摘 要:磷是一種不可更新、難以替代與再生的資源,同時它也是生命體最重要的構成元素之一,磷資源危機將對中國可持續發展乃至全人類的生存構成嚴重的威脅。通過對中國磷資源的現狀分析,提出了目前磷礦企業資源開采和利用的問題所在,闡述了合理開發利用磷資源,實現磷化工產業可持續發展的建議。
關鍵詞:磷資源;可持續發展;合理開發;綜合利用率
中圖分類號:F424.1 文獻標志碼:A 文章編號:1673-291X(2012)05-0083-02
根據已經探明的磷資源總量來看,中國的磷礦資源儲量比較豐富,已經超過美國,僅次于世界磷資源大國摩洛哥,位居世界第二。但實際上,中國磷資源只是在數量上比較豐富,而從品位來看仍然比較貧乏,主要是以中、低品位為主。同時,由于中國在磷資源開發和利用方面,技術不夠先進,工藝也不夠成熟,導致不同程度的浪費。因此,高度關注磷資源危機,合理開發磷資源,提高磷資源高效利用技術,實現磷資源的回收,走新型工業化和產業化道路,對于為中國國民經濟可持續發展提供資源保障,有著重要的作用和深遠的戰略意義。
一、分析中國磷資源現狀,關注磷資源危機
磷資源是世界上難以再生的、不可替代的非金屬礦資源,同時也是生命體不可或缺的一種元素[1]。它不僅在工業上具有極其重要的應用價值,同時在農業、醫藥、生物中也扮演著相當重要的角色,可以說,人類要發展,社會要進步,是不可能離開磷資源的。然而分析世界磷資源的現狀,能明顯感到目前世界正面臨著磷資源危機,從中國的磷資源現狀中可見一斑。
1.中國的磷礦資源儲量。中國是世界上主要產磷國之一,磷礦資源相當豐富,近20年來,磷酸鹽礦資源儲量變化巨大,如從1987年的約1.7億噸變成2007年的105億噸(折算成標礦);增加了60倍;占世界資源儲量由20年前的約1/100快速增長為2007年的約1/3;基礎儲量也快速增加,截至2007年占世界基礎儲量的近1/4。
2.中國磷礦的產需狀況。近10年來中國磷礦石產量基本上保持每年10%的遞增趨勢。但從統計數據與實際的磷礦需求量來看,中國磷礦資源的實際開發利用增長速度要快得多。以中國磷肥產量及其他工業對磷礦石的消耗量計算,近幾年每年表觀消費量對應的磷礦產量都應在5 000萬噸以上,超過了國家公布的統計數據。而這多出來的產量應來自未加統計的小礦生產。這些小礦對磷礦的開發導致了很大的浪費。隨著世界經濟的發展,中國磷酸鹽巖生產總量總的趨勢是分階段持續快速增長。究其原因,是因為中國工農業的高速持續發展,以及出口創匯量的增加。但是,現有的飛速發展對磷生產和消耗使磷的需求量大大增加,磷資源問題日顯突出和尖銳。中國一些地區已經逐漸意識到有限的磷資源不可能保障長期大量利用,已開始逐漸縮減磷礦石的生產,并增加進口。假設以后的磷礦石消耗量等于近幾年的年平均生產量,根據這種方法,結合U.S. Geological Survey(USGS)近幾年的數據,不難預測到,中國的磷資源儲量還可以使用46年。值得注意的是,這一估計并未考慮到人口增長的因素。
3.中國磷礦資源品位所限導致生產成本較高。據國家統計局資料顯示,與其他磷礦資源富國相比,中國的磷礦石資源質量并不高,在探明的磷礦資源儲量中,P2O5平均含量為17%—18% , P2O5含量大于30%的高品位礦僅占總量的8%[2],約11億噸,其余的絕大多數是品位較低的中品位礦和貧礦。因此,在同等磷礦生產量前提下,我們所用來生產的費用更高,利用難度更大。同時,由于各大小企業的生產技術參差不齊,浪費的程度也不一樣。隨著世界磷酸鹽巖工業的快速發展, 磷富礦儲量的增加量遠遠不能滿足需要, 導致大多數增長需求只能通過低等級沉淀磷酸鹽的利用得到滿足。這也意味著, 未來磷礦石的生產費用將進一步增加。
二、中國磷礦企業資源開采和利用的現狀及問題研究
中國磷礦開采主要集中優質富礦,據統計,1991年中國磷礦總產量為2 140萬噸,到2007年,磷礦產量達4 542萬噸,實際消耗量超過5 260萬噸。近幾年,由于磷礦資源的緊張和價值的提升,各磷礦開采和加工企業開始重視中低品位磷礦的開采和新技術的運用,但中國磷礦開采存在的問題仍比較突出。
1.磷礦企業整體規模小, 經濟效益差。目前,中國磷礦生產企業,生產能力超過100萬噸/每年的不足20 家,超過30萬噸/每年的不足40家。80%以上屬小型礦山,生產能力在20 萬噸/每年以下,與國外同類企業差距較大[3]。如美國東部北卡來羅那州的李格里克磷礦單礦年產量為350 萬噸;前蘇聯希賓磷礦下屬4 座礦山年總生產能力達5 000萬噸。中國磷礦企業由于產能較低,從而不具備大規模工業生產帶來的低成本領先優勢,導致競爭能力和盈利水平較低。
2.磷礦資源回采率、選礦回收率及綜合利用率低。目前中國磷礦回采率平均僅有60.8%,選礦回收率約為81 % 。由于采用工藝技術的差別, 磷礦中平均大約有5% 的P2O5作為廢渣排放,且磷礦石運輸過程中還有1% 左右的拋灑損失。因此, 在目前磷礦開采狀況和技術水平下, 中國磷富礦資源中P2O5的實際利用率僅有57% 左右[4]。如前面所分析的磷礦表觀消費量與統計產量之間的巨大差異,中國磷礦石消費量中每年約有44% 是靠小礦群開采及集體、個人開采獲得的。目前中國大中型磷礦生產企業磷礦回采率可以達到85% , 而小礦山開采的磷礦回采率僅為30% 左右, 且基本上只采富礦, 對于小于30% P2O5的磷礦棄之不顧, 不僅造成磷資源的極大浪費, 而且對于需要混采的磷礦只進行富礦開采, 還造成貧礦今后無法開采的嚴重后果。
3.選礦技術雖有突破,但中低品位磷礦利用率低。近年來,膠磷礦重介質選礦裝置和化學浮選研究獲得成功,但選礦費用偏高;還有磷礦活化技術的采用,通過活化劑的作用,促進磷礦釋放磷,可無需對中、低品位的磷礦進行精選且細度在100 目以上即可,不加或少量加入硫酸[5]。但上述技術真正成功進行大規模工業化生產的并不多。中低品位磷礦利用率低,且生產成本較高。
三、合理開發利用磷資源,實現可持續發展的建議
1.加強宏觀調控,保證磷資源的科學開發和優化配置。國家應從宏觀上對磷資源進行科學規劃,使中國磷資源在滿足磷化工企業發展需要的同時,能實現磷資源的可持續發展。建議政府對全國磷礦資源實施有效整合和優化配置,實現磷資源的統籌管理、整體規劃、總量控制和供需平衡,實現磷礦規模化、集約化和科學開采。
2.提倡和推行“優礦優用,科學用礦,合理用礦”。國家設立各層次科研基金,鼓勵高校、科研機構進行相關學科的基礎研究和應用性研究,提升磷礦選礦工藝技術,同時提高中低品位磷礦的開發利用水平,適應磷資源儲量品位的未來變化,使中低品位磷礦成為磷化工企業的主要生產原料,把富磷礦用于磷化工的深加工,做到“優礦優用”。
3.加大勘察力度,為中國磷化工發展提供資源保證。一方面,國家要投入一定的資金,對重點區域進行磷礦資源的勘察;另一方面,吸收社會資本,允許有實力的企業進行風險投資,參與磷礦資源的勘察,對參與勘察的企業,在符合資質管理和相關法規政策的前提下,優先辦理探礦權、采礦權,并給予跨地區進行磷礦勘察開采的企業磷礦產銷自主權[6]。
4.嚴謹磷礦出口,搞好磷資源的綜合利用,鼓勵對磷礦資源進行深加工,產出較高附加值產品。一方面,根據農作物對不同養分的需求,在做好有效磷使用的同時,使磷礦中的硅、鎂、鈣等元素得到有效利用;另一方面,對磷礦伴生元素進行綜合利用。另外,國家應在取消磷礦出口退稅、提高磷礦出口關稅的基礎上,逐步實現禁止出口磷礦資源。同時調整磷礦進口政策,通過實行免征關稅和進口環節增值稅等措施,鼓勵企業擴大磷礦進口,更好地滿足國內高效磷肥生產需求[7]。某種意義上也是增加了磷資源儲備。
5.促進磷礦的科學開發,樹立開發和保護并重的觀念。既要注意保護富礦資源,也要保護中低品位磷礦資源。加強國際技術合作,追蹤磷資源采選回收利用的新技術,實現富礦和貧礦的同步開發,走可持續循環經濟的道路,保護和支撐中國磷化工的發展。
參考文獻:
[1] 胡慧蓉,郭安,王海龍.中國磷資源利用現狀與可持續利用的建議[J].磷肥與復肥,2007,(2).
[2] 劉建雄.中國磷礦資源開發利用趨勢分析與展望[J].磷肥與復肥,2009,(2).
[3] 徐洪斌,馬勇光,磷資源合理利用及回收[J].安全與環境工程,2008,(3).
[4] 劉頤華.中國與世界磷資源及開發利用現狀[J].磷肥與復肥,2005,(11).
[5] 劉可星,鄭超,廖宗文.磷資源危機與磷的高效利用技術[J].化肥工業,2006,(3).
[6] 方賢根.中國磷資源的現狀及開發利用對策[J].磷肥與復肥,2008,(6).
[7] 劉則華,邢新會,馮權.污水中磷的化學去除及回收利用[J].上海工程技術大學學報,2005,(2).
[責任編輯 王 莉]