高纯碲生产残料的回收利用科研立项报告

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1、项目编号：峨嵋半导体材料研究所科研项目（课题）立项申请书项目（课题）名称：高纯碲生产残料的回收利用承担单位：高纯材料公司53碲专题项目负责人：田庭光申请单位（盖章）：2014年9月25日13一、立项依据碲及其化合物应用广泛，其下游行业包括太阳能、合金、热电制冷、电子、橡胶等行业，下游行业的发展状况直接决定论碲的需求量。随着高纯碲及其化合物研究的深入和越发成熟，其在太阳能行业和电子、温差制冷行业的用量大幅度增加。2014年4月21日碲作为交易品种在泛亚有色金属交易所挂牌上市，腾讯财经统计在碲的需求方面，有大幅增加的预期。碲主要消费的领域在太阳

2、能行业(40%)、温差制冷行业(30%)、冶金行业(15%)、其他行业(10%)、化工行业(5%)等。碲化镉太阳能电池及温差制冷行业对碲的总需求影响较大，冶金行业占用比例下降，而其他行业对碲需求保持相对稳定的状态。图1碲的应用领域分布（2012年统计）图2碲的应用领域分布（2014年统计，数据来源腾讯财经网）目前碲全球年产能在550吨，产量在500吨左右，太阳能方面的碲用量大幅增加，每年消耗了全球碲的总需求的40%（约200吨左右）。根据业内数据，每1GW的碲化镉太阳能将消耗130~140吨碲。据报道，FirstSolar在201413年碲

3、化镉产量将达到2GW，年消耗碲260-280吨。至2018年，碲化镉薄膜产量将达到约3.5GW，年消耗碲455-490吨。在光电子行业，涉及红外线到紫外线光谱的激光器、光二极管、光接收器等均采用半导体部件ZnTe，CdTe，HgTe，HgCdTe等。铅、锡、汞及镉的碲化物对红外线辐射灵敏，CdZnTe、HgCdTe和PbSnTe化合物是重要的红外光电材料，碲是生产红外材料的重要原材料之一。正是碲在光电子方面的上述性能，才在21世纪最具魅力产业中发挥着重要作用。碲是地球上的稀有元素，根据USGS的数据，碲全球保有储量仅为2.4万吨。碲主要来源

4、于铜冶炼的副产品，受制于铜的产量，可增加的产量空间有限。2013年国内精炼铜产量为684万吨，按每吨铜可回收0.065kg碲计算，碲完全转化最高产能为444.6吨/年。随着高纯碲及其化合物产品不断成长的市场需求，无法得到原料的保证，那么对碲的回收再利用就显得至关重要。高纯材料公司53碲专题主要生产的是7N高纯度碲产品，在生产的过程中不可避免的产生一些残料，根据2014年生产统计，从4N原料到7N碲产品生产工艺中产生的残料量占使用原料总量的37%左右，损耗占7%，7N产品56%。残料主要是真空蒸馏锅底料8%，真空蒸馏上段粉料6%，区熔灰料8%

5、，区熔头尾料15%。按照现有7N高纯碲生产规模3吨/年，则会产生近2吨的残料。以前53碲专题的残料则是直接低价外卖处理，现在生产规模扩大，再采用低价外卖处理显然对降低生产成本不利。而且残料存放时间过长就容易被氧化和吸水受潮，53碲专题也没有专门的残料存放地点，导致残料堆积在一生产房间角落，对生产环境也有着一定的影响。因此，我们建议建立一套完善的残料处理系统，根据不同残料的杂质含量不同进行区别回收，生产成5N、6N的产品。一、国内外水平及发展趋势碲化镉薄膜太阳能电池简称CdTe电池，碲化镉薄膜太阳能电池在工业规模上成本大大优于晶体硅和其他材料

6、的太阳能电池技术。全球碲化镉薄膜太阳能电池概况全球生产企业有加拿大的5NPlus、Redlen和先导稀材，5NPlus是全球最早实现规模化生产的薄膜太阳能用碲化镉生产商，目前是全球最大的薄膜太阳能用碲化镉生产商，在该领域有较大的市场份额，其规模随着主要客户FirstSolar13的成长而迅速扩大，该公司75%左右的销售收入源于FirstSolar。Redlen是全球领先的辐射探测器和医学成像设备生产商之一，也是全球少数几家具备薄膜太阳能用碲化镉生产技术的公司之一，由于缺乏一体化的产业链优势，该公司在碲化镉产品方面市场份额不大。先导稀材从20

7、06年开始研发薄膜太阳能用碲化镉，目前已通过部分客户的质量认证，并具备了规模化生产的技术能力。国内CdTe薄膜太阳能电池产业发展状况与趋势上世纪80年代处，我国CdTe薄膜电池的研究工作才正式开始。“十五”期间，CdTe薄膜电池研究被列入国家高技术研究发展计划“863”重点项目。经过多年几代科学工作者的不懈努力，我国正处于实验室基础研究到应用产业化的快速发展阶段，并计划建立年产量0.5MW的中试生产线。CdTe薄膜太阳电池研究，由原来的只有内蒙古大学、四川大学、新疆大学等几家科研院所进行这方面的基础研究，到今年的四川阿波罗太阳能科技开发股份

8、有限公司新型薄膜CdTe/CdS太阳能电池核心材料产业化，为期两年，将建设拥有年产碲化镉50吨的生产线、硫化镉10吨生产线，使我国在CdTe薄膜太阳电池产业化将得到长足发展，向世