我國磷化工發(fā)展現(xiàn)狀及措施建議

崔繼榮，高永峰

(石油和化學(xué)工業(yè)規(guī)劃院 北京 100013)

磷礦是一種不可再生的非金屬礦，在農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥、化工、食品等諸多領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用，尤其是在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域有著不可或缺的地位。我國雖然磷礦石儲量較高，但磷礦資源大多屬于中低品位礦。隨著農(nóng)業(yè)和工業(yè)的快速發(fā)展，磷礦資源的消耗量持續(xù)增加，加之很多企業(yè)為了追逐利益，丟棄低品位磷礦石，造成了很大的資源浪費(fèi)。因此，保護(hù)磷礦資源并提高其利用率是目前亟待解決的問題。

1 我國磷礦資源的特點(diǎn)

(1)儲量高，但品位低。我國磷礦石在全球已探明的磷礦儲量中位居第2位，同時也是全球最大的磷礦石生產(chǎn)國。截至2017年底，我國磷礦基礎(chǔ)儲量為3 439 Mt，其中儲量956 Mt、資源量21 845 Mt、查明資源儲量25 284 Mt，查明資源儲量比2016年增長3.6%。近5年來，我國磷礦石表觀消費(fèi)量一直維持在85～93 Mt/a。我國磷礦資源中，富礦少、中低品位礦多，w(P2O5)>30%的富礦僅有2 250 Mt。

(2)產(chǎn)能分布比較集中。我國磷礦資源主要集中在西南和華中地區(qū)，2019年全國磷礦石產(chǎn)能為107.05 Mt/a，而西南和華中地區(qū)的產(chǎn)能約占總產(chǎn)能的85%。2019年我國磷礦主要產(chǎn)能分布如表1所示。

2 我國磷化工行業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

2.1 磷復(fù)肥

2.1.1 供需情況

我國的磷肥品種主要有過磷酸鈣、重過磷酸鈣、磷酸一銨、磷酸二銨和復(fù)合肥等。作為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)大國，我國生產(chǎn)的磷復(fù)肥不僅滿足了國內(nèi)龐大的市場需求，而且能出口，表明經(jīng)過近30年的發(fā)展，我國已經(jīng)成為世界上重要的磷復(fù)肥生產(chǎn)國。

2018年，我國磷肥產(chǎn)量以P2O5計為16 960 kt；國內(nèi)磷肥的表觀消費(fèi)量以P2O5計為12 020 kt，已經(jīng)連續(xù)5年下降；國產(chǎn)磷肥的國內(nèi)滿足率為141%。2000—2018年我國磷肥供需情況及國內(nèi)滿足率如圖1所示。

圖1 2000—2018年我國磷肥供需情況及國內(nèi)滿足率

2.1.2 行業(yè)發(fā)展面臨的問題

(1)產(chǎn)能過剩，行業(yè)整體利潤率下降

從2007年起，我國磷復(fù)肥產(chǎn)能開始出現(xiàn)過剩問題，雖然消費(fèi)量在逐年提高，但每年仍需出口10%～40%的產(chǎn)量才能平衡國內(nèi)市場。

隨著產(chǎn)能過剩和市場競爭加劇，我國磷復(fù)肥行業(yè)整體利潤率下降，大型基礎(chǔ)磷復(fù)肥生產(chǎn)企業(yè)虧損明顯。據(jù)統(tǒng)計，2018年磷復(fù)肥行業(yè)主營業(yè)務(wù)收入3 678.7億元，同比下降0.1%；利潤152.2億元，同比增長43.6%[1]。雖然利潤率較前幾年有所增長，但與其他行業(yè)相比，磷復(fù)肥行業(yè)總體效益并不樂觀。近幾年來，磷復(fù)肥行業(yè)總體利潤率為2%～4%，低于我國石化行業(yè)的平均利潤率(5%～6%)。

(2)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有待繼續(xù)完善

近幾年，我國磷復(fù)肥產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有了較大改觀，但產(chǎn)品結(jié)構(gòu)單一的狀況尚未根本改變，仍需完善。據(jù)統(tǒng)計，目前我國磷復(fù)肥產(chǎn)品中，磷酸二銨、磷酸一銨、重過磷酸鈣、通用三元復(fù)合肥的產(chǎn)量占磷肥總產(chǎn)量的90%以上，這類產(chǎn)品恰恰是產(chǎn)能嚴(yán)重過剩的品種，而代表肥料發(fā)展方向的特種肥料、專用肥料所占比例仍然很低。

(3)硫資源供應(yīng)約束加強(qiáng)，生產(chǎn)成本增加

磷肥生產(chǎn)的主要原料是磷礦和硫酸，目前我國磷肥生產(chǎn)原料供應(yīng)緊張，其主要原因是我國硫資源緊缺，磷復(fù)肥行業(yè)硫資源的對外依存度高達(dá)50%，從而抬高了硫黃價格[2]，生產(chǎn)成本相應(yīng)增加。

(4)資源綜合利用和生態(tài)環(huán)境治理力度不足

首先，磷礦石的利用率不高，低品位礦富集利用率低，沒有做到物盡其用。我國現(xiàn)有磷礦探明儲量中，w(P2O5)≤25%的中低品位資源量占80%以上，利用中低品位磷礦直接生產(chǎn)磷化工產(chǎn)品的技術(shù)還未得到全面推廣。其次，磷礦的伴生資源(碘、氟、硅、鎂、釔等)僅在個別企業(yè)得到回收和利用，如貴州織金磷礦的w(P2O5)為8%～25%，但富含重稀土元素，需要解決低品位磷礦洗選和伴生資源回收利用的工藝技術(shù)問題。最后，磷加工生產(chǎn)過程中的三廢治理有待完善，如現(xiàn)有回收濕法磷酸生產(chǎn)過程中含氟廢氣的裝置沒有充分發(fā)揮作用、磷石膏堆存等給一些地區(qū)造成了環(huán)保及安全問題。

(5)磷石膏綜合利用仍然是磷化工行業(yè)發(fā)展的瓶頸

近幾年，由于國家在安全環(huán)保方面的治理力度不斷加大，我國磷石膏的堆存和綜合利用已經(jīng)取得了很大進(jìn)展。2018年我國磷石膏利用量為31 000 kt，利用率達(dá)到39.7%[1]，但磷石膏堆存現(xiàn)象依然存在，這不僅浪費(fèi)資源，也成為制約磷化工行業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要問題。

2.2 黃磷及后加工

2.2.1 行業(yè)發(fā)展情況

目前，我國有數(shù)百家磷化工生產(chǎn)企業(yè)，磷酸鹽總產(chǎn)能超過22 000 kt/a，實(shí)際年產(chǎn)量約14 000 kt，已經(jīng)成為世界最大的磷酸鹽生產(chǎn)國，主要磷化工產(chǎn)品產(chǎn)量已占全球總產(chǎn)量的50%以上，其中黃磷、磷酸、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、三氯化磷、三氯氧磷等產(chǎn)品的產(chǎn)能居世界首位。

2018年，全球黃磷總產(chǎn)能在2 100 kt/a左右，其中我國黃磷生產(chǎn)能力約1 950 kt/a，產(chǎn)量890 kt，分別占世界黃磷總產(chǎn)能和總產(chǎn)量的90%和85%。2000—2018年我國黃磷生產(chǎn)、消費(fèi)趨勢如圖2所示。

我國黃磷主要用于生產(chǎn)熱法磷酸、三氯化磷、五硫化二磷、五氧化二磷、次磷酸及其鹽、赤磷及其他產(chǎn)品等，此外還有小部分出口。近年來磷化工產(chǎn)品出口結(jié)構(gòu)發(fā)生了較大的變化，黃磷直接出口的比例逐漸下降，下游深加工產(chǎn)品出口的比例升高，出口附加值增加。我國黃磷主要消費(fèi)構(gòu)成如圖3所示。

圖2 2000—2018年我國黃磷生產(chǎn)、消費(fèi)趨勢

圖3 我國黃磷主要消費(fèi)構(gòu)成

國內(nèi)磷酸消費(fèi)主要分為兩大部分：①生產(chǎn)各類磷酸鹽，包括磷酸鈉鹽、鈣鹽、鉀鹽、銨鹽(工業(yè)用)等；②直接消費(fèi)用酸。目前我國工業(yè)磷酸總產(chǎn)量中熱法酸占50%以上，隨著濕法磷酸凈化技術(shù)的發(fā)展，濕法磷酸在我國工業(yè)磷酸消費(fèi)中所占比例大幅上升，預(yù)計今后國內(nèi)濕法酸的比重將略有提高。

2.2.2 存在的主要問題

(1)產(chǎn)業(yè)集中度與經(jīng)營績效有待進(jìn)一步提高。部分磷化工企業(yè)已達(dá)經(jīng)濟(jì)規(guī)模，但還有相當(dāng)多的企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模偏小、產(chǎn)品單一、附加值低，競爭力較弱。

(2)產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)有待進(jìn)一步優(yōu)化?；A(chǔ)產(chǎn)品中的黃磷產(chǎn)能過剩，濕法磷酸主要是與高濃度磷復(fù)肥和飼料級磷酸氫鈣生產(chǎn)配套建設(shè)，現(xiàn)有的工業(yè)磷酸、三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉等磷化工產(chǎn)品主要以熱法酸為生產(chǎn)原料，而高附加值的精細(xì)磷化工產(chǎn)品總量和品種均較少，大部分精細(xì)磷化工產(chǎn)品仍依賴進(jìn)口。

(3)資源的回收和高端利用仍需加強(qiáng)。黃磷生產(chǎn)過程中氟的回收問題依然沒有解決，黃磷生產(chǎn)過程中副產(chǎn)品(如爐渣、尾氣、磷鐵等)的高端化加工利用仍需進(jìn)一步提高。

(4)中小企業(yè)研發(fā)和技術(shù)創(chuàng)新能力有待進(jìn)一步增強(qiáng)。近年來，我國一些大型磷化工企業(yè)加大了科研投入，采取產(chǎn)學(xué)研聯(lián)合與自主開發(fā)相結(jié)合的方式，在技術(shù)創(chuàng)新方面有所突破，但一些中小企業(yè)科研開發(fā)能力偏弱，行業(yè)整體發(fā)展與發(fā)達(dá)國家仍有明顯差距。

3 我國磷化工行業(yè)發(fā)展措施及建議

3.1 調(diào)整產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，提高產(chǎn)業(yè)效率

據(jù)統(tǒng)計，2019年我國磷礦石有65%用于生產(chǎn)磷肥，12%用于生產(chǎn)黃磷，18%用于生產(chǎn)磷酸鹽，5%用于生產(chǎn)其他磷化物。如圖4所示，與2018年相比，我國生產(chǎn)磷肥消費(fèi)的磷礦石比例有所降低，而生產(chǎn)磷酸鹽的磷礦石消費(fèi)比例增加。

圖4 2018—2019年我國磷礦消費(fèi)結(jié)構(gòu)對比

我國農(nóng)業(yè)的快速發(fā)展對磷肥生產(chǎn)提出了更高的要求，如高效、生態(tài)、節(jié)水等。傳統(tǒng)磷肥已經(jīng)不能滿足市場需求，專用復(fù)合肥、緩控釋肥料和水溶肥料等越來越受到市場青睞。因此，應(yīng)根據(jù)市場需求注重磷化工產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化升級，大力發(fā)展適應(yīng)現(xiàn)代社會需要的精細(xì)產(chǎn)品，如新型肥料、精細(xì)磷酸鹽、專用磷化工產(chǎn)品等；大力開發(fā)以高端專用磷化物為主的黃磷后加工產(chǎn)品。

3.2 繼續(xù)推進(jìn)兼并重組，淘汰落后產(chǎn)能

我國磷酸鹽生產(chǎn)企業(yè)數(shù)量很多，重復(fù)建設(shè)比較嚴(yán)重。應(yīng)鼓勵通過股權(quán)轉(zhuǎn)讓、資產(chǎn)重組等多種形式形成若干個擁有核心競爭力的大型企業(yè)集團(tuán)；同時，不斷淘汰落后產(chǎn)能，鼓勵中小企業(yè)積極轉(zhuǎn)型，走特色化發(fā)展道路[3]。目前，我國已經(jīng)涌現(xiàn)出一批大型綜合型企業(yè)集團(tuán)，如云天化股份有限公司、貴州磷化集團(tuán)、宜化集團(tuán)等。

3.3 加強(qiáng)技術(shù)改造，構(gòu)建磷化工循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈

技術(shù)改造是產(chǎn)業(yè)升級的重要舉措，因此要不斷加強(qiáng)與科研單位合作，引進(jìn)和培養(yǎng)科技人才，提高科技水平。加強(qiáng)高端、精細(xì)的磷化工產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)和低能耗、安全的綠色生產(chǎn)工藝的應(yīng)用，保持行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。同時應(yīng)搞好相關(guān)產(chǎn)業(yè)的交叉耦合和橫向多元化的發(fā)展，實(shí)現(xiàn)橫向多品種的耦合共生和縱向產(chǎn)業(yè)鏈的拓展延伸，如：磷化工與煤化工的耦合，最終轉(zhuǎn)化成肥料級磷酸銨和工業(yè)級磷酸鹽；磷化工與石油化工的耦合，為合成材料工業(yè)提供各種高技術(shù)含量的工業(yè)助劑等。

3.4 提高磷資源的利用率，強(qiáng)化伴生資源和廢棄物資源的回收及高端加工利用

我國磷礦資源富礦少，且目前中低品位礦的利用率不高，造成了極大的資源浪費(fèi)。應(yīng)按品位進(jìn)行分類、分級利用，提高中低品位磷礦的利用率，實(shí)現(xiàn)磷資源的高效合理利用。加大磷礦中氟、碘等伴生資源的回收，并對回收的資源進(jìn)行高端加工利用。加強(qiáng)以磷石膏為主的廢棄物資源的妥善處理和綜合利用，推廣磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥等大宗利用磷石膏的技術(shù)。