高純碲生產(chǎn)殘料的回收利用科研立項(xiàng)報(bào)告

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1、項(xiàng)目編號(hào)：峨嵋半導(dǎo)體材料研究所科研項(xiàng)目（課題）立項(xiàng)申請(qǐng)書(shū)項(xiàng)目（課題）名稱(chēng)：高純碲生產(chǎn)殘料的回收利用承擔(dān)單位：高純材料公司53碲專(zhuān)題項(xiàng)目負(fù)責(zé)人：田庭光申請(qǐng)單位（蓋章）：2014年9月25日13一、立項(xiàng)依據(jù)碲及其化合物應(yīng)用廣泛，其下游行業(yè)包括太陽(yáng)能、合金、熱電制冷、電子、橡膠等行業(yè)，下游行業(yè)的發(fā)展?fàn)顩r直接決定論碲的需求量。隨著高純碲及其化合物研究的深入和越發(fā)成熟，其在太陽(yáng)能行業(yè)和電子、溫差制冷行業(yè)的用量大幅度增加。2014年4月21日碲作為交易品種在泛亞有色金屬交易所掛牌上市，騰訊財(cái)經(jīng)統(tǒng)計(jì)在碲的需求方面，有大幅增加的預(yù)期。碲主要消費(fèi)的領(lǐng)域在太陽(yáng)

2、能行業(yè)(40%)、溫差制冷行業(yè)(30%)、冶金行業(yè)(15%)、其他行業(yè)(10%)、化工行業(yè)(5%)等。碲化鎘太陽(yáng)能電池及溫差制冷行業(yè)對(duì)碲的總需求影響較大，冶金行業(yè)占用比例下降，而其他行業(yè)對(duì)碲需求保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。圖1碲的應(yīng)用領(lǐng)域分布（2012年統(tǒng)計(jì)）圖2碲的應(yīng)用領(lǐng)域分布（2014年統(tǒng)計(jì)，數(shù)據(jù)來(lái)源騰訊財(cái)經(jīng)網(wǎng)）目前碲全球年產(chǎn)能在550噸，產(chǎn)量在500噸左右，太陽(yáng)能方面的碲用量大幅增加，每年消耗了全球碲的總需求的40%（約200噸左右）。根據(jù)業(yè)內(nèi)數(shù)據(jù)，每1GW的碲化鎘太陽(yáng)能將消耗130~140噸碲。據(jù)報(bào)道，F(xiàn)irstSolar在201413年碲

3、化鎘產(chǎn)量將達(dá)到2GW，年消耗碲260-280噸。至2018年，碲化鎘薄膜產(chǎn)量將達(dá)到約3.5GW，年消耗碲455-490噸。在光電子行業(yè)，涉及紅外線到紫外線光譜的激光器、光二極管、光接收器等均采用半導(dǎo)體部件ZnTe，CdTe，HgTe，HgCdTe等。鉛、錫、汞及鎘的碲化物對(duì)紅外線輻射靈敏，CdZnTe、HgCdTe和PbSnTe化合物是重要的紅外光電材料，碲是生產(chǎn)紅外材料的重要原材料之一。正是碲在光電子方面的上述性能，才在21世紀(jì)最具魅力產(chǎn)業(yè)中發(fā)揮著重要作用。碲是地球上的稀有元素，根據(jù)USGS的數(shù)據(jù)，碲全球保有儲(chǔ)量?jī)H為2.4萬(wàn)噸。碲主要來(lái)源

4、于銅冶煉的副產(chǎn)品，受制于銅的產(chǎn)量，可增加的產(chǎn)量空間有限。2013年國(guó)內(nèi)精煉銅產(chǎn)量為684萬(wàn)噸，按每噸銅可回收0.065kg碲計(jì)算，碲完全轉(zhuǎn)化最高產(chǎn)能為444.6噸/年。隨著高純碲及其化合物產(chǎn)品不斷成長(zhǎng)的市場(chǎng)需求，無(wú)法得到原料的保證，那么對(duì)碲的回收再利用就顯得至關(guān)重要。高純材料公司53碲專(zhuān)題主要生產(chǎn)的是7N高純度碲產(chǎn)品，在生產(chǎn)的過(guò)程中不可避免的產(chǎn)生一些殘料，根據(jù)2014年生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)，從4N原料到7N碲產(chǎn)品生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生的殘料量占使用原料總量的37%左右，損耗占7%，7N產(chǎn)品56%。殘料主要是真空蒸餾鍋底料8%，真空蒸餾上段粉料6%，區(qū)熔灰料8%

5、，區(qū)熔頭尾料15%。按照現(xiàn)有7N高純碲生產(chǎn)規(guī)模3噸/年，則會(huì)產(chǎn)生近2噸的殘料。以前53碲專(zhuān)題的殘料則是直接低價(jià)外賣(mài)處理，現(xiàn)在生產(chǎn)規(guī)模擴(kuò)大，再采用低價(jià)外賣(mài)處理顯然對(duì)降低生產(chǎn)成本不利。而且殘料存放時(shí)間過(guò)長(zhǎng)就容易被氧化和吸水受潮，53碲專(zhuān)題也沒(méi)有專(zhuān)門(mén)的殘料存放地點(diǎn)，導(dǎo)致殘料堆積在一生產(chǎn)房間角落，對(duì)生產(chǎn)環(huán)境也有著一定的影響。因此，我們建議建立一套完善的殘料處理系統(tǒng)，根據(jù)不同殘料的雜質(zhì)含量不同進(jìn)行區(qū)別回收，生產(chǎn)成5N、6N的產(chǎn)品。一、國(guó)內(nèi)外水平及發(fā)展趨勢(shì)碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池簡(jiǎn)稱(chēng)CdTe電池，碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池在工業(yè)規(guī)模上成本大大優(yōu)于晶體硅和其他材料

6、的太陽(yáng)能電池技術(shù)。全球碲化鎘薄膜太陽(yáng)能電池概況全球生產(chǎn)企業(yè)有加拿大的5NPlus、Redlen和先導(dǎo)稀材，5NPlus是全球最早實(shí)現(xiàn)規(guī)模化生產(chǎn)的薄膜太陽(yáng)能用碲化鎘生產(chǎn)商，目前是全球最大的薄膜太陽(yáng)能用碲化鎘生產(chǎn)商，在該領(lǐng)域有較大的市場(chǎng)份額，其規(guī)模隨著主要客戶FirstSolar13的成長(zhǎng)而迅速擴(kuò)大，該公司75%左右的銷(xiāo)售收入源于FirstSolar。Redlen是全球領(lǐng)先的輻射探測(cè)器和醫(yī)學(xué)成像設(shè)備生產(chǎn)商之一，也是全球少數(shù)幾家具備薄膜太陽(yáng)能用碲化鎘生產(chǎn)技術(shù)的公司之一，由于缺乏一體化的產(chǎn)業(yè)鏈優(yōu)勢(shì)，該公司在碲化鎘產(chǎn)品方面市場(chǎng)份額不大。先導(dǎo)稀材從20

7、06年開(kāi)始研發(fā)薄膜太陽(yáng)能用碲化鎘，目前已通過(guò)部分客戶的質(zhì)量認(rèn)證，并具備了規(guī)?；a(chǎn)的技術(shù)能力。國(guó)內(nèi)CdTe薄膜太陽(yáng)能電池產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r與趨勢(shì)上世紀(jì)80年代處，我國(guó)CdTe薄膜電池的研究工作才正式開(kāi)始?！笆濉逼陂g，CdTe薄膜電池研究被列入國(guó)家高技術(shù)研究發(fā)展計(jì)劃“863”重點(diǎn)項(xiàng)目。經(jīng)過(guò)多年幾代科學(xué)工作者的不懈努力，我國(guó)正處于實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究到應(yīng)用產(chǎn)業(yè)化的快速發(fā)展階段，并計(jì)劃建立年產(chǎn)量0.5MW的中試生產(chǎn)線。CdTe薄膜太陽(yáng)電池研究，由原來(lái)的只有內(nèi)蒙古大學(xué)、四川大學(xué)、新疆大學(xué)等幾家科研院所進(jìn)行這方面的基礎(chǔ)研究，到今年的四川阿波羅太陽(yáng)能科技開(kāi)發(fā)股份

8、有限公司新型薄膜CdTe/CdS太陽(yáng)能電池核心材料產(chǎn)業(yè)化，為期兩年，將建設(shè)擁有年產(chǎn)碲化鎘50噸的生產(chǎn)線、硫化鎘10噸生產(chǎn)線，使我國(guó)在CdTe薄膜太陽(yáng)電池產(chǎn)業(yè)化將得到長(zhǎng)足發(fā)展，向世