年5月20日伦敦金属交易市场牌价，铟锭（99995）的销售价格为1050美元/KG。按年产10吨计算，年销售收入为8673万元。2财务分析销售收入8673万元生产成本2800万元销售成本400万元销售税金及附加1806万元增值税623万元所得税1613万元税后利润1431万元创汇840万美元从以上数据可以看出本项目的获利能力是很强的，只要15个月的时间就可以把投资收回。3社会效益分析从废靶中回收铟进行再生铟生产，可以缓解目前日益缺乏的铟资源状况，充分利用公司现有生产设施条件，合理利用铟资源，对环境也不会造成任何负面影响，同时促进了经济效益的提高，因此本项目是经济效益和环保效益都非常突出的好项目。4学术价值分析本项目实施过程中，主要是处理废靶材，利用有限的铟资源，回收再生铟，在工艺上作了不少的创新，具体体现在工艺流程简化了，不用进行复杂的萃取和反萃，铟的回收率可以达到95以上，因此本项目的技术含量是高水平的，增加了一条铟提取工艺路线，促进了铟冶炼技术的发展，在金属铟提取方法研究上是有一定学术参考价值的。5知识产权分析通过相关资料检索，未发现国内其它企业有相类似的工艺技术，因此本项目实施完成后，工艺可以申请知识产权保护。九、风险分析市场风险分析金属铟的生产由于受资源条件的限制，主要集中在欧洲、美国、日本、中国、俄罗斯。由于铟主要用于高新技术领域，因而工业发达国家铟的消耗量占整个消耗总量的90以上，这些国家和地区自身铟产量有限，每年都大量进口铟锭。目前我国铟的生产有了很大发展，我国铟生产的企业主要有株冶、韶关冶炼厂、葫芦岛锌厂、华锡集团、柳州锌品厂以及我公司，实际生产能力累计约80100吨年左右，成为全球最主要的铟生产国，在世界铟供应市场上占据了重要地位。随着铟的过度开发，目前铟的自然资源日益缺乏，投入市场的金属铟越来赵少，从2003年开始，铟价一直上涨，铟市场也处于供不应求的状况，因此铟的市场是极其看好的，技术风险分析本项目所采用的工艺，技术先进，加工成本低，达到国内先进水平，回收再生铟新工艺，将取得显著的经济和社会效益。我公司长期从事铟冶炼技术的开发和生产，经验丰富。目前随着高技术需求的增加，刺激了铟的消耗，使铟的需求量不断增长。因此对于我们这样拥有技术和资源优势的企业来说，是充分发挥技术优势占领市场，发展壮大自己的良好时机。此外，在公司内部创造鼓励和激励员工积极向上的氛围，培养员工的凝聚力和向心力，形成吸引人才、留住人才、发展人才的良性循环，并应用保护知识产权的法律手段，建立公司的自主知识产权体系。另一方面在公司一定范