我國硫資源供需狀況及需求預(yù)測(cè)

趙 明* 陳春琳 高 鵬 孫小紅

中化地質(zhì)礦山總局化工地質(zhì)調(diào)查總院，北京 100013

硫資源是具有戰(zhàn)略意義的礦產(chǎn)資源，不僅在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中（尤其是磷肥的生產(chǎn)）扮演重要角色，而且也廣泛應(yīng)用于工業(yè)和醫(yī)藥等領(lǐng)域【1】，硫酸產(chǎn)量也通常被用作衡量一個(gè)國家工業(yè)發(fā)展水平的標(biāo)志【2】。目前，我國硫資源供應(yīng)存在較大缺口，硫資源進(jìn)口依存度依然在50%以上【3】，硫資源短缺已成為制約我國磷肥生產(chǎn)快速發(fā)展的瓶頸【4】。我國硫資源可持續(xù)開發(fā)利用不僅影響我國工業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程，更關(guān)系我國的糧食安全，為此，本文簡述了全球硫資源分布、開發(fā)大致情況，分析了我國硫資源供需形勢(shì)，并預(yù)測(cè)了我國磷肥用硫的需求。

1 全球硫資源概況

全球硫資源量非常豐富，分布集中。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)計(jì)，目前蒸發(fā)巖與火山巖中的硫資源及石油、天然氣、瀝青砂以及金屬硫化物中的硫資源大約50億t；石膏及硬石膏中硫資源及其豐富，其中在煤、油頁巖及富含有機(jī)質(zhì)的頁巖中含有6000億t硫資源，但這些資源仍有待開發(fā)。世界硫資源主要分布在北美、中東、歐州、東亞地區(qū)。

目前全球硫資源主要來源于石油天然氣回收硫、有色金屬共伴生硫，少量來源于硫鐵礦、自然硫和弗朗斯科法回收硫。

如圖1所示，2011年全球硫產(chǎn)量約7050萬t，其中約4168萬t來自硫磺〔石油煉制和天然氣處理回收硫磺 3965萬 t，天然開采硫磺為 203萬t(32.36% 來自波蘭)〕，1750萬t來自有色金屬冶煉煙氣制酸，494萬t來自硫鐵礦焙燒(幾乎全在中國) 。

圖1 全球硫資源來源結(jié)構(gòu)Fig.1 The Sources Structure of Global Sulphur Resources

全球硫資源主要用途基本相同，主要是生產(chǎn)硫酸。全球每年平均80%的硫被用來制硫酸，硫酸的主要用途是生產(chǎn)化肥，特別是磷肥，世界每年平均50%以上的硫酸都用來生產(chǎn)磷肥，其次是用來鐵鎳等金屬淋濾【5】。

全球硫資源消費(fèi)地與生產(chǎn)地偏離。據(jù)世界肥料協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，全球硫磺產(chǎn)量穩(wěn)步增長，北美、西亞、東歐及中亞為主要的生產(chǎn)地區(qū)，硫磺的主要消費(fèi)地區(qū)是東亞、北美、非洲以及歐盟27國。

世界硫磺總產(chǎn)量多年來一直是供大于求。近年來，世界能源生產(chǎn)大國在石油煉化廠和天然氣凈化廠配置了高效硫回收裝置。伴隨世界石化能源產(chǎn)量持續(xù)增加，面對(duì)世界生態(tài)環(huán)境遭受越來越嚴(yán)重二氧化硫的污染，世界各國將不斷加強(qiáng)節(jié)能減排的合作，加大石油、天然氣、煤碳、冶金工業(yè)副產(chǎn)硫的回收，全球回收硫增加是必然的，產(chǎn)能和產(chǎn)量的過剩也將是長期的【4】。

近年來發(fā)達(dá)國家硫資源消費(fèi)已趨于平衡，發(fā)展中國家硫資源消費(fèi)持續(xù)上升，全球硫資源消費(fèi)仍將有所增長。據(jù)世界肥料協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2002年以來，發(fā)達(dá)地區(qū)（如歐洲、北美等地區(qū)）硫磺消費(fèi)量趨于平衡，有的地區(qū)（如東歐）甚至開始有所下降。與發(fā)達(dá)地區(qū)趨勢(shì)不同，欠發(fā)達(dá)地區(qū)（拉美、非洲、西亞、南亞及東亞）硫磺消費(fèi)量仍在不斷增長，以東亞漲幅最大，這主要是由于中國硫磺大幅增加引起的。欠發(fā)達(dá)地區(qū)的消費(fèi)量不斷上漲，必將引起全球硫資源消費(fèi)量增加。

2 我國硫資源供需形勢(shì)

據(jù)中國硫酸工業(yè)協(xié)會(huì)，我國硫資源主要來源于三個(gè)方面：硫鐵礦、回收硫以及進(jìn)口硫，主要用于化肥、工業(yè)及其他行業(yè)，如圖2所示。

圖2 我國硫資源來源及流向示意圖Fig.2 The Sources and Flows of Sulfur Resources in China

2.1 我國硫資源總量較多，硫鐵礦以煤系沉積型為主，品質(zhì)較差，且分布集中

硫鐵礦、伴生硫及自然硫資源是中國硫資源的主要來源【6】，據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局統(tǒng)計(jì)，全世界以硫鐵礦為原料生產(chǎn)的硫酸產(chǎn)量中，中國約占89%。

據(jù)2012年全國礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量通報(bào)，截至2012年底，我國硫鐵礦區(qū)數(shù)600多個(gè)。我國硫鐵礦保有儲(chǔ)量相對(duì)集中于四川、內(nèi)蒙、廣東、江西和安徽五個(gè)?。▓D3），這五個(gè)省儲(chǔ)量約占全國硫鐵礦總儲(chǔ)量的77%。從硫鐵礦的質(zhì)量來看，含S＞35%的硫鐵礦富礦僅占總量的3.3%，絕大多數(shù)集中在廣東、安徽省，其中廣東占66%，安徽占30%，其它省份只有約 4%。我國硫鐵礦資源的特點(diǎn)是分布廣泛，相對(duì)集中；貧礦多富礦少；礦床類型多，以煤系沉積型為主【7】。

圖3 我國硫鐵礦儲(chǔ)量分布Fig.3 Distribution of Pyrite Reserves in China

據(jù)2012年全國礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量通報(bào)，中國伴生硫分布于28個(gè)省、自治區(qū)和直轄市。伴生硫礦區(qū)數(shù)500多個(gè)，主要集中于江西、陜西、甘肅、吉林、安徽、云南等?。▓D4），其中江西伴生硫鐵礦硫儲(chǔ)量居全國之首，占總伴生硫儲(chǔ)量的23.82%。

中國自然硫礦區(qū)數(shù) 70多個(gè)，主要分布在山東、西藏、青海和新疆。自然硫資源品位低、含泥量高、滲透性差，目前難以利用【8】。

我國石油多為低硫油，酸性天然氣主要產(chǎn)于四川威遠(yuǎn)一帶的氣田中，油氣中的硫資源僅占全國硫資源的 0.12%【8】。

圖4 我國伴生硫儲(chǔ)量分布Fig.4 Distribution of Associated Sulfur Reserves in China

2.2 我國回收硫產(chǎn)量增長拉動(dòng)了硫總產(chǎn)量的增加

我國硫資源來源于硫磺、硫鐵礦制酸、冶煉煙氣酸及其他硫。2001年以來，隨著我國產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的調(diào)整及技術(shù)的發(fā)展，冶煉煙氣酸及硫磺制酸比重大幅上升，帶動(dòng)了硫資源產(chǎn)量的增長，而硫鐵礦制酸比重下降了24%。硫資源總產(chǎn)量增長了近3倍,見圖5。

我國硫鐵礦產(chǎn)能已達(dá)到1600萬t左右。由于國家統(tǒng)計(jì)局硫鐵礦產(chǎn)量數(shù)據(jù)與中國硫酸工業(yè)協(xié)會(huì)提供數(shù)據(jù)有所矛盾，因此筆者對(duì)硫磺產(chǎn)量進(jìn)行了修正，修正結(jié)果如圖6所示，2001～2012年我國硫鐵礦產(chǎn)量緩慢增長，硫鐵礦生產(chǎn)主要分布在廣東（23%），安徽（17%），江西（14%），四川（9%）以及遼寧（8%）。

長期以來，我國的硫酸主要以硫鐵礦為主要原料，隨著工業(yè)的發(fā)展、技術(shù)進(jìn)步及環(huán)保的需要，硫資源利用總量在大幅度提高，各種原料利用比例卻發(fā)生了顯著變化【6】。近幾年，隨著我國有色金屬工業(yè)的快速發(fā)展，冶煉煙氣的利用快速增長，產(chǎn)能已達(dá)到2400萬t/a左右，硫鐵礦制酸裝置能力達(dá)到2000萬t左右。而硫磺制酸比例也從25.2%增長至46.5%。但硫鐵礦制酸比值呈下降趨勢(shì)；其他制酸產(chǎn)量基本不變（見圖 7）。逐漸形成硫鐵礦制酸、煙氣制酸和硫磺制酸三分天下的格局【6】。

圖5 2001～2012年我國硫資源生產(chǎn)結(jié)構(gòu)（有色金屬包含進(jìn)口有色金屬）Fig.5 The Production Structure of Sulfur Resources from 2001 to 2012 in China

我國硫酸生產(chǎn)在地區(qū)上相對(duì)集中，云南、湖北、山東、貴州、四川五省硫酸產(chǎn)量占總產(chǎn)量的50%，見圖 8。但硫酸生產(chǎn)企業(yè)集中度不高，我國前十家主要的硫酸生產(chǎn)企業(yè)硫酸產(chǎn)量占全國總量的31%左右。

圖6 2001～2012年我國硫鐵礦產(chǎn)量及2012年我國硫鐵礦產(chǎn)量分布Fig.6 The production of Sulfur resources from 2001 to 2012 and The Production Distribution of Sulfur Resources in 2012 in China

圖7 2000～2012年我國硫酸產(chǎn)量Fig.7 The production of sulfuric acid from 2000 to 2012 in China

圖8 2012年我國硫酸產(chǎn)量分布Fig.8 The production distribution of sulfuric acid in China,2012

隨著磷肥產(chǎn)量的迅速增長和其他工業(yè)硫酸用量的增加，中國硫酸工業(yè)發(fā)展很快。據(jù)中國硫酸工業(yè)協(xié)會(huì)數(shù)據(jù)，2003年我國硫酸產(chǎn)量已超過美國居世界首位。

據(jù)中國硫酸工業(yè)協(xié)會(huì)，目前我國石油化工領(lǐng)域硫磺回收裝置有100余套，回收硫磺產(chǎn)能已達(dá)到700萬t/a左右。從2001～2012年，硫磺產(chǎn)量從51萬t增長至520萬t，經(jīng)歷了兩次增長階段：第一階段：2001～2009年的平緩增長期；第二階段：2009～2012年高速增長期，見圖9。我國約95%硫磺來自于石油、天然氣回收硫磺，剩下的5%為工業(yè)硫磺。

圖9 2001～2012年我國硫磺產(chǎn)量Fig.9 The Sulfur Production from 2001 to 2012 in China

2.3 我國硫資源貿(mào)易以進(jìn)口為主，硫磺價(jià)格從高峰走向平緩，受國際價(jià)格影響

全球硫磺的過剩及其在制酸中的優(yōu)勢(shì)，以及國產(chǎn)磷復(fù)肥產(chǎn)量的大幅度增長，帶動(dòng)了硫磺和日本、韓國冶煉煙氣酸進(jìn)口量增加【6】。2001年以來我國硫資源貿(mào)易以進(jìn)口為主，我國硫資源進(jìn)口量占貿(mào)易總量的99%以上，進(jìn)口量逐年增長，顯然對(duì)我國硫資源產(chǎn)生強(qiáng)烈沖擊。

我國進(jìn)口貿(mào)易中，以硫磺進(jìn)口為主，硫磺進(jìn)口量282萬t S增至1120萬t S，主要從沙特阿拉伯、哈薩克斯坦、加拿大等國進(jìn)口；硫酸進(jìn)口量12萬t S增至34萬t S,主要從日本、韓國進(jìn)口；硫鐵礦進(jìn)口極少。

我國硫資源進(jìn)口量增加一定程度上帶動(dòng)了硫資源價(jià)格的上漲【4】，曾有報(bào)道認(rèn)為我國硫資源的進(jìn)口激增沖擊了國際市場(chǎng)，致使國際市場(chǎng)硫磺價(jià)格上升【9】。

總之，我國硫資源市場(chǎng)影響著國際硫資源價(jià)格，繼而影響國內(nèi)硫資源價(jià)格走勢(shì)。2006年前，全球及我國硫磺價(jià)格變化不大，2007年急劇上漲，2008年國際硫磺價(jià)格到達(dá)峰值719美元/t，帶動(dòng)我國硫磺價(jià)格上漲至5700元/t，2008年底大幅下跌到正常價(jià)格，此后平緩增長。2012年磷肥行業(yè)不景氣，磷肥價(jià)格走低，加上相關(guān)耗酸行業(yè)復(fù)蘇緩慢，硫酸價(jià)格隨之下調(diào)。

2.4 我國硫資源消費(fèi)量大幅度增加，大部分用于生產(chǎn)磷肥

我國硫資源主要用于化肥生產(chǎn)及其他行業(yè)，2001～2012年硫資源消費(fèi)大幅增加（見圖10），主要是磷肥耗硫及工業(yè)用硫增長。

根據(jù)之前修訂的硫鐵礦產(chǎn)量，消費(fèi)量也同樣進(jìn)行了修訂，修訂結(jié)果如圖11所示，2001以來，我國硫鐵礦表觀消費(fèi)量緩慢增長，主要用于制酸。

2001年以來，硫酸表觀消費(fèi)量增長了近3倍，其中磷肥用酸及工業(yè)用酸增長較快，這主要與我國正處于工業(yè)化發(fā)展階段以及磷肥產(chǎn)量增長有關(guān)。其中高濃度磷肥用酸大幅增加，高濃度磷肥用酸消費(fèi)比例由31%增加52%。硫酸在工業(yè)領(lǐng)域的消費(fèi)量也呈現(xiàn)快速增長的勢(shì)頭【10】，用于鈦白粉、氫氟酸工業(yè)及橡膠、煙花、果樹殺蟲劑等，見圖12。

硫磺的直接應(yīng)用很廣，包括硫磺粉、特種硫、硫化合物、硫系農(nóng)藥及硫肥等，廣泛應(yīng)用于輕工、醫(yī)藥等多種行業(yè)，也可以生產(chǎn)成硫酸，間接用于化肥生產(chǎn)及工業(yè)。絕大多數(shù)硫磺用于生產(chǎn)硫酸，少部分用于其他工業(yè)，2001～2012年，硫磺消費(fèi)量從387萬t S增長至1640萬t S，用于硫磺制酸量大幅增長。2012年，69%硫磺用于制酸，其他行業(yè)消費(fèi)硫磺31%。

圖10 2001～2012年我國硫資源消費(fèi)結(jié)構(gòu)Fig.10 The Consumption Structure of Sulfur Resources from 2001 to 2012 in China

圖11 2001～2012年我國硫鐵礦消費(fèi)趨勢(shì)Fig.11 The Consumption Trend of Pyrite from 2001 to 2012 in China

圖12 2001～2012年我國硫酸消費(fèi)結(jié)構(gòu)Fig.12 The Consumption Structure of Sulfur Acid from 2001 to 2012 in China

3.5我國硫資源對(duì)外依存度超過50%，需求量仍將繼續(xù)增長

我國為硫資源凈進(jìn)口國，硫資源對(duì)外依存度從2007年57%下降至2012年52%（如圖13、圖14所示），不僅進(jìn)口硫磺沖擊我國硫資源，我國也對(duì)進(jìn)口硫原料（有色金屬等）產(chǎn)生依賴，2012年，我國60%有色金屬進(jìn)口。

由于我國目前處于工業(yè)化發(fā)展階段，工業(yè)用硫?qū)?huì)繼續(xù)增加；并且硫資源主要用途——磷肥生產(chǎn)將在未來一段時(shí)間持續(xù)增長[11]，我硫資源產(chǎn)量及消費(fèi)量將持續(xù)增長。

圖13 我國硫資源供應(yīng)結(jié)構(gòu)Fig.13 The Supply Structure of Sulfur Resources in China

圖14 我國硫資源對(duì)外依存度變化Fig.14 The Changes of Sulfur Resources External Dependency in China

3 我國硫資源需求預(yù)測(cè)

本文根據(jù)倒“U”型磷肥需求預(yù)測(cè)（詳見磷資源戰(zhàn)略研究報(bào)告）、時(shí)間序列軌跡及氮磷鉀比例法綜合分析，中國磷肥耗硫量可能在 2020～2025年達(dá)到峰值1620萬t左右，該磷肥耗硫預(yù)測(cè)值不包含出口磷肥耗流量，僅指國內(nèi)需求磷肥耗流量，磷肥耗硫量預(yù)測(cè)如表1，圖15。

表1 我國各發(fā)展條件下磷肥耗硫預(yù)測(cè)Table 2 The Consumption Forecasts of Sulfur Resources Used for Phosphate Fertilizer on Three Different Conditions of Development in China

圖15 我國磷肥耗硫預(yù)測(cè)Fig.15 The Consumption Forecasts of Sulfur Resources Used for Phosphate Fertilizer in China

4 問題及對(duì)策建議

4.1 主要問題

我國硫資源存在的主要問題有：

（1）中國單靠回收硫不能滿足國內(nèi)需求，自給能力不足 隨著我國工業(yè)化的快速跟進(jìn)以及磷肥生產(chǎn)的大力發(fā)展，我國回收硫資源已不能滿足我國國內(nèi)的需求，因此仍應(yīng)維持硫鐵礦對(duì)硫資源的一定程度的供給。

（2）硫磺進(jìn)口規(guī)模大，話語權(quán)不足，市場(chǎng)風(fēng)險(xiǎn)高 我國硫資源對(duì)外依存度依然較大，為硫磺進(jìn)口第一大國，2012年硫磺進(jìn)口1020萬t，占世界硫磺產(chǎn)量的不到 1/7，硫磺價(jià)格受世界市場(chǎng)的制約。

（3）煙氣回收硫規(guī)模較大，原料不足，多靠進(jìn)口 隨著我國有色金屬工業(yè)快速發(fā)展，冶煉煙氣酸產(chǎn)能及產(chǎn)量不斷提高，有色金屬進(jìn)口量已達(dá)60%，副產(chǎn)物冶煉煙氣酸沖擊國內(nèi)硫酸市場(chǎng)。

（4）對(duì)硫鐵礦找礦和礦山建設(shè)重視不夠 硫鐵礦既是硫資源又是鐵資源， 但目前國家對(duì)于硫鐵礦找礦及礦山建設(shè)投入仍然較低，關(guān)注不夠。

4.2 對(duì)策建議

根據(jù)上述我國硫資源存在的問題，提出以下相應(yīng)對(duì)策建議：

（1）硫資源涉及到糧食安全問題，要給予高度重視；硫資源的缺乏已制約我國磷肥工業(yè)發(fā)展，可能會(huì)威脅我國糧食安全，因此，有關(guān)部門應(yīng)對(duì)硫資源給予高度重視，制定相關(guān)政策。

（2）加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，充分利用回收硫；鼓勵(lì)大力發(fā)展冶煉煙氣制酸、石油天然氣回收硫磺，適當(dāng)發(fā)展硫鐵礦制酸，充分利用回收硫資源。

（3）加大硫鐵礦勘探開發(fā)的投入，正確引導(dǎo)硫鐵礦資源的開發(fā)利用。

硫鐵礦制酸可避免大量進(jìn)口硫磺的諸多風(fēng)險(xiǎn)，如價(jià)格、來源等。我國今后硫 酸生產(chǎn)原料的選擇仍將立足于硫鐵礦是無可置疑的。我國硫礦資源可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略是：國內(nèi)為主，國外為輔，綜合利用，尋找富礦。國家加強(qiáng)硫資源的調(diào)查評(píng)價(jià)工作，在國內(nèi)與境外尋找和勘查多金屬硫鐵礦和富硫鐵礦。

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