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            磷礦:還有多少資源可以利用

            2013-08-20

            雖然我國磷礦儲量位居世界第二,但是探明具有經濟價值的磷礦石只有40.5億噸,平均五氧化二磷含量也僅為23%,且正以每年1億噸的驚人速度下降。為此,國土資源部早已將磷礦列為2010年后不能滿足國民經濟發展需要的20個礦種之一。我國磷礦還可以夠用多少年?怎樣為占資源總量80%以上的中低品位磷礦找個好出路?記者對此進行了調查采訪。
              開采消耗過大,政策逐漸趨緊
              “我們通過進一步研究發現,我國磷礦以實物量計的儲量僅占世界總儲量的6.2%,而各種品級未加工的磷資源量僅占世界總儲量的5.8%,因此對我國的磷礦資源不能盲目樂觀?!编嵵荽髮W化工與能源學院教授侯翠紅說。她認為,磷礦資源消耗過快已經成為當前磷化工行業發展中存在的一個重要問題。
              記者了解到,目前我國磷礦產量的77%用于加工生產磷肥,16%用于生產黃磷,其余的7%用來生產飼料級磷酸鈣鹽。2011年,雖然我國嚴控化肥出口,但在世界磷肥市場需求量增加,價格高位運行的有利形勢下,全國磷酸二銨實物產量1290萬噸,同比增長13%;磷酸一銨實物產量1280萬噸,同比增長17.4%?!傲追十a量,特別是高濃度磷復肥產量的增長帶動了上游磷礦石的消耗量大幅上升?!遍L期從事磷化工研究的武漢工程大學化工與制藥學院教授貢長升說。
              數據顯示,2005~2011年,我國磷礦生產量6年增長了267%,年均增長率高達17.8%,大大超過國民經濟增長率。2010年全國消費磷礦(包括出口)7026萬噸。以平均1.5噸原礦選得1噸磷精礦,按全國平均磷礦開采回收率75%估算,2010年我國磷資源減少了近1.22億噸。
              “目前我國可商品化的磷礦儲量37億噸,按這樣的速度消耗下去的話,僅夠開采30年的?!焙畲浼t說,“到2050年,世界人口將達到90億~100億,按目前的消費模式,糧食產量不得不再增加70%左右,這將會進一步推動全球對肥料的需求,從而消耗更多的磷礦資源?!?br/>  開采加劇、需求增速過快直接導致了磷礦石價格上漲,記者了解到,2011年磷礦石年均價格較上年上漲約110元/噸,漲幅近30%。今年年初,含五氧化二磷30%的高品位磷礦石市場均價約為560元/噸,到6月底時,市場價格已攀升至約640元/噸,漲幅達14%。
              面對國內磷礦石價格逐漸走高,開采企業爭搶資源、盲目重復上項目的現象,自2011年起,國家有關部委和地方政府部門相繼出臺了一系列政策,為火熱的市場降溫。2011年3月,工信部發布《磷銨生產準入條件》,規定三年內,原則上不再新建或者改擴建濕法磷酸及配套的磷酸一銨、磷酸二銨。7月,湖北省政府又率先出臺《加強磷礦、高磷鐵礦開發利用管理的意見》,提出對規劃區內所有的礦種探礦權、采礦權暫停審批,通過整合重組,逐步關閉15萬噸以下的磷礦。12月底,國務院關稅稅則委員會在發布的《2012年關稅實施方案》中將2012年的磷礦石出口配額由2011年的150萬噸減為120萬噸。
              資源稟賦不高,加工難度不小
              隨著我國磷礦資源消耗過快,中低品位磷礦資源日漸成為企業關注的重點。在接受記者采訪時,不少企業都表示,低品位磷礦用不上實在是浪費了?!耙郧鞍迅坏V都挖完了,再過幾年就只剩下中低品位礦,如果不能更好地利用中低品位磷礦,就無法解決資源瓶頸問題?!币晃黄髽I負責人對記者說。
              據了解,磷酸生產主要采用采用熱法磷酸工藝和濕法磷酸工藝,其中濕法磷酸工藝對磷礦品位要求很高。而我國磷礦石恰恰總體品味較差,據專家介紹,我國磷礦石五氧化二磷含量平均約為17%,富磷礦石僅占磷礦石總量的8.5%。
              “濕法磷酸工藝要使用品位較高、雜質含量少的磷礦。目前,我國主要礦區幾乎沒有符合這種要求的原礦了?!敝袊瘓F南京工程公司高級工程師余晨說。
              不僅如此,全國礦產儲量數據庫數據顯示,我國磷礦類型中,近2/3的礦屬于難選的鈣(鎂)質或硅鈣(鎂)質磷塊巖?!斑@些礦平均品位含五氧化二磷6.7%,每選出1噸含五氧化二磷30%的高品質磷礦,就有4噸以上的尾礦堆積在尾礦庫內?!焙畲浼t說。
              記者了解到對于大量的中低品位磷礦石基本有兩種處理方法。一種是經過選礦后,達到品位要求后,用來生產磷肥。中國阿拉伯化肥有限公司技術開發部高級工程師石學勇告訴記者,我國85%以上的磷礦五氧化二磷含量低于25%,大部分的磷礦必須經過選礦富集后才能滿足磷酸和高濃度磷復合肥生產的需求。
              但是選礦技術難度大,成本也不能忽略?!霸谥械推肺涣椎V儲量中,85%以上的儲量屬于沉積型膠磷礦,選礦技術難度較大,精礦產品不易長途運輸?,F在平均浮選1噸膠磷礦費用大概是150~250塊錢,因此要在降低浮選成本和生產磷肥之間找到平衡點?!痹颇鲜×谆f會會長陶俊法表示。
              另一種方法是直接用硝酸或者鹽酸萃取原礦?!跋褓F州省,硫資源本就相對缺乏,甕福集團、開磷集團等都主要以進口硫黃為原料,而臨近的四川省就有豐富的芒硝資源,因此,企業可以嘗試利用硝酸分解磷礦,節省寶貴的硫資源?!辟F州省化工研究院高級工程師顧春光如是說。但是,用硝酸萃取原礦也同樣需要不小的投資。記者了解到,以年加工50萬噸磷礦為例,如果包括合成氨、熱電廠等配套裝置在內,總投資將超過25億元。
              至于熱法磷酸工藝,余晨告訴記者,其所用的磷礦品位雖然可以較濕法工藝低一些,但通常也要求五氧化二磷含量至少要高于25%,否則,在黃磷生產時,電爐的電耗過高企業將難以承受?!笆褂玫推肺涣椎V是有代價的,耗能過大、成本過高的工藝路線所制得的產品很難有市場競爭力?!庇喑空f。
              “直接利用低品位磷礦進行磷肥生產仍然是最經濟的方法,如低品位普鈣、鈣鎂磷肥、鈣磷鉀肥是很好的產品,但由于產品總養分低、水溶磷含量低、耗酸耗能高、運費高等原因影響,導致市場也有限?!笔瘜W勇如是說。
              新工藝層出不窮,利用還需算細賬
              近年來,隨著科學技術相繼獲得突破,低品位磷礦也逐漸被國內企業利用了起來。
              記者了解到,中國阿拉伯化肥有限公司的磷酸聯產石膏晶須工藝目前已經完成1萬噸級中試,正在進行5萬~10萬噸的工業放大試驗,公司把磷礦原料來源定位在中低品位磷礦的基礎上,充分利用磷礦中的磷和鈣分別生產磷酸和晶須,在磷礦資源使用上克服了對高品位磷礦的依賴;由鄭州大學承擔的清潔型脲硫酸復合肥工藝能夠使含12%~25%的磷資源不經過選礦便可以直接利用,延長了我國磷資源的開采壽命;四川大學自主開發的溶劑萃取法濕法磷酸凈化技術,先在磷肥廠抽出一部分濕法磷酸進行凈化,萃取后返回用作肥料,使磷得到完全利用,特別是對中低品位磷礦,可以不必單純追求萃取率,簡化了流程,在安徽六國化工建成投產后,現正與約旦等國進行談判,準備向中東、東南亞輸出該項技術?!爸灰^了技術、成本兩道難關,這將是一個非常值得推廣的項目?!焙芏鄻I內人士都向記者表達了這樣一個觀點。
              “國內一些中低品位磷礦難以通過選礦方法進行富集,現有的熱法磷酸或濕法磷酸工藝都是無法使用的,就目前來看,可以說是一些廢礦。此外,還有一些磷礦選礦后丟棄的尾礦只能作為廢渣在尾礦庫內堆存。這些二氧化硅含量較高的中低品位磷礦恰好適合窯法磷酸工藝,由于利用生產過程的熱能就占到總量的53.89%,因而其單位產品的能耗只是熱法磷酸工藝能耗的69%。在能源短缺,價格迅速上漲的情況下,節能降耗就成為降低生產成本的關鍵?!庇喑勘硎?,一種生產工藝的存在的價值,關鍵在于其產品的市場競爭力。
              “國內有的硫基復合肥企業每年副產鹽酸2000萬噸,直接排放會造成環境污染,而通過鹽酸萃取磷礦石生產飼料級磷酸氫鈣是解決副產物鹽酸綜合利用的好方法。中低品位磷礦中雜質較多,通過兩次循環中和脫氟技術可使生產過程飼肥比提高20%~25%,使磷資源的回收利用率得到了提高。而硝酸分解磷礦生產硝酸磷肥副產硝酸鈣的工藝技術也已經取得突破,包括天脊集團在內的數家企業都已經生產出了不同規格的硝酸鈣產品?!笔瘜W勇如是說。
              在采訪中,很多專家紛紛建言獻策,提醒企業在采用新工藝的同時不要忘了精打細算。
              海鑫蘊達化工科技發展有限公司高級工程師姚鼎文建議說:“在開采選礦過程中,大家不要忽視磷礦中副產物的回收利用,由于氟、碘等磷礦副產物價值高,可以起到降低利用成本的作用?!?br/>  原化工部地礦局辦公室主任高級工程師孫品華則表示,開發利用北方地區低品位磷礦,要遵循利用本地磷礦資源生產1噸標準磷肥的費用與用外來磷礦總費用相等的原則,最好能按照本地區土壤性質和缺磷狀況選擇磷肥品種,盡量做到就近施用,避免長距離運輸。
             ?。▉碓矗褐袊?,作者:胡元玨)

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