中國磷礦資源現狀分析及可持續發展建議

張蘇江，夏浩東，唐文龍，崔立偉

（1.國土資源實物地質資料中心，河北 三河065201；2.天津地質調查中心，天津 300170）

中國磷礦資源現狀分析及可持續發展建議

張蘇江1，夏浩東1，唐文龍2，崔立偉1

（1.國土資源實物地質資料中心，河北 三河065201；2.天津地質調查中心，天津 300170）

磷礦是指在經濟上能被利用的磷酸鹽類礦物的總稱，是一種重要的工農業礦物原料。磷礦資源始終是中國糧食安全和經濟運行安全的重要因素。本文在分析全國磷礦資源分布、儲量、產量、需求、保障以及產業結構等形勢的基礎上，指出當前磷礦產業中尚存在一些亟待解決的問題。對此，提出充分利用國內外磷礦資源，改進冶煉技術裝備，加強整頓和優化產業結構等對策和建議，用以保障全國磷礦產業的健康可持續發展。

磷礦資源；磷礦產業；問題和建議；可持續發展

磷是次要的造巖元素，但它是生命物質的重要組成元素，是組成生命中傳遞信息和調控細胞代謝的重要物質核糖核酸（RNA）和脫氧核糖核酸（DNA）的基本組成單位核苷酸的基本成分，因此被稱為“生命和思想的元素”［1］。磷礦是指在經濟上能被利用的磷酸鹽類礦物的總稱，是一種重要的工農業礦物原料［2］。磷礦資源用于制取磷肥，也用于提取黃磷、赤磷、磷酸和其他磷酸鹽類及磷化合物，廣泛應用于醫藥、食品、火柴、染料、制糖、陶瓷、化工、冶金、軍事等領域（舒國文，2012）。世界上工業愈發達的國家，所需要的磷制品的品種和數量愈多［1］。因此，保護磷礦資源，實現其可持續開發和利用事關世界糧食安全和人類的生存和發展［3］。

中國是世界上重要的磷礦資源生產大國，也是磷礦資源消費大國，由于中國磷肥產業的迅速發展，磷礦石資源消耗速度加大，據預測，10年之后中國的富礦將耗盡，形勢十分嚴峻［4］。本文從中國磷礦資源現狀和產業發展入手，結合世界磷礦資源的相關情況，全面分析中國磷礦產業中存在的問題，并提出建議與對策［5］，用以保證磷礦資源供應，促進中國磷礦資源的可持續開發與利用。

1 中國磷礦資源概況

1.1 磷礦主要礦床類型及其分布

世界上最重要的磷礦資源主要為海相沉積型磷塊巖，其分布廣，儲量大，產量高。海相磷塊巖可分為地槽型和地臺型，其中以地臺型礦床工業意義最大。地臺型海相磷塊巖儲量約占世界磷礦總儲量的60%以上［2］。

中國磷礦礦床的類型有4類（夏學惠，2012，表1），以海相沉積型磷塊巖為主，占全國總儲量的85%，此外還有變質型磷灰石礦床和巖漿型磷灰石礦床儲量占14.6%。鳥類磷礦在中國南部沿海島嶼有少數分布，多已土法開采殆盡［2］。

表1 中國磷礦床分類

中國磷礦資源豐富，是優勢礦產之一。含磷層位較多，古中元古界、震旦系上統、寒武系下統及泥盆系上統是中國海相沉積型磷塊巖和沉積變質磷灰巖礦床的主要含礦層位［2］。其中以寒武系下統梅樹村階含磷最豐，可分為川滇、川陜及黔中3個成礦帶。

1.2 磷礦資源的主要特點

根據《全國礦產資源儲量通報》（國土資源部儲量司，2004）統計，中國磷礦資源十分豐富，全國磷礦礦產地約500處，賦礦層位不少于24個［2］。截止到2010年底，全國磷礦資源儲量為186.3億t（基礎儲量，29.6億t；儲量，9.1億t；資源量，156.7億t），位居世界第二位（舒國文，2012）。但中國磷礦“豐而不富”，其中P2O5含量大于等于30%的磷富礦資源儲量礦石量26.5億t，P2O5含量小于30%的磷礦資源儲量礦石量159.8億t，目前可供利用資源儲量動態可供開采35年左右［3］。

中國海相沉積型磷礦資源廣泛分布在全國27個省（市或自治區），查明資源儲量在1億t以上的有14個省（自治區），列前5位的依次是云南、湖北、貴州、湖南及四川（舒國文，2012，表2）。全國磷富礦（P2O5＞30%）儲量全部產于此類礦床中，而且集中在云、貴、鄂三省［1］。總體來看，全國磷礦富礦少、膠磷礦多、采選難度大及地理分布極不均衡，大型磷礦高度集中在除西藏外的西南部地區。其中云、鄂、貴、湘和川是全國的主要磷礦富集區（云南滇池地區，貴州開陽、甕福地區，四川金河－清平、馬邊地區，湖北宜昌、胡集、保康地區），5省磷礦已查明資源儲量（礦石量）144.7億t，占全國77.7%；按礦區礦石平均品位計算，5省磷礦資源儲量（P2O5量）30.88億t，占全國的91%以上（舒國文，2012；陳嘉甫，2006）。

正是由于中國磷礦資源分布過于集中及礦石質量的差異，造成全國“南磷北調”及“西磷東運”的局面。較長距離的運輸給磷肥企業的原料供給帶來較大的運輸成本，同時也制約了現有礦山企業生產能力及云、貴、鄂等主要磷礦省份的資源開發［1］。因此，今后這些方面的研究與解決，才能更加合理開發利用中國的磷礦資源［2］。

表2 2010年底中國磷礦石資源儲量分布表

2 中國磷礦資源開發利用現狀

2.1 磷礦儲量及產量

根據美國地質調查局（USGS）《2013年礦產概要》的數據顯示，全球磷礦儲量已達到670億t，主要分布在摩洛哥、美國、俄羅斯、西撒哈拉、中國、阿爾及利亞、敘利亞、南非、約旦等20多個國家。其中，摩洛哥和西撒哈拉地區的儲量最大，達500多億t，占世界總儲量的75%。中國的磷礦儲量為37億t［6］。

2003年以來，隨著我國地質勘探能力的不斷提高，又發現了一批新的磷礦床。其中，在貴州開陽磷礦背斜東翼深部找礦靶區，探獲富磷資源量（333＋334）7.82億t，為新中國成立以來全國發現的單一礦區最大規模磷礦床［7］；在湖北宜昌遠安楊柳找礦靶區，發現特大型磷礦床，初步探明資源量4.29億t；四川馬邊六股水、雷波卡哈洛（資源量7810萬t）、湖北荊襄放馬山（資源量8116萬t）、江蘇錦屏（－700m深部資源量846萬t）、湖北宜昌黑良山靶區（資源量9650萬t）［7］、湖北保康馬良鎮段江一帶等超大型隱伏磷礦床也于近年來被發現［8］，預計新增資源量可達2億t。另外，貴州福泉市大灣鎳鉬磷礦新增（333＋334）磷礦石資源42291萬t，甕安縣玉華鄉老虎洞磷礦新增（332＋333）磷礦石資源5000萬t；四川雷波縣西谷溪磷礦新增（333＋334）磷礦石資源8498萬t；云南曲靖市馬龍縣馬鳴－青沙坡礦區磷礦新增（332＋333）磷礦石資源6197萬t［9］。

從2002年起，全球磷礦產量逐年遞增，但增速變緩，年平均增幅約3%［8，10］（表3）。2002～2008年，全球磷礦產量年均1.46億t，其中美國、中國、摩洛哥和西撒哈拉、俄羅斯四國產量約占全球總產量的70.3%以上［8］。總體而言，目前全球磷礦處于供大于求的狀態，但庫存量逐年下降。

根據《2014～2018年中國磷化工行業市場前瞻與投資戰略規劃分析報告》（前瞻產業研究院，2014）統計，隨著中國磷化工產品需求的增長及磷肥產能的快速擴張，中國磷礦產量快速增長：2001～2011年全國磷礦產量穩步上升，2006年，磷礦產量3896萬t，同比增長28%，為近年來的最大增速［11］；2012年，磷礦產量8900萬t，居于全球首位［6］；2005～2013年全國磷礦產量增速基本保持在15%以上［11］。

2.2 磷礦需求及保障分析

全球磷礦產量的90%多用于生產磷肥（中國為82%），3.3%用于生產磷酸鹽飼料，4%用于生產洗滌劑，其余則用于化工、輕工及國防等工業［12］。隨著世界人口的不斷增長，需要越來越多的磷肥保障全球糧食的供給能力。2012年世界磷肥（P2O5）消費量為4190萬t，預計到2016年世界磷肥消費量將達到4530萬t。根據中國磷肥工業協會統計，2013年中國磷肥總產量在1650萬t左右，其中種植業磷肥消費約1188萬t［6］。預計未來5年內全球磷肥的年平均增長率為2%左右，磷肥消費的增長主要來自于亞太地區，磷肥增長速度將直接轉化為對磷礦石需求的增長［12］。

目前，中國磷礦產量已躍居全球第一位，基本上能滿足國內生產需求，但近年來高濃度磷復肥市場需求持續上升，產量迅速增加，含量在30%以上的磷礦供應日趨緊張［13］。為了滿足農業生產對磷肥的需要，預計今后20年全國磷礦石消費量將從2001年的3579萬t增長到2020年的5711萬t［12］。按這樣的需求，全國磷富礦資源只能滿足到2020年。因此，保護磷礦資源，合理開發利用磷礦及尋找新的出路，對保障中國國民經濟健康持續發展有著重要的作用和深遠的戰略意義［14］。

表3 2002～2008年世界磷礦石產量（×106 t）［10］

3 中國磷礦資源開發利用中存在的問題

磷肥在全國糧食安全生產中占有舉足輕重的地位，隨著高濃度磷復肥需求的逐漸增加，磷礦資源在國民經濟中的地位越來越重要。作為全球磷礦資源消費大國，中國磷礦資源供應形勢十分嚴峻［5］，在開發利用過程中存在的問題主要表現為以下幾個方面。

3.1 技術裝備落后，礦企負擔較重

與其他國家開采技術與裝備水平相比，全國磷礦企業除國有大型企業基本實現機械化、微機程序控制化外，中小型企業特別是地方小型及集體企業，開采技術仍以人工為主，并配備少數的鏟、裝、運設備［15］。而目前新建設的礦山，除少數大型礦山能引進大馬力推土機裂礦－前裝機裝載、井下錨桿護頂無軌分段空場采礦、長距離管道輸送及原礦長距離高強度膠帶機運輸等多項達到國際水平的先進技術外，絕大多數中小型及地方集體礦山尚未實現最低標準化的機械化生產［15］。

由于體制和歷史的原因，且礦山多地處偏僻［15］，全國大中型國有礦山企業承擔著辦社會和人員多的重負［16］。近年來國家對磷礦地質勘查的投入有限，磷礦石后備力量不足且開采成本高，加上缺乏統籌管理和整體規劃，難以形成規模效應［16］，許多作為全國磷礦生產基地的國有大中型企業生產難以為繼。與此同時又倍受周邊對磷礦資源利用、環境保護不承擔責任的個體及部分鄉鎮企業對礦山資源的蠶食，產品銷售市場被擠占［15］。為了降低成本，一些大中型國有礦山企業采取收購地方礦石的辦法維持生產經營，由此助長和加劇了亂采濫挖，致使磷礦無序開采，優質礦產低價外流，加劇了優質富礦的消耗速度［16］。

3.2 優礦劣用加劇，資源浪費嚴重

由于中國磷礦床未按等級檔次分級與區分價格［15］，在普鈣（SSP）、鈣鎂（FMP）和黃磷等低濃度磷肥和初級產品的生產中，全國磷礦山（尤其是小型企業）由于技術裝備陳舊落后，生產水平低，采礦工藝原始，資源開采損失貧化嚴重［5］，不能滿足規模化、集約化開采的需要［17］。在磷礦采選冶回收率尚未達到國家標準的情況下［18］，為了保持較高的經濟效益，礦企普遍使用品位大于30%的優質磷富礦［16］。加上民間開采過程中存在磷富礦“優礦劣用”“高質低用”的資源破壞和浪費嚴重的情況［18］，導致中小型礦企采富棄貧，采易棄難，甚至已開發磷礦區中部分Ⅲ品級的磷礦石（15%＜P2O5＜25%）被傾棄在廢石中。另外，磷礦本身伴生有氟、稀土、鍶、釩、鈾等有用元素，但由于當前的科研開發滯后及實際生產冶煉水平低，未能對磷礦最大限度地挖掘其潛在價值及綜合利用，造成了資源的浪費。

3.3 安全問題突出，環境污染嚴重

磷礦開采分為露天與井下開采。有些磷礦由于露天邊坡穩定性問題，直接影響了露采的安全生產與經濟效益。全國磷礦開采約60%以上采用井下開采，井下開采易形成大量的采空區，引起覆巖移動、頂板冒落。當巖層移動后，引起地溫增高、地壓加劇、通風困難等安全隱患。同時，井下開采引起的地表塌陷，使地下水位上升到地表標高以上，形成積水坑、沼澤地或地表鹽堿化，破壞土地的耕種使用價值與經濟社會效益［3］。另外，采礦引起的植被破壞、水土流失、河床淤塞等現象增多使本已十分脆弱的生態環境遭到進一步的破壞［18］。因此，當前磷礦開采面臨嚴峻的安全形勢，重點攻關磷礦山安全科技關鍵問題、努力提升磷礦山安全技術生產已迫在眉睫。

中國磷礦資源富礦少、中低品位礦居多、難選礦多、易選礦少的特點，決定了磷礦開采過程中會產生大量的尾礦［3］。由于中小型礦企的技術水平低、環保意識淡薄、政府監管力度不夠，導致在尾礦堆放、剝離巖土排放及地表地下水排污等環境保護方便出現了很多的問題。例如磷礦開采影響地下水的疏干與排泄，使得地下水位大面積大幅度下降，引起地表自然景觀破壞及農業產量的減少；被雨水淋溶后從剝離巖土中析出的微量有害元素等［3］。這些磷污染源經過土壤中某些媒介質的遷移、富集作用，極大地危害了人體及生物體的身體健康。

4 可持續發展對策

磷是一種不可再生的非金屬礦產，也是保證全國糧食戰略安全的重要物質基礎。為保障國內磷肥長期穩定的生產及磷化工行業的可持續發展，提出以下4點對策。

4.1 加強礦產勘查，參與境外投資

根據磷礦地質構造背景與成礦時空分布規律，加強公益性地質勘探投入，規范礦業權市場，引導和推動商業性礦產資源勘查活動［19］，發掘新的磷礦資源潛力。加強磷礦重要成礦區帶礦產資源遠景調查，特別是云貴川湘鄂富磷成礦帶、危機磷礦山深部與外圍、北方內生磷礦、東部沉積變質磷礦找礦靶區等區域開展礦產資源勘查，發掘新的磷礦資源，用以滿足農業生產所需的高質磷復肥對優質磷礦的需求、延長危機磷礦山的生產服務年限及減輕南磷北調、西磷東運的交通運輸壓力［12］。另外，國家應當鼓勵和引導大型磷礦企業通過投資、合資、兼并等資本輸出方式組建大型跨國磷礦業集團，積極參與境外磷礦資源調查研究和勘查開發，逐步建立磷礦資源的周邊國家供應圈和境外磷礦資源供應基地［19］。

4.2 綜合利用資源，發展循環經濟

磷為大宗礦產，本身伴生有大量有用元素，故對其中有用組份的綜合利用和三廢的治理，具有重要的現實意義［2］。首先，磷礦石中常共、伴生其它礦產資源，應注意它們的綜合利用。如海相沉積型磷塊巖礦中伴生碘資源的利用、變質型黃麥嶺磷灰巖礦中硫鐵礦資源的回收、巖漿巖型礬山磷灰石礦中鐵礦資源的提取、織金磷礦中伴生稀土資源的回收利用［3］。其次，中低品位磷礦、富磷礦必須兼用。對富磷礦實行限量開采，鼓勵開采品質不佳及低品位磷礦床［18］。再次，尾礦的利用。通過一些磷礦山的探索，磷尾礦可以用來生產硫酸銨、硫酸、元素硅、微晶玻璃板材和水泥，避免尾礦渣覆蓋土地，污染環境［3］。因此，磷礦企業要依靠科技創新，加強與其它礦產共（伴）生的磷礦資源的綜合開發利用研究，鼓勵中低品位、難選冶磷礦的選冶試驗，引進推廣磷礦山固體廢棄物無害化充填技術［3］，推進磷礦資源集約利用及磷礦企業發展循環經濟，促進全國磷礦行業的可持續發展［18］。

4.3 優化資源配置，創新整合模式

借鑒一些發達國家的經驗，今后磷礦資源開發利用將以“一礦一主一權”、有序統一的原則，以優化磷礦資源配置、提倡礦產規模開采、創新礦企整合模式為主線，以磷礦－磷肥－磷化工結合為方向，以礦業權產業鏈為紐帶，多途徑實現磷礦企業規模化、集約化整合［18］。積極引進國外先進生產技術和裝備［12］，努力改造現有生產工藝和方法。加強研究濕法磷酸、窯法磷酸、浮選磷酸等生產工藝，推廣云南昆陽、貴州開陽露天陡幫開采與重介質選礦等技術，提高礦石開采回采率、選礦回收率，加速磷礦資源科技成果商品化、產業化進程［12］，實現合理采、集中選、定點煉，資源相對集中開發，采、選、冶合理配套的開發建設新模式。

政府部門應綜合運用法律法規、經濟、行政等手段，鼓勵具有資金足、技術硬、管理佳、安全好的國企集團和地方優勢企業為主體參與資源整合，培育大型優強企業，實現采選加工集中、一體化發展，淘汰經濟規模小、技術含量低、資源浪費大的產能，逐步形成以大型企業為主體、大中小型企業協調發展的磷礦產業經濟發展新格局［18］。

4.4 降低環境污染，恢復生態平衡

磷礦開發利用過程中會產生大量的廢渣、廢水及廢氣等，造成礦山周圍土地破壞、植被退化，增加水土流失的危險，并可能誘發泥石流等次生地質災害［16］。因此，礦山企業應樹立保護自然、構建友好環境的意識，按照“誰開發、誰保護，誰破壞、誰恢復，誰污染、誰治理，誰受益、誰補償”的原則［18］，轉變以往高耗能、高污染的發展模式，引入降低能耗、循環利用的生產方式［5］，完善礦山環境保護與恢復治理機制和環境污染補償機制，確保受損礦山生態環境得到治理和恢復，努力打造綠色礦山［18］。

具體措施如下：磷廢渣變廢為寶，燒制水泥熟料與做磷石膏砌塊等；通過灑水、噴霧、除塵等積極有效的措施，盡可能使磷礦產業鏈中的廢氣、粉塵濃度降至規定數值；根據廢水來源、污染程度及其性質采取有針對性的措施（自然沉降、二次混凝沉降和生物降磷等）加以治理，不斷提高礦坑水、選礦回水的綜合利用率，實現廢水閉路循環，從而達到排放標準；在對土質科學分析、土壤改良實驗測定及詳細種植播種計劃的基礎上，采用土地復墾方法對礦區破壞的土地利用價值進行修復，保持礦區生態環境的平衡，為礦山企業生產創造一個良好的外部環境，實現礦山開采、土地利用、植被恢復、經濟與生態的可持續發展。

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Current status and sustainable development of phosphorite resources in China

ZHANG Su－jiang1，XIA Hao－dong1，TANG Wen－long2，CUI li－wei1
（1.Cores and Samples Center of Land and Resources，China Geological Survey，Sanhe 065201，China；2.Tianjin Center of Geological Survey，Tianjin 300170，China）

Phosphorite is a general term for all phosphate rock which are economically valuable and very important mineral raw materials in agricultural and industrial areas.Phosphorite resources has always been the national food supply security and the important factors of economic operation security.Based on the analysis of the distribution，reserve，yield，demand，security and the industry structure of the Phosphorite resources，the authors suggest that there are many problems in Chinese Phosphorite industry at present.In order to respond to the dilemma，the authors make some suggestions as follows：① make full use of domestic and foreign Phosphorite resources；② improve the smelting technology and equipment；③ optimize the industrial structure，so that we can guarantee the healthy and sustainable development of Chinese Phosphorite industry.

phosphorite resources；phosphorite industry；problems and suggestions；sustainable development

張蘇江（1984－），男，碩士研究生，礦產普查與勘探專業，工程師，從事實物地質資料匯交采集研究。E－mail：safei＿271112891＠qq.com。

F416.1

A

1004－4051（2014）S2－0008－06

2014－09－05

國家級巖芯標本采集及數字化項目資助（編號：12120－11120404）

管理專論