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行业标准《高纯锢》编制说明(讨论稿)
一、工作简况
(一)立项的目的及意义锢是一种银灰色,有光泽的低熔点、高沸点易熔金属,熔点
156.61C沸点2060C在地壳中含量极少,同时又很分散,主要伴生于铅锌矿等金属矿中锢的质地极软且富有可塑性和延展性,具有优良的物理化学性能,在电子信息、航空航天等现代高新技术的多个领域得到了广泛的应用和飞速发展,是半导体材料、低熔点合金、轴承合金等材料合成的重要原料我国现行高纯锢的产品标准(牌号5N、6N)为行业标准YS/T264-2012该标准于2012年修订后至今已经11年现阶段,高纯锢主要用于半导体、薄膜太阳能电池等相关产业,在铜锢钱硒薄膜电池行业,也会使用纯度为
99.995%(4N5)、
99.999%(5N)、
99.9999%(6N)的高纯锢进行生产,同时对FeAlPbZn、SnMg、AsAgNi等杂质提出控制要求在化合物半导体行业,磷化锢(InP)单晶主要用于光电子和微波器件,其中,光电子器件用的低阻InP单晶片,原料要求使用6N高纯锢;微波器件用半绝缘InP单晶片,对原料要求更高,需7N以上的高纯锢才能满足要求,同时对于可能影响晶片迁移率、载流子浓度的Fe、S、Sn、Cu、Pb、Sb、Bi等杂质的控制提出了更高要求从下游用户使用反馈的情况来看,一些杂质含量的要求提高了一个数量级左右,用户强烈要求生产商能够以更高的标准要求规范、严格、统一的组织生产,适应下游客户更高标准的需求修订后的标准对现行高纯锢的技术要求、检验方法等进行更为科学的规定,使之与客户的需求发展相适应,可作为高纯锢研制、生产单位的依据、使用单位的选用和采购依据、检验机构的检验和试验依据,促进高纯锢的推广应用
(二)任务来源根据中华人民共和国工业和信息化部下发的工信厅科【2022】94号《工业和信息化部办公厅关于印发2022年第一批行业标准制修订和外文版项目计划的通知》,全国有色金属标准化技术委员会“有色标委
[2022]102号”《关于转发2022年第一批有色金属国家、行业、协会标准制(修)订项目计划的通知》精神全国有色金属标准化技术委员会下达了修订《高纯锢》行业标准的任务,计划编号为2022-0082T-YS项目完成年限为2023年,技术归口单位为全国有色金属标准化技术委员会行业标准《高纯锢》由云南锡业集团(控股)有限公司、朝阳金美钱业有限公司、广东先导稀材股份有限公司、武汉拓材科技有限公司、合肥中晶新材料有限公司负责起草
(三)主要起草单位概况云南锡业集团(控股)有限责任公司(以下简称“云锡”)是具有集锡、锌、铜、锢等有色金属资源探采、选冶、深加工以及新材料研发、贸易纵向一体化产业格局的世界锡行业龙头企业,是中国有色金属工业协会副会长单位和锡业分会会长单位、国际锡协董事会成员,拥有锡生产、加工、出口基地和以从供需双方典型高纯锢产品的测试时情况看,拟修订的杂质含量的要求的In5N、In6N、In6N5能达生产商及客户需求
(3)规格增加了规格描述,高纯锢分为锭状、棒状、粒状、饼装等具体规格尺寸要求由供需双方商定近年来,由于下游客户工艺的改进及设备不同需求,对原料高纯锢的规格也提出了锭状、棒状、粒状、饼装等需求,在此对外观规格进行要求,并删除了锭形和锭重,最终以由供需双方商定,不同厂家要求不一致
5、试验方法更改了化学成分的检验方法,高纯锢的化学成分检测按YS/T
981.1的规定进行,或按照供需双方协商确定的方法进行分析数值的判定采用修约比较法,数值修约规则按GB/T8170的有关规定进行,修约数位应与表1规定或供需双方协商的极限数位一致修订原因在2中已经提到,此处不再赘述
6、检验规则
(1)检验和验收更改了检查和验收的内容原标准规定“高纯锢由供方技术监督部门进行检验,保证产品质量符合本标准或(订货合同)的规定,并填写质量证明书”更改为“产品由供方或第三方进行检验,保证产品质量符合标准或订货单(或合同)规定,并出具质量证明”补充了除供方之外的第三方检验其次原标准规定“需方可对收到的产品按本标准的规定进行检验,如检验结果与本标准(或订货合同)的规定不符时,应在收到产品之日起3个月内向供方提出,由供需双方协商解决如需仲裁,仲裁取样由供需双方共同委托仲裁机构在产品所在地进行”更改为“需方应对收到的产品按本文件的规定进行检验,如检验结果与本文件或订货单(或合同)的规定不符时,应在收到产品之日1个月内以书面形式向供方提出,由供需双方协商解决如需仲裁,仲裁取样在需方,相关事项由供需双方协商确定一般的,客户收到产品后,通常先进行外观和质量检验,可提前至1个月的期限,其次仲裁相关事项以双方协商确定
(2)组批更改了组批的规定原标准规定“高纯钢应成批提交检验,每批应由同一牌号、同一熔次、同一锭形及规格的产品组成,批重不超过100kg”更改为“高纯锢应成批提交检验,每批应由同一原料生产、同一生产批次高纯锢产品组成,每批高纯锢产品的重量不超过200kg”对每批作了重新定义,组成为同一原料和同一生产生产批次此外,现今各家单位的熔铸容器及技术均能保证每批熔不超过200kg的高纯锢,为考虑节约成本的原则,提高了每批高纯锢产品重量,每批高纯锢产品的重量不超过200kg
(3)取样和制样更改了取样和制样要求更改为“产品取样从每批产品中随机抽取不少于总量的10%作为样品,熔化混合均匀后进行检验取样时对规格及外观质量进行逐件进行检验将样品制备成以下两种规格之一a)直径为25mm〜30mm、厚度为3〜5mm表面平整、无缩孔的饼状样品;b)截面积为4mm2〜9mm2长度为20mm的棒状样品”简化了取样程序,抽样总量不低于10%又满足取样的代表性和广泛性要求此外,制样按GDMS检测要求,样品质量在5〜25g对饼状和棒状的样品要求,满足检测需求,同时减少制样成本
(4)检验结果判定更改了检验结果判定由本标准对高纯锢的规格进行了补充描述(见
4.3)所以将原标准”表面质量和重量的检验结果不符合本标准规定时,按锭判不合格”更改为“表面质量、规格和重量的检验结果不符合本标准规定时,判该包装单元不合格”使得描述更为准确合理
7、标志、包装、运输、贮存
(1)标志更改高纯锢每袋、每箱的注明内容原标准“产品应有防氧化措施,采取抽真空包装或充氮气保护包装后封口,并在包装袋上贴上标签,注明:生产厂名称、商标、产品名称牌号、产品编号净重、执行标准及包装日期高纯锢应包装成箱,每箱上注明a)供方名称;b)产品名称和牌号;c)批号;d)毛重、净重;e)防潮、轻放”更改为“高纯锢每袋应贴标签,并注明a)产品名称;b)牌号;c)产品重量;d)其他高纯锢应包装成箱,每箱上注明a)供方名称;b)产品名称;c)批号;d)件数;e)出厂日期;f)其他”以实际客户及厂家需求为出发点,进行了补充删减,使标志更直观清晰,符合实际需要
(2)包装、运输、贮存对包装方式进行更改更改为“采用以下两种方式之一进行包装a)高纯锢内层用塑料袋真空封装,外层用铝箔纸真空或充氤((oAr=
99.999%)封装,装入符合环保要求的包装箱内,箱内空隙用填料塞紧每箱重量不大于25kg包装箱外用包扎带捆紧b)按双方认可的包装规格和包装方式进行包装”目前高纯锢的包装方式就是以该方式包装,但是对于特殊的要求,可以按双方认可方式包装,完善了产品的包装方式并且产品的运输贮存方面进行了更为完善全面的描述,保证高纯锢在运输过程中要防潮、防酸碱、不碰撞,保障高纯锢产品质量
8、订货单(或合同)内容补充了所列产品的合同(或订货单)重量、规格、包装要求内容原标准规定的“本标准所列材料的订货单(或合同)应包括下列内容a)产品名称;b)牌号;c)锭型等特殊要求;d)产品数量;e)本标准编;f)其他需要协商或增加的标准以外的内容”更改为需方可根据自身需要,在订购本文件所列产品的合同(或订货单)内,列出如下内容a)产品名称;b)牌号;c)规格;d)产品数量;e)化学成分及检测方法的特殊要求;f)包装要求;g)本文件编号;h)其他需要协商或增加的标准以外的内容根据先今客户的要求,合同或订货单还涉及到包装方式、规格以及化学成分及检测方法的特殊要求等方面内容,可根据需求进行约定
四、标准水平分析本标准拟代替YS/T264-2012《高纯锢》,作为高纯钱生产、检验、贸易的依据,经过本次修订,标准内容更加贴合实际,反应客户真实需求和产品现阶段质量,达到领先水平
五、与现行法律、法规、强制性国家标准及相关标准协调配套情况本标准是对YS/T264-2012《高纯锢》的修订和补充,仅修订了产品的技术要求和标准格式,与现行的法律、法规及国家标准、行业标准没有冲突新修订的《高纯锢》条文精炼表述清楚,化学成分要求全面、准确、科学、合理;标准的格式和表达方式等方面完全执行了现行的国家标准和有关法规,符合GB/T
1.1-2020的有关要求
六、重大分歧意见的处理经过和依据无重大分歧意见
七、贯彻标准的要求和建议暂无
八、标准作为强制性或推荐性国家(或行业)标准的建议本标准为高纯锢的产品标准,符合目前国内高纯锢行业的发展需求,具有较好的适用性和科学性,因此建议将此标准推荐为行业标准
九、贯彻标准的要求和措施的建议建议将本标准作为推荐性行业标准发布实施
十、废止现行有关标准的建议在本标准发布实施之日起,代替YS/T264-2012《高纯锢》
十一、其他应予说明的事项经标准编制组对YS/T264-2012进行修订后,规定的高纯锢化学成分作了更高的标准要求规范、更具适用性,使修订后的本标准更加先进、合理本标准发布实施后,将使我国高纯锢的整体质量水平可以达到国际先进水平,在满足国内需求的同时提高了在国际市场上的竞争实力,对促进我国高纯材料发展将产生深远的影响锡为主业的上市公司;拥有世界锡行业从探采到高端研发的一体化全产业链锡、锢资源储量世界第一其中锡资源储量90万吨,占全球10%;锢资源储量6000吨,占全球30%云锡研发、生产的高纯锢产品纯度从
99.999%-
99.99999%(5N-7N)已建成年产20吨高纯材料产线,为化合物半导体、红外探测、半导体制冷、太阳能、集成电路芯片及靶材等提供稳定可靠的核心原材料现有高级专业技术人员474人,其中64人享受特殊津贴有博士生导师5人近年来先后取得了400多项科研成果,其中国家级52项、省部级404项、国家专利122项云锡有多个分析检测平台,设备总投资1亿多元各平台技术力量雄厚,从事分析测试的技术人员高级职称30多人,中级职称100多人,拥有电感耦合等离子体发射光谱仪、电感耦合等离子体发射质谱仪、原子吸收光谱仪、原子荧光光谱仪,扫描电子显微镜、X射线光电子能谱仪、转靶多晶X射线衍射仪、X射线衍射仪荧光光谱仪等大型设备100多台(套)云锡高度重视标准化建设,2000年以来先后主持或参与制、修订了122个国家标准,36个行业标准其中,有27个标准达到国际先进水平,87个标准达到国内先进水平,5个标准分别获中国有色金属工业科学技术二等奖、三等奖,有多个标准填补了国内空白,被国家标准化管理委员会指定承担锡及锡合金工作组秘书处工作标准主编单位云南锡业集团(控股)有限公司标准的编制过程中,能积极主动收集国内外的产品标准,根据客户需求,结合现场实际生产情况,制定标准讨论初稿;标准完善过程中,积极调动编制组成员单位收集产品各项数据,组织进行各项验证试验,带领编制组成员单位认真细致修改标准文本,征求多家企业的修改意见,最终带领编制组完成标准的编制工作
(四)主要工作过程工作分工根据标准在制定中遵循的原则,项目小组为保证其科学性、严谨性、先进性做了如下分工调研高纯锢行业的生产概况及工艺技术水平;调研高纯锢痕量分析水平;调研高纯锢产品标准;走访高纯锢用户,总结意见反馈征求意见单位广泛征求行业内上下游相关单位意见工作过程预研立项阶段1)2020年10月,云南锡、也集团(捽股)有限公司向全体委员会议提交了《高纯钢》标准项目建议书、标准草案及标准立项说明等材料,全体委员会议论证结论为同意国家标准立项由秘书处组织委员网上投票,投票通过后转报国标委,并挂网向社会公开征求意见2022年7月11日,国家标准化管理委员会下达了修订《高纯锢》国家标准的任务,计划编号为2023-0082T-YS完成年限为2023年,技术归口单位为全国有色金属标准化技术委员会起草阶段2022年10月,由全国有色金属标准化技术委员会稀有金属金属分技术委员会组织召开了《高纯锢》修订任务落实与协调会议,主编单位对标准的主要技术要求以及编制进度进行了汇报,各相关单位对标准的技术指标进行了充分讨论,并确定了标准编制组云南锡业集团(控股)有限公司、朝阳金美钱业有限公司、广东先导稀材股份有限公司、武汉拓材科技有限公司、合肥中晶新材料有限公司依据此次会议精神,编制组及时修改了标准文本,形成了《高纯锢》标准讨论稿及编制说明2023年4月12日,由全国有色金属标准化技术委员会稀有金属金属分技术委员会组织,召开了稀有金属标准工作会议征求意见阶段本标准将以召开专题会议、发送标准邮件、标委会网站上公开挂网等多种形式和办法进行了广泛的征求意见
二、编制原则依据1)本标准按照GB/T
1.1-2020《标准化工作导则第1部分标准的结构和编写规则》给出的规则起草2)本标准反映了当前国内高纯锢产品的生产水平,便于生产,并且符合高纯锢行业的市场应用需求具有指导作用,并能规范市场3)《高纯锢》产品行业标准包括三方面要求,一方面新标准应力求达到较先进的标准水平,满足和保证行业应用的技术发展需要,另一方面也应结合我国材料工业实际生产水平,同时根据产品使用者的意见反馈,正确兼顾好彼此之间的关系,追求技术的先进性、指标的合理性和严谨性的统一本标准在制定中主要遵循以下原则科学性和技术先进的原则;可行和严谨的原则;规范法原则
三、标准主要修订内容
(一)修订的标准内容
1、范围更改了原标准1范围中的适用范围将原标准中“本文件适用于以工业粗锢为原料,经原料处理以及电解精炼等工艺制得的高纯锢产品供制作化合物半导体、高纯合金、高级轴承及半导体材料的掺杂剂等,,更改为“本文件适用于工业粗锢或精锢为原料,经原料处理以及电解精炼、真空蒸储等工艺制得的高纯锢产品供制作化合物半导体、靶材、蒸镀、高纯合金、高级轴承及半导体材料的掺杂剂等将原料工业粗锢改为工业粗锢或精锢为原料,补充真空蒸储工艺制得的高纯锢,并将产品供制范围补靶材、蒸镀等领域高纯钢5N-6N制备常常采用包括电解精炼-真空蒸储法的工艺此外,高纯锢也应用于在合金靶,蒸镀方面
2、规范性引用文件更改了原标准2规范性引用文件,删除了原标准中“YS/T2594高纯锢分析方法”引用文件,增加了“YS/T
981.1高纯锢化学分析方法衡量杂质元素含量的测定辉光放电质谱法”文件目前ICP-MS主要用于企业内部检测使用,国际上认可并广泛采用的方法使用辉光放电质谱法(GD-MS法),除非金属元素外,绝大部分元素的检出限在lpg/kg及以下,可满足该产品检测要求所以在本次修订时,高纯锢的试验方法统一采用“YS/T981」高纯锢化学分析方法由于此次修订工作,高纯锢分析方法同样做了修订,分析标准按YS/T
981.1-X(所有部分)的规定进行
3、术语和定义增加3术语和定义章节,使标准的结构更加完整
4、要求
(1)产品分类增加In-065牌号,将原标准
3.1产品分类纳入4牌号章节中,并增加了高纯锢的牌号命名,In-05改为In5N、In-06改为In6N、增加了In6N5牌号关于高纯金属的牌号命名规则,没有相应的国家标准,查阅《高纯铜》、《高纯银》国家标准及《钱》国家标准对牌号的命名不尽相同,该命名可以直观的区分不同纯度的高纯锢
(2)化学成分结合生产厂商情况及客户指标情况,对5N、6N高纯锢的杂质种类和杂质含量进行了修订,增加了检出元素种类Bi、Sb、Ga、Cr、Hg、C和其杂质含量并根据下游客户应用情况增加了纯度大于
99.99995%高纯锢标准具体情况如下In5N、In6N和In6N5高纯锢修订如下表Hn5N高纯锢的修订前后化学成分杂质种类及含量表2In6N高纯锢的修订前后化学成分杂质种类及含量表3In6N5高纯锢的修订后化学成分杂质种类及含量1)客户对高纯锢中杂质的要求:在5N高纯锢杂质种类中,更改了原标准中元素化学成分含量,并增加了Bi、Sb、Ga、CrHg、Co六个元素在铜锢线硒薄膜电池行业,使用纯度为
99.999%5N的高纯锢进行生产时同时对Fe、Al、Pb、Zn、Sn、Mg、As、Ag、Ni、Bi、Sb、Ga、Cr、Hg、Co等杂质提出控制,要求太阳能行业中要求总杂质含量皂lOppm由于该行业的发展及技术限制,目前该行业还没有大规模试用5N高纯锢,也并未对该行业使用高纯锢提出更高的杂质要求在合金行业,高纯锢也广泛用于低熔点合金制备,应用于电子行业的电子封装,导体散热,对合金有害杂质As、Hg、C等提出杂质要求在半导体靶材行业,靶材制备中,也会采用纯度较高的原料进行制备高品质靶材,对杂质含量也提出更高的要求止匕外随着化合物半导体行业的发展,磷化锢InP需求持续扩大,原料要求使用6N及以上高纯锢,同时对于可能影响晶片迁移率、载流子浓度的Fe、S、Sn、Cu、Pb、Sb、Bi等杂质的控制提出了更高要求一般而言,为减少工序、降低成本高纯锢生产商往往也会选择粗锢或者5N高纯锢生产6N及以上的高纯锢,对Bi、Sb、Ga、Cr、Hg、Co元素也提了更高要求在6N高纯锢杂质种类中,更改了原标准中元素化学成分含量,并增加了Bi、Sb、Ga、Mn、Hg、C六个元素,此类高纯锢主要用于制备高纯合金和半导体化合物多晶6N高纯锢主要用合金制备,电子封装领域一般对材料的背景纯度较高,一般杂质元素含量WlppmAsBi、Hg、Co、Sb在制备高纯合金时属于有害杂质,这一类元素需加以控制;半导体化合物合成磷化锢,其光电子器件用的低阻InP单晶片,原料要求使用6N及以上高纯锢才能满足要求故增加了6N5这一标准,包含Fe、Cu、Al、Pb、Zn、Sn、Mg、As、Ag、Ni、Bi、SbGaCr、HgCo等20个元素主对高沸点元素Fe、CuNi及非金属元素Si、S作出了更高的要求,Fe、Cu、NiWIOppbSi至50ppbS至20ppb不同客户对高纯锢杂质要求控制情况见表lo国内主要的高纯锢生产单位在生产中对杂质的控制情况见表2表1不同客户高纯钢生产需求单位jlg/g单位|ig/g杂质种类杂质含量(原标准)(p.g/gl杂质含量(拟修订)(%/g)Fe
0.
50.4Cu
0.
40.4Pb11Zn
0.
50.4Sn11Cd
0.
50.5T111Mg
0.
50.4Al
0.
50.4As
0.
50.4Si11S11Ag
0.
50.4Ni
0.
50.5Bi—
0.5Sb—
0.5Ga—
0.05Cr—
0.05Hg
0.05Co
0.05其它总和1010杂质种类杂质含量(原标准)(llg/g)杂质含量(拟修订)(Rg/g)Fe
0.
10.05Cu
0.
10.05Pb
0.
10.05Zn—
0.05Sn
0.
30.1Cd
0.
050.05T1—
0.05Mg
0.
10.005Al—
0.005As—
0.05Si
0.
10.1S
0.
10.1Ag—
0.05Ni—
0.05Bi—
0.05Sb—
0.08Ga—
0.005Cr—
0.005Hg—
0.005Co—
0.005其它
0.09总和11杂质种类杂质含量(原标准)(pig/g)杂质含量(拟修订)oig/g)Fe—
0.01Cu—
0.01Pb—
0.05Zn—
0.02Sn—
0.08Cd—
0.01T1—
0.05Mg—
0.005Al—
0.005As—
0.005Si—
0.05S—
0.02Ag—
0.05Ni—
0.01Bi—
0.02Sb—
0.08Ga—
0.005Cr—
0.005Hg—
0.005Co—
0.005其它—
0.005总和—
0.5客户标准FeCuPbZnSnCdT1MgAlAsSiSAgNiBiSbGaCrHgCo其它In-5N
0.
40.
410.
410.
510.
40.
40.
4110.
40.
50.
50.
50.
050.
050.
050.05A小于等于
0.
40.
410.
410.
510.
40.
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4110.
40.
50.
50.
50.
050.
050.
050.05In-6N
0.
050.
050.
050.
050.
10.
050.
050.
0050.
0050.
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10.
10.
050.
050.
050.
080.
0050.
0050.
0050.
0050.09A小于等于
0.
050.
050.
050.
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10.
050.
050.
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0050.
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10.
10.
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050.
080.
0050.
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0050.005In-6N
50.
010.
010.
050.
020.
080.
010.
050.
0050.
0050.
0050.
050.
020.
050.
010.
020.
080.
0050.
0050.
0050.
0050.005A小于等于
0.
010.
010.
050.
020.
080.
010.
050.
0050.
0050.
0050.
050.
020.
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010.
020.
080.
0050.
0050.
0050.005B小于等于
0.
010.
010.
050.
010.
10.05—
0.
010.
010.
0050.
10.05—
0.
010.02——
0.
050.05—客户标准/序号FeCuPbZnSnCdT1MgAlAsSisAgNiBiSbGaCrHgCo其它标准值In-5N
0.
40.
410.
410.
510.
40.
40.
4110.
40.
50.
50.
50.
050.
050.
050.05云南锡业In
22010.
030.
130.
030.
0050.
230.
050.
0050.
0010.
0050.
0050.
710.
0050.
0050.
340.0i
0.
0050.
0050.
0050.
0050.003云南锡业In
21010.
0050.
010.
730.
0050.
10.
010.
050.
0050.
0050.
0050.
020.
290.
0050.
0080.
020.
020.
0050.
0050.
0050.001标准值In-6N
0.
050.
050.
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10.
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050.
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050.
10.
10.
050.
050.
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080.
0050.
0050.
0050.
0050.09云南锡业In
22020.
0020.
0050.
0050.
0050.
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050.
0050.00i
0.
0050.
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030.
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0050.
0040.
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0050.
0050.
0050.
0050.005云南锡业In
22030.
0040.
0050.
0080.
0050.
010.
050.
0050.00i
0.
0050.
0050.
04.
050.
0050.
0010.
040.
0050.
0050.
0050.
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