貴州磷化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)路徑的研究

孟祥玉，劉俊，黃琴，譚昭旭，丁萬(貴州應(yīng)用技術(shù)職業(yè)學(xué)院，貴州 福泉 550500)

0 引言

近20年來，世界各國工業(yè)化快速發(fā)展，不僅造成了資源和能源的過度消耗，還導(dǎo)致了一系列環(huán)境問題，可持續(xù)發(fā)展已經(jīng)成世界的共識。綠色化工的核心在于利用化工原理從生產(chǎn)過程中減少或消除工業(yè)對環(huán)境的污染，很多國家把綠色化工作為21世紀(jì)化工發(fā)展的主要方向之一。磷化工是以磷礦石為原料、生產(chǎn)磷肥和各種磷產(chǎn)品的行業(yè)，磷產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于人們的衣、食、住、行，磷化工行業(yè)是關(guān)乎國民生計(jì)的重要行業(yè)。在當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的背景下，綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的概念對磷化工的發(fā)展格局產(chǎn)生了深刻影響。21世紀(jì)以來，貴州磷化工行業(yè)取得了舉世矚目的成就，但仍存在著不少制約行業(yè)健康發(fā)展的因素和問題。特別是近些年來，我國相繼出臺了《長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展負(fù)面清單指南(試行)》《大氣污染防治行動計(jì)劃》等一系列環(huán)保法規(guī)，貴州省也提出了“以渣定產(chǎn)”的意見，環(huán)保力度不斷加大。如何加快發(fā)展貴州磷化工綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)已成為行業(yè)內(nèi)關(guān)注的重要問題。

1 貴州磷化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀

截至2009年，貴州省磷礦累計(jì)查明資源量27.33億t，占全國磷礦資源的15.30%；磷礦平均品位為22.14%,比全國磷礦平均品位高出6個百分點(diǎn)，磷礦質(zhì)量為全國最優(yōu)[1-2]。經(jīng)過60多年的發(fā)展，貴州省磷化工產(chǎn)業(yè)已形成一個以磷酸、磷肥、黃磷及其下游產(chǎn)品為基礎(chǔ)的具有一定規(guī)模的產(chǎn)業(yè)體系，形成“織金—息烽—開陽—甕安—福泉”磷化工產(chǎn)業(yè)帶。

從貴州省磷化工行業(yè)銷售情況來看，近些年，磷化工行業(yè)營業(yè)額已占貴州整個化工行業(yè)的80%以上，磷化工已成為貴州省的支柱產(chǎn)業(yè)和優(yōu)勢特色產(chǎn)業(yè)。貴州磷化工具有較好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，部分磷化工產(chǎn)業(yè)已達(dá)到國際先進(jìn)水平，已經(jīng)形成磷肥、磷復(fù)肥、磷酸鹽及高端新型肥料、黃磷及其下游磷化物產(chǎn)品規(guī)模以上的現(xiàn)代國家級產(chǎn)業(yè)基地，貴州現(xiàn)有磷化工企業(yè)100多家，生產(chǎn)磷化工產(chǎn)品約百種[3]。但是目前磷化工利潤不足，基礎(chǔ)磷化工產(chǎn)品呈現(xiàn)產(chǎn)能過剩，高端精細(xì)化產(chǎn)品不足，磷礦伴生資源開發(fā)利用落后，磷化工廢棄物持續(xù)污染環(huán)境等，嚴(yán)重地制約了貴州磷化工綠色循環(huán)產(chǎn)業(yè)鏈的發(fā)展。

2 貴州磷化工綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展存在的問題

在過去的20多年中，貴州磷化工產(chǎn)業(yè)已形成較為完整的技術(shù)和產(chǎn)業(yè)化發(fā)展體系。中低品位磷礦選礦技術(shù)、濕法磷酸凈化技術(shù)、首創(chuàng)了利用無水氟化氫技術(shù)、從磷礦加工過程中回收碘、氟；硅資源回收利用技術(shù)已達(dá)國際領(lǐng)先；磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥和堿性肥料工藝、硝酸分解磷礦制取水溶性肥料工藝技術(shù)達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先，磷石膏的利用率已經(jīng)達(dá)到了67%。但磷化工產(chǎn)業(yè)存在產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)不盡合理，一些傳統(tǒng)磷化工產(chǎn)品如磷銨、黃磷等出現(xiàn)不同程度的產(chǎn)能過剩；高端磷化工產(chǎn)品供應(yīng)不足；磷石膏綜合利用率雖已高于國內(nèi)外平均水平，但堆積量仍在增加；國內(nèi)化肥使用量已接近峰值，貴州比重過大的磷復(fù)肥矛盾將更為突出，市場風(fēng)險(xiǎn)挑戰(zhàn)加?。浑S著環(huán)境保護(hù)政策的相繼出臺給磷化工企業(yè)帶來了壓力，貴州磷化工企業(yè)正在面臨前所未有的挑戰(zhàn)。

2.1 利潤低

近些年，貴州磷化工產(chǎn)業(yè)每年?duì)I業(yè)額達(dá)到1000億元左右，而利潤均低于20億元，利潤率不足2%。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，2019年全省化工行業(yè)銷售收入1350億元，磷化工銷售收入1100億元，磷化工產(chǎn)業(yè)利潤僅9.8億元。

2.2 生產(chǎn)技術(shù)路線單一

當(dāng)前，貴州磷化工生產(chǎn)技術(shù)路線比較單一，幾乎全部是二水法生產(chǎn)磷酸，硫酸分解磷礦，再加工成磷肥、磷復(fù)肥或磷酸鹽等基礎(chǔ)通用磷化工產(chǎn)品。而干法生產(chǎn)黃磷的相關(guān)投入不足，導(dǎo)致黃磷企業(yè)不能轉(zhuǎn)型升級。

2.3 磷礦綜合利用率低

貴州磷礦品質(zhì)雖然在全國處于領(lǐng)先水平，但中低品位磷礦仍然占絕大部分。貴州每年消耗磷精礦約1 500萬t，而中低品位磷礦1 500萬t未得到相應(yīng)的利用。貴州磷礦中含有稀土、碘、氟、硅、鎂、鉬、鎳、釩等伴生資源，目前氟、碘資源在貴州已經(jīng)初步得到利用，但很多的伴生資源仍未得到利用，中低品位磷礦的綜合利用率低[1]。

2.4 優(yōu)勢資源未能得到充分結(jié)合

貴州是富煤富電省份，而硫磺礦資源短缺。但是貴州磷礦加工主要是濕法磷酸，需要用到大量的硫磺礦，基本上都需要從國外進(jìn)口，增加了生產(chǎn)成本。熱法磷酸可以有效解決中低品位磷礦利用率低的問題，但熱法磷酸需要消耗大量的電力資源，貴州的電力資源嚴(yán)重過剩，但電力優(yōu)勢資源未能與磷礦優(yōu)勢資源充分結(jié)合。

2.5 產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不合理

貴州磷化工產(chǎn)業(yè)中80%以上的產(chǎn)品主要是黃磷、三聚磷酸鈉、磷酸氫鈣等產(chǎn)品，這些產(chǎn)品多數(shù)是技術(shù)含量低、能耗和資源消耗大、附加值低的傳統(tǒng)產(chǎn)品且產(chǎn)能已經(jīng)明顯過剩。2020年國家已明確提出主要農(nóng)作物化肥使用量要實(shí)現(xiàn)負(fù)增長，傳統(tǒng)化肥產(chǎn)品市場將進(jìn)一步萎縮。當(dāng)前國內(nèi)外市場對精細(xì)專用磷化學(xué)品、有機(jī)磷產(chǎn)品等產(chǎn)品的需求不斷增長，但貴州高端磷化工產(chǎn)品產(chǎn)能不足，在開發(fā)高附加值精細(xì)化磷化工產(chǎn)品技術(shù)上還需要功關(guān)，開發(fā)一些新型肥料。

2.6 “三廢”回收利用率低，環(huán)境保護(hù)壓力大

磷化工是重污染、高能耗的產(chǎn)業(yè)，貴州磷化工產(chǎn)業(yè)在給當(dāng)?shù)貏?chuàng)造物質(zhì)財(cái)富的同時，也消耗了大量的資源能源，產(chǎn)生了大量的廢水、廢氣、廢渣等大量廢棄物。這些廢棄物若不合理處置則會對當(dāng)?shù)丨h(huán)境造成污染，危害當(dāng)?shù)厝嗣竦纳硇慕】?。目前，貴州磷化工行業(yè)產(chǎn)生的工業(yè)“三廢”還有很大一部分未得到妥善處理，全省已堆存磷石膏近1.2億t，占用了大量土地資源，既浪費(fèi)了資源又污染了環(huán)境。據(jù)統(tǒng)計(jì)，貴州每年要排放約1500萬t磷石膏，絕大多數(shù)沒有得到利用，2018年磷石膏的年綜合利用達(dá)到67%，但仍然沒有消耗掉當(dāng)年的產(chǎn)出量，磷石膏的堆積量仍在增加，所以磷石膏的消耗處理迫在眉睫[2]。

3 貴州磷化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展綠色循環(huán)經(jīng)濟(jì)的路徑

3.1 技術(shù)領(lǐng)先，升級改造

加快推動貴州磷化工產(chǎn)業(yè)由粗放規(guī)模型向質(zhì)量效益型、資源依賴型向科技創(chuàng)新型產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)變。深入“千企改造”工程，對傳統(tǒng)磷化工實(shí)施綠色化改造，加快推進(jìn)傳統(tǒng)化工轉(zhuǎn)型升級。對符合政策要求的先進(jìn)工藝改造提升項(xiàng)目給予等量或減量置換，改進(jìn)現(xiàn)有技術(shù)和生產(chǎn)裝置，提升磷化工企業(yè)的節(jié)能環(huán)保、清潔生產(chǎn)能力，高端磷化工產(chǎn)品的開發(fā)、生產(chǎn)成本的節(jié)約、資源的高效利用等都離不開技術(shù)創(chuàng)新。目前貴州省一些大型磷化工企業(yè)集團(tuán)已經(jīng)具有良好的技術(shù)創(chuàng)新平臺，如甕福集團(tuán)建成的中低品位磷礦及其伴生資源高效利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，該實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)在研究磷礦伴生資源回收利用技術(shù)、中低品位磷礦選礦技術(shù)和磷礦伴生元素精細(xì)化利用技術(shù)等領(lǐng)域開展研究。

3.2 延伸產(chǎn)業(yè)鏈，向精細(xì)化方向發(fā)展，增加產(chǎn)品附加值

發(fā)展高端磷化工產(chǎn)品主要是發(fā)展精細(xì)化磷化工產(chǎn)品。精細(xì)化磷化工產(chǎn)品可用于食品、醫(yī)藥、電子飼料等多方面領(lǐng)域，用途極為廣泛，市場前景廣闊。貴州磷化工產(chǎn)品主要是磷酸一銨、磷酸二銨等產(chǎn)品，這些低端的磷化工產(chǎn)品占比超過80%，產(chǎn)品過于單一，附加值低。針對這一現(xiàn)狀，須對磷化工產(chǎn)品進(jìn)行產(chǎn)業(yè)延伸，發(fā)展功能性、專用性、高效環(huán)保的新型產(chǎn)品。近年來，貴州也致力于引進(jìn)像川恒化工、金正大這樣的優(yōu)質(zhì)磷化工企業(yè)入黔，以此推動貴州磷化工向精細(xì)化發(fā)展。

3.3 充分發(fā)揮貴州煤、電優(yōu)勢，開發(fā)中低品位磷礦

貴州電力嚴(yán)重過剩，全省裝機(jī)容量6 000萬kW，自用約2 000萬kW，剩余部分全部供應(yīng)南方各省。隨著近年來南方各省電力需求減少，貴州電力供大于求的局面顯現(xiàn)，有時會造成大量電力浪費(fèi)。同時，每年貴州有近1 500萬t中低品位磷礦未能利用。中低品位磷礦最好的利用途徑是消耗大量的電力生產(chǎn)黃磷，這樣既能防止電力的閑置浪費(fèi)，又利用了中低品位磷礦生產(chǎn)黃磷[3]。

3.4 推動“三廢”資源化利用，提升磷石膏等綜合利用

貴州磷化工產(chǎn)業(yè)中的“三廢”主要集中在濕法磷酸的磷石膏堆砌、黃磷生產(chǎn)固體殘?jiān)约耙恍┕I(yè)廢水。貴州磷化工行業(yè)主要采取濕法磷酸技術(shù)，所以解決磷石膏堆積問題迫在眉睫。關(guān)于處理磷石膏堆砌問題的四點(diǎn)建議：

(1)把“以渣定產(chǎn)”落到實(shí)處。將企業(yè)消耗的磷石膏與所利用的磷礦資源掛鉤，嚴(yán)格控制磷石膏的產(chǎn)出量，加快提升磷石膏的綜合利用能力和水平，并逐年消耗已有存量。

(2)嚴(yán)格控制傳統(tǒng)磷復(fù)肥規(guī)模。目前國內(nèi)農(nóng)業(yè)使用化肥量已過峰值，未來需求將會繼續(xù)萎縮，磷復(fù)肥供過于求的矛盾將更加明顯。在國家和省出臺相關(guān)法律法規(guī)和政策標(biāo)準(zhǔn)的基礎(chǔ)上，推動能耗、環(huán)保、質(zhì)量、安全不達(dá)標(biāo)的磷復(fù)肥產(chǎn)能退出市場，嚴(yán)格控制磷石膏的產(chǎn)出。

(3)深入開展磷石膏資源的綜合利用及產(chǎn)品的研發(fā)。磷石膏中除含有硫酸鈣外，還含有未分解的磷礦、未洗去的磷酸，及氟化鈣、鋁化物、鐵、酸不溶的一些物質(zhì)，這些物質(zhì)不僅影響了磷石膏的利用，還造成了資源的浪費(fèi)。

(4)鼓勵企業(yè)與科研機(jī)構(gòu)合作，研發(fā)推廣磷石膏的新技術(shù)、新工藝。積極推動磷石膏建材應(yīng)用，利用化學(xué)法處理磷石膏生產(chǎn)硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥，把磷石膏作為填充材料填充井下采空區(qū)，將磷石膏用于路基材料，嘗試磷石膏代替天然石膏生產(chǎn)土壤改良劑。從資源的循環(huán)利用和綠色環(huán)保的角度看，應(yīng)高度重視磷石膏制硫酸酸聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)的應(yīng)用。該方法采用高溫分解磷石膏，得到二氧化硫用于生產(chǎn)硫酸，生石灰用于生產(chǎn)水泥。此種方法可以充分利用磷石膏中的鈣硫元素，尾氣可被吸收生產(chǎn)硫酸且能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，不會造成二次污染，對當(dāng)前解決貴州磷石膏堆積問題具有參考意義。但該技術(shù)流程長、操作要求高、投資大、能耗高，需要政府給予一定的支持[4]。

3.5 磷礦伴生資源的利用

貴州磷礦石中含有稀土、碘、氟、硅、鎂、鉬、鎳、釩等伴生資源，由于前期重視程度和研究程度不夠，磷礦的伴生資源利用率低，資源轉(zhuǎn)化成效低，多數(shù)伴生的有價(jià)值元素在磷礦處理過程中多以工業(yè)廢物的形式排放，造成了資源浪費(fèi)和環(huán)境污染。在濕法磷酸生產(chǎn)磷肥的過程中，濃縮磷酸時逸出四氟化硅氣體和氟化氫氣體，造成了浪費(fèi)，若采用水吸收四氟化硅和氟化氫可避免氟資源的浪費(fèi)。王業(yè)翔[4]采用氫化鋁鈉與四氟化硅無氯工藝進(jìn)行反應(yīng)制備硅烷，回收硅資源；史彥海[5]采用反浮選工藝配合高效的脫鎂藥劑對鎂質(zhì)磷礦選礦進(jìn)行了試驗(yàn)，有效地降低了原礦中的鎂含量，為磷礦中鎂的開發(fā)提供了方向；貴州能礦織金磷化工有限公司對磷礦中的回收稀土元素開展了一些列研究，也取得了一些成果，為后期磷礦中稀土資源的回收利用提供了技術(shù)保障；貴州大學(xué)陳肖虎在研究磷礦中伴生資源碘回收方面也取得了一系列進(jìn)展。

3.6 加快磷化工企業(yè)聚集發(fā)展

充分發(fā)揮市場優(yōu)勝劣汰的競爭機(jī)制、倒逼機(jī)制，引導(dǎo)企業(yè)開展兼并重組，淘汰落后產(chǎn)能，為先進(jìn)的產(chǎn)能創(chuàng)造更大的發(fā)展空間。加快磷化工企業(yè)產(chǎn)業(yè)布局，推進(jìn)磷化工企業(yè)向園區(qū)聚集，建設(shè)一批具有國際競爭力的大型領(lǐng)軍型企業(yè)，打造一批世界級的磷化工先進(jìn)制造產(chǎn)業(yè)集群，引導(dǎo)園區(qū)產(chǎn)業(yè)、企業(yè)、產(chǎn)品實(shí)現(xiàn)耦合發(fā)展，完善園區(qū)基礎(chǔ)設(shè)施和公共服務(wù)平臺建設(shè)，促進(jìn)現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)集約集聚發(fā)展[5]。

4 結(jié)語

當(dāng)前國內(nèi)磷化工企業(yè)正處于轉(zhuǎn)型升級階段，貴州磷化工不可避免地要經(jīng)歷這一變革，由低端化、高能耗、高污染向精細(xì)化、高端化、綠色化方向發(fā)展。追求可持續(xù)發(fā)展已成為國內(nèi)外磷化工發(fā)展的主旋律。貴州磷化工企業(yè)想要生存，必須走國際化、精細(xì)化、高端化、綠色化發(fā)展的道路，這不但是對貴州磷化工產(chǎn)業(yè)的嚴(yán)峻挑戰(zhàn)，也是貴州磷化工企業(yè)轉(zhuǎn)型升級的機(jī)遇。面對貴州磷化工企業(yè)大而不強(qiáng)的局面，我們必須把握市場趨勢，立足國內(nèi)市場，依托貴州的優(yōu)勢資源，走出一條新型綠色的磷化工發(fā)展之路。為此應(yīng)該著力加強(qiáng)以下六個方面：

(1)發(fā)揮貴州的資源優(yōu)勢，讓貴州豐富的煤、電、磷優(yōu)勢轉(zhuǎn)換成磷產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢，把貴州的大數(shù)據(jù)優(yōu)勢應(yīng)用到磷化工行業(yè)中去，以提高磷化工企業(yè)的綜合效益；

(2)加快產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，淘汰落后產(chǎn)能，鼓勵磷化工企業(yè)兼并重組，建立磷化工產(chǎn)業(yè)集群，優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局，重點(diǎn)建設(shè)貴州三大磷化工產(chǎn)業(yè)聚集區(qū)和六個磷化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)，著力提高生產(chǎn)力與資源、環(huán)境、市場交通等要素的匹配度，加快構(gòu)建上下游企業(yè)協(xié)同配套、橫向共生耦合的產(chǎn)業(yè)發(fā)展格局；

(3)加快開發(fā)利用磷礦伴生資源新技術(shù)的研發(fā)，提高伴生資源可利用化水平，延伸伴生資源產(chǎn)品產(chǎn)業(yè)鏈，提高伴生資源產(chǎn)品的盈利能力；

(4)以"以渣定產(chǎn)"為準(zhǔn)則，嚴(yán)格控制磷石膏的產(chǎn)出量，積極推進(jìn)磷石膏建材應(yīng)用，優(yōu)化磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥工藝；

(5)大力發(fā)展磷化工向精細(xì)化、高端化發(fā)展，嚴(yán)格控制磷銨和傳統(tǒng)化肥的產(chǎn)能，加大黃磷及濕法凈化磷酸后的加工產(chǎn)品規(guī)模；

(6)政府加大對環(huán)保的投入力度，以及各行業(yè)資源的協(xié)調(diào)力度，對于一些消耗磷石膏的企業(yè)給予一定的補(bǔ)貼，對于勇于技術(shù)改進(jìn)的企業(yè)給予一定獎勵。