我國磷礦資源節約與綜合利用現狀分析及對策

李志國，崔周全

（1.云南磷化集團有限公司，云南 昆明650600；2.武漢工程大學，湖北武漢430073）

磷礦是一種極具特色的稀缺性戰略資源，具有耗竭性。世界磷儲備量將在今后50年至100年內消耗殆盡［1］。截至2008年底，我國查明磷礦資源儲量177.62億t，其中儲量13.58億t，基礎儲量35.64億t，平均品位17%［2］。而據國家統計局“工業主要產品產量及增長速度”統計顯示：磷礦石產量增幅逐年加大（2008年產量累計5074.06萬t，2009年6020.89萬t，2010年6807.0萬t，2011年產量累計達8122.3萬t），資源形勢嚴峻。磷資源節約與綜合利用工程開展，對緩解我國磷資源壓力意義重大，是推進“資源節約型、環境友好型”社會建設的重要戰略舉措。

磷礦企業屬典型資源型企業［3］，磷礦資源的“有限性”和“不可再生性”，直接影響磷礦企業壽命。資源節約與綜合利用是這一資源型企業可持續發展的關鍵，是發展循環經濟的必由之路。為更好落實節約優先戰略，加強磷礦資源節約與綜合利用，本文從我國磷礦資源現狀入手，對我國磷礦采選、磷化工發展現狀做了歸納總結，針對我國磷礦資源節約與綜合利用現狀，提出了主要發展策略。

1 我國磷礦資源及采、選現狀

1.1 磷礦資源分布不均，資源運輸和利用不便

我國磷礦資源按分布地區不同可分為五大主要磷礦產區［2，4］（表1）。而又相對集中于滇、鄂、黔，查明資源總量占全國的55%［3］，造成我國 “南磷北運，西磷東調”的局面，其中僅宜昌瀕臨長江，云南、貴州運輸和利用極為不便。相較美國、摩洛哥等國磷產區運輸條件［3］，我國磷礦資源合理配置存在難度。

表1 主要磷礦產區采選情況表［2，26－33］

1.2 中低品位膠磷礦比重大，傾斜緩傾斜、薄至中厚礦層產出多，采選難度大

我國磷礦約有75%以上的礦層呈傾斜至緩傾斜產出，為薄至中厚層，往往造成采礦損失率高、貧化率高和資源回收率低等問題［5］，資源浪費嚴重［2－3，6］。已查明的磷礦儲量97.5%為中低品位磷礦［7］，其中，近70%為中低品位的膠磷礦［4］，為國內外公認難選磷礦石。磷礦選礦回收率差距較大［8］。

1.3 磷礦石共、伴生資源豐富，綜合利用率低

據統計［9－11］，我國有1／3以上的磷礦伴生和共生有鈾、碘、氟、鐵、鎂、鈦、稀土、銦、鍺、石墨等多種高價有用元素。例如，貴州甕福英坪礦含碘高達0.007%；四川漢源磷礦含鉀約3.7%［12］；貴州織金新華磷礦稀土品位為0.05%～0.1%［9，13］；磷礦石伴生的氟占世界氟蘊藏量的90%以上［14］。在磷礦共伴生有價元素的綜合利用方面，眾多學者，做了大量不同程度的研究工作［15－17］，然而，國內實際工業化應用較少［18］，綜合利用率低［9］。

1.4 磷礦采掘裝備水平有所提高，采掘工作機械化、信息化、智能化程度低

隨著我國采掘業的不斷發展和進步，眾多現代化采掘機械在國內大型磷礦企業得到應用［10］。如，云磷集團裝備的小松PC1250、沃爾沃EC700挖機、FWK－5A電鏟、卡特 D9R 推土機、沃爾沃37t／39tA40D／E大車等；甕福磷礦裝備的小松10m3前裝機、日立10m3液壓鏟、北重77t／91t大車等。大量先進設備的裝備，促進了我國磷礦開采技術、管理水平的不斷提高，但與國外發達國家相比對先進設備的信息化、自動化性能利用不足，采掘工作機械化、信息化、智能化尚有巨大潛力可挖。

1.5 磷礦選礦工藝技術多樣，浮選高耗、低效問題嚴重

羅惠華等眾多學者［19－24］根據礦石類型和性質的不同，以藥劑和設備研制為基礎，研究開發了多種不同的選礦工藝技術和方法［10］。包括：直接浮選工藝、正—反或反—正浮選工藝、反浮選工藝、擦洗脫泥工藝、重介質選礦工藝等［25］。然而，選礦成本高、回收率差距較大，高耗、低效問題嚴重［8］。占據磷礦資源主體地位的中低品位膠磷礦，實現“高效”、“低耗”浮選是未來磷礦選礦領域的關鍵。

我國主要磷礦產區采選情況如表1所列。

2 磷化工發展現狀

我國磷礦石消費結構中約70%左右用于農業，其余的用于提取黃磷、磷酸及制造其它磷酸鹽系列產品［34］。從磷礦資源利用角度來看，由于我國磷礦價格相對較低，等級檔次不明顯，磷化工存在富礦“優礦劣用”、“高質低用”的現象，造成有限的優質磷礦資源浪費［4，35］。

磷化工產品結構不合理，高附加值磷化工產品、有機磷產品比重偏少；低附加值無機磷化工產品比例大［36］。近年來，中國已成為世界第一磷化工產品生產大國，但增長主要集中于基礎和通用產品，高端、精細、專用磷化工產品發展不足，進口依賴度高［35－38］。如：云天化黃磷、熱法磷酸、三聚磷酸鈉等，興發集團工業黃磷、工業磷酸、工業三聚磷酸鈉等［38－39］，大都是資源消耗大，能耗大，技術含量低，附加值低的產品。

共、伴生資源綜合利用技術取得一定進展，產業化尚處起步階段［14，38］。翁褔集團無水氟化氫裝置［14］；河南多氟多冰晶石裝置；云天化國際建成投產的連續法氟硅酸鈉裝置［38］。為磷化工伴生資源產業化綜合利用起到示范作用，對實現磷礦資源綜合利用，發展循環經濟，保護相應稀缺戰略資源具有重要意義。

磷石膏是濕法磷酸生產高濃度磷復肥的最大副產物，世界年排放量超過3.0億t，其中我國年排放量超過5000萬t，總體利用率不足10%，磷石膏處理及綜合利用已成為一個世界性難題［36］。目前，甕福集團開展了磷石膏制新型節能環保建筑材料、磷石膏制硫酸銨、懸浮態分解磷石膏等技術研究工作［40］。在建400kt／a水泥緩凝劑、3.0×107m2／a紙面石膏板、250kt／a硫酸銨聯產150kt／a高純度氧化鈣等項目，綜合利用率提升到28%，對磷石膏綜合利用，起到一定示范作用。

3 磷礦資源節約與綜合利用主要策略

磷礦資源開發利用在兼顧國內資源平衡和經濟收益問題的同時，應重視即將來臨的資源危機。面對國內嚴峻的磷礦資源現狀和集約度偏低、浪費嚴重、成本較高、運輸困難的采供體系，必須落實節約優先戰略，加強磷礦資源節約與綜合利用，以保障磷礦資源的持續、均衡采供，保證工、農業可持續發展。

3.1 落實政策、健全法律法規

我國礦產資源節約與綜合利用法律法規政策的引導和鼓勵作用初見成效，頒布實施了一系列專項工作管理辦法（《礦產資源節約與綜合利用專項工作管理辦法》等）。并于2011年啟動了全國第一批40個礦產資源綜合利用示范基地建設，涉及磷資源領域三家基地（云南磷礦資源綜合利用示范基地、貴州開陽磷礦資源綜合利用示范基地和湖北宜昌中低品位磷礦綜合利用示范基地）。但是，政策和立法取向更多地是依靠鼓勵政策來調動企業的積極性，由于缺乏嚴格、完善的法制管理體系和嚴格的、硬性的法律、法規、政策措施和標準，我國磷資源、開發利用行業高耗、低效、資源浪費等問題仍十分嚴重。

建議法律、法規等制定應重點從經濟角度考慮，企業在經濟效益驅使下主動做到貧富兼采、磷礦資源合理梯級利用、共伴生資源綜合回收利用，實現由目前的被動引導和鼓勵形式轉變為企業經濟效益的驅動力。磷礦資源稅從量計征轉變為從價（質）計征，將是一個很好的開端。制定強制性法律、法規，控制磷礦石出口、鼓勵高附加值產品出口，使磷產品貿易獲得較高經濟收益的同時，最大限度保護我國磷礦資源。制定磷礦資源節約與綜合利用相關技術標準，規范資源節約與綜合利用技術流程與指標，以利于磷礦資源節約與綜合利用監管及技術推廣。

3.2 制定和完善磷礦資源節約與綜合利用評價體系

目前，礦產資源節約與綜合利用工作已全面展開，而相關評價體系的研究制定則有所滯后。該評價體系應包括磷礦資源節約與綜合利用潛力評價及其效能評價（圖1）。磷礦資源節約與綜合利用潛力評價有助于相關法律、法規的適用性選擇及資源節約與綜合利用具體實施方案的確定，磷礦資源節約與綜合利用效能評價是法律、法規執行的依據及方案實施效果的檢驗手段。

評價體系涉及到技術指標和評價指標的明確和定義，例如：生產單位礦產品所耗費的礦產資源量，礦產資源共、伴生資源綜合利用率等。評價模型是評價體系核心內容，應在綜合分析評價目標、評價內容等基礎上，明確評價目的，理清技術指標、評價指標間的關系，采用科學、簡潔的數學理論工具，構建磷礦資源節約與綜合利用潛力評價模型和效能評價模型。

圖1 磷礦資源節約與綜合利用評價體系結構

評價體系制定和完善應本著實用、科學的原則，潛力評估成果能夠正確指導磷礦資源開發落實貧富兼采，實現合理梯級利用，為資源節約與綜合利用具體技術方案的選擇與制定提供科學依據；效能評估應做到對資源節約及綜合利用效果的全面、科學評估，為相關法律法規的執行提供有力依據。

3.3 加大磷礦資源節約與綜合利用技術研發

磷礦資源節約與綜合利用技術研究應重視相關研究機構建設、研發團隊培養及資金投入，加大磷礦資源節約與綜合利用關鍵技術重點攻關力度。

磷資源基本按照從磷礦床、采礦、選礦、磷化工、工農業等消耗、到環境的流程在自然界遷移，如圖2磷礦資源開發利用鏈所示。在尚未找到有效替代資源，世界磷資源總量一定的現實情況下，為延長磷資源開發利用鏈運行壽命，提高磷資源開發利用產業經濟效益，必須立足磷礦資源開發利用的各個工序和環節，研發資源節約及綜合利用技術。

圖2 磷礦資源開發利用鏈

磷礦資源節約與綜合利用是一項系統工程，應本著磷資源系統開發，合理梯級利用，基礎磷化工產品注重發揮規模效益，精細磷化工產品注重多樣化、系列化的原則，發展磷礦采選與化工產業。

合理開發利用與保護優質磷礦資源的同時，做到低消耗，少污染，可回收，再利用，以最小資源消耗獲取最大經濟效益，延長磷資源開發利用鏈運行壽命，發展可持續、循環經濟，保障我國糧食安全。

4 結論

我國磷礦資源分布不均，資源運輸和利用不便；中低品位膠磷礦比重大，傾斜緩傾斜、薄至中厚礦層產出多，采選難度大；共、伴生資源豐富，綜合利用率低；磷化工產品結構不合理；磷渣磷石膏總體利用率不足10%；必須落實節約優先戰略，加強磷礦資源節約與綜合利用，以保障磷礦資源的合理、持續、均衡采供，保證工、農業可持續發展。

磷礦資源節約與綜合利用是一項系統工程，落實政策、健全法律法規的同時，制定和完善磷礦資源節約與綜合利用評價體系，加大磷礦資源節約與綜合利用關鍵技術研發。各項措施相輔相成，共同推進我國“資源節約型、環境友好型”社會建設。

磷礦企業應就國家礦產資源節約與綜合利用專項設立契機，加大技術研發力度，本著磷資源系統開發，合理梯級利用，基礎磷化工產品注重發揮規模效益，精細磷化工產品注重多樣化、系列化的原則，發展磷礦采選與化工產業。做到低消耗，少污染，可回收，再利用，以最小資源消耗獲取最大經濟效益，延長磷資源開發利用鏈運行壽命，發展循環經濟，實現磷資源開發利用可持續發展。

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