湖北省磷礦資源對磷化工轉(zhuǎn)型的支撐作用分析

張莉，成彪，馮兵，關(guān)洪亮，劉漢紅，高菲

（武漢工程大學化學與環(huán)境工程學院，湖北武漢 430074）

湖北省磷礦資源對磷化工轉(zhuǎn)型的支撐作用分析

張莉，成彪，馮兵，關(guān)洪亮，劉漢紅，高菲

（武漢工程大學化學與環(huán)境工程學院，湖北武漢 430074）

簡述了湖北省磷礦資源及磷化工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，量化分析了磷礦資源對磷化工的影響，指出了湖北省磷礦資源開發(fā)利用的發(fā)展方向，提出湖北省磷化工產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級的路徑。

磷礦；磷化工；轉(zhuǎn)型

磷是一種不可再生的自然資源，以礦物的形式存在。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，磷礦的需求量不斷加大。磷礦產(chǎn)業(yè)鏈相關(guān)產(chǎn)品遍及人們生活的方方面面，磷肥、黃磷、磷酸、磷化物及其它磷酸鹽產(chǎn)品在農(nóng)業(yè)、化工、醫(yī)藥、食品等領(lǐng)域有著廣泛的應用。磷礦石作為具有戰(zhàn)略意義的非金屬礦產(chǎn)資源，其可持續(xù)開發(fā)與利用直接關(guān)系到世界糧食安全及人類的生產(chǎn)發(fā)展［1］。

我國是世界上最大的磷礦石生產(chǎn)國，2014年，磷礦基礎(chǔ)儲量為203億t［2］，2013磷礦石產(chǎn)量為10 851.14萬t，占世界總產(chǎn)量的48%。湖北省磷礦儲備量大，2013年磷礦石產(chǎn)量達到1 876.6萬t，居全國第一，約占全國總量的17.29%。磷化工作為湖北省重要的支柱產(chǎn)業(yè)，磷資源的產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級及合理開發(fā)利用，將對湖北省的可持續(xù)發(fā)展起到不可估量的作用。

1 湖北省磷礦開發(fā)利用現(xiàn)狀

1.1 湖北省磷資源分布及特點

1）儲量大

2010 ～2013年間，湖北省新增磷礦儲量26.7億t，累計探明磷礦儲量達50.6億t，占全國24.9%，超過云南，排名升至全國第一［3］。

2）分布集中

湖北省磷資源儲量大，2013年，湖北省磷礦資源保有量為44.57億t，主要集中在鄂西地區(qū)，包括宜昌、襄陽、荊門、神龍架等地，占全省磷礦保有總量的95%。其中，宜昌磷礦保有量為28.2億t，占全省的63%；襄陽磷礦保有量為6.3億t，占全省的14%；荊門磷礦保有量為5.7億t，占全省的13%；神龍架磷礦保有量為2.39億t，占全省的5%［4］。

2013年湖北省磷礦開采量1 876.6萬t，主要集中在宜昌、襄陽、荊門、神龍架、孝感這5個地方，其中宜昌的全年開采量為888.8萬t，占全省的47%；襄陽362.9萬t，占全省的19%；荊門317.0萬t，占全省的17%；神龍架106.1萬t，占全省的6%；孝感172.4萬t，占全省的9%。除以上5個地方外，其它地方年開采量只占全省的1%。

圖1 湖北省2013年磷礦資源保有量及開采量分布圖Fig.1 Possessing capacity and yield of phosphate rock resources in Hubei province in 2013

3）高品位磷礦少，中低品位磷礦多

至2013年底，湖北省高品位（P2O5≥28%）的磷礦保有量只有0.375億t，占全省的0.8%；中品位（24%≤P2O5＜28%）、低品位（P2O5＜24%）的磷礦分別為23.6億t和20.6億t，占比達53%和46.2%。2013年，湖北省磷礦實際開采量1 876.6萬t，其中高品位磷礦81.5萬t，主要分布于神龍架、鐘祥等地11處礦區(qū)；中品位磷礦616.4萬t，主要分布于神龍架、保康、遠安、夷陵等地44處礦區(qū)；低品位磷礦1 178.7萬t，主要分布于恩施、孝感、興山、鐘祥、遠安等地61處礦區(qū)［5］。具體情況見圖2。

圖2 湖北省2013年各品位磷礦開采量及保有量情況Fig.2 Possessing capacity and yield of different grades phosphate rock ore in Hubei province in 2013

1.2 湖北省磷礦開采技術(shù)

湖北省磷礦露天開采企業(yè)只有3家，其余都為地下開采，其中淺孔房柱法是應用最廣的采礦方法，目前湖北省僅宜昌江家墩磷礦采用充填法采礦［6］。企業(yè)開采技術(shù)有很大差異。大型企業(yè)科研水平較高，已經(jīng)形成全層開采、采選一體化綜合開發(fā)利用模式，礦石回采率可達95%以上，接近當前國際先進水平［7］。

湖北省磷礦多為含MgO較高的中低品位膠凝礦，磷礦物和脈石礦物共生緊密，所以正、反浮選工藝和重介質(zhì)分選工藝運用較多［8］，湖北東圣化工集團有限公司和湖北宜化肥業(yè)有限公司都采用大型反浮選裝置。

2 湖北省磷化工產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

2013年，湖北省省內(nèi)加工利用磷礦1 169.7萬t，加工利用率達到80%，全省重點磷化工企業(yè)共完成磷化工產(chǎn)值約1 641.1億元。其中磷酸及磷酸鹽產(chǎn)值約378.9億元，占湖北省磷化工總產(chǎn)值的23.1%；磷復肥產(chǎn)值約1 262.2億元，占湖北省磷化工總產(chǎn)值的76.9%。

2.1 磷化工產(chǎn)業(yè)園區(qū)分布

湖北省磷化工主要分為鄂西和鄂東兩大集群，現(xiàn)有磷化工企業(yè)192家。鄂西主要磷化工產(chǎn)業(yè)園集中在宜昌、襄陽和荊門。宜昌市建立了猇亭、宜都、夷陵、遠安等8個磷化工工業(yè)園區(qū)；襄陽市創(chuàng)建武安磷化工循環(huán)經(jīng)濟產(chǎn)業(yè)園，以四川龍蟒集團和興發(fā)集團為龍頭企業(yè)，規(guī)劃實現(xiàn)工業(yè)總產(chǎn)值430億元。鄂東以黃岡武穴市田鎮(zhèn)工業(yè)新區(qū)湖北祥云（集團）化工股份有限公司為龍頭企業(yè)，帶動集團二級單位及周邊企業(yè)，其精細磷化工年產(chǎn)值超百億元。

2.2 磷肥產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

湖北省磷肥工業(yè)已具有一定規(guī)模，但存在濃度低、規(guī)模小、污染重、技術(shù)設(shè)備落后等問題。2013年，湖北省磷肥產(chǎn)量572.2萬t（折P2O5100%），占全國磷肥總量的35.2%；磷復肥產(chǎn)品及產(chǎn)量為：磷酸一銨（MAP） 859萬t、磷酸二銨（DAP）443萬t、氮磷鉀復合肥2 300萬t、普鈣992萬t、鈣鎂磷肥135萬t，總產(chǎn)值達1 262.2億元。

2.3 磷酸及磷酸鹽產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

目前湖北省磷酸鹽產(chǎn)業(yè)已具一定規(guī)模，但仍存在資源浪費、污染嚴重、產(chǎn)品附加值低等問題。省內(nèi)磷酸及磷酸鹽產(chǎn)品共20余種，主要為工業(yè)級、食品級、醫(yī)藥級、電子級磷酸，牙膏級、食品級、工業(yè)級磷酸鈣、鉀、鈉鹽，工業(yè)級磷酸一銨、磷酸亞鐵鋰、復配磷酸鹽等。2013年，湖北省磷酸及磷酸鹽主要產(chǎn)品及產(chǎn)量為：黃磷18萬t，工業(yè)磷酸420萬t，三氯化磷30萬t，食品級磷酸5萬t，電子級磷酸2萬t，三聚磷酸鈉25萬t，六偏磷酸鈉10萬t，草甘膦15萬t，亞磷酸二甲酯1萬t，飼料磷酸鈣10萬t，工業(yè)磷酸一銨40萬t。總產(chǎn)值達378.9億元。

2.4 產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)

湖北省現(xiàn)階段磷化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)如圖3所示。高品位磷礦無需采選，通過有機溶劑萃取法精制黃磷，或進一步制得精細磷化工產(chǎn)品；中低品位磷礦則需選礦后作為精細磷化工原料。

3 湖北省磷礦資源對磷化工貢獻率測算

為了體現(xiàn)磷礦資源開發(fā)、磷化工行業(yè)的生產(chǎn)特點及其影響關(guān)系，對2013年的湖北磷礦及磷化工數(shù)據(jù)進行統(tǒng)計，以P2O5（100%）的量作為指標進行轉(zhuǎn)換，體現(xiàn)投入、產(chǎn)出計量一致性的原則。

3.1 概念

磷化工產(chǎn)值單耗反映每萬元磷化工產(chǎn)值耗用不同品位磷資源數(shù)量，真實地反映磷化工與磷資源最本質(zhì)的關(guān)系；磷化工磷經(jīng)濟效率表示每單位磷化工產(chǎn)品產(chǎn)生的經(jīng)濟效益；磷化工經(jīng)濟貢獻率量化地反映磷礦品位在磷化工生產(chǎn)中的重要性［9］。

圖3 2013年湖北省磷化工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Structure of phosphorus chem ical industry in Hubei province in 2013

3.2 基礎(chǔ)數(shù)據(jù)及結(jié)果分析

2013年，湖北省磷化工總產(chǎn)值為1 641.1億元，其中以高、中、低品位磷礦為原料的磷化工產(chǎn)品磷礦資源使用量分別為11.7萬t、619.9萬t、538.1萬t；產(chǎn)值分別為22.5億元、1 032.6億元、586億元。2013年，湖北省以高、中、低品位磷礦為原料的磷化工產(chǎn)值增長率分別為4.3%、9.8%、8.7%，湖北省磷化工產(chǎn)值增長率為13.4%。

2013年，湖北省磷化工經(jīng)濟貢獻率統(tǒng)計見表1。

由表1可知，磷化工產(chǎn)值單耗在以高品位磷礦為原料時最低，低品位磷礦為原料時最高；磷化工磷經(jīng)濟效率在以高品位磷礦為原料時最高，低品位磷礦為原料時最低；磷化工經(jīng)濟貢獻率以中品味和低品位磷礦為原料時較高。

這說明，目前雖然高品位磷礦的開采和加工利用相對簡單，其對磷化工經(jīng)濟的帶動作用正在減弱；相反地，中低品位磷礦開發(fā)利用雖然難度較大，但是其對磷化工經(jīng)濟的帶動作用正在加強，且今后會越來越明顯。

表1 2013年湖北省磷化工經(jīng)濟貢獻率統(tǒng)計Tab.1 Econom ic contribution rate statistics of phosphorus chem ical industry in Hubei province in 2013

由于湖北省磷礦資源儲量以中低品位磷礦占絕大部分，應該向提高以中低品位磷礦為原料時的磷化工的經(jīng)濟貢獻率方向發(fā)展，即加大對中低品位磷礦的開采和提升對應的磷化工產(chǎn)品技術(shù)水平；向以降低中低品位磷礦為原料的磷化工產(chǎn)品的單耗方向發(fā)展，即不斷提高磷礦的開采技術(shù)，不斷提升對應的精細磷化工產(chǎn)品的生產(chǎn)技術(shù)。

4 湖北省磷化工轉(zhuǎn)型發(fā)展路徑構(gòu)建

由于湖北省磷資源儲備高品位磷礦少、中低品位磷礦多，磷資源開發(fā)利用必須走“從低附加值向高附加值升級，從高能耗、高污染向低能耗、低污染升級，從粗放型向集約型升級”的發(fā)展道路，控制并治理經(jīng)濟增長帶來的環(huán)境問題，走可持續(xù)發(fā)展之路。

強調(diào)優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)和產(chǎn)業(yè)布局，注重發(fā)展精細和高技術(shù)磷化工產(chǎn)品，使磷復肥產(chǎn)值占磷化工產(chǎn)值的比重下降到35%，精細磷化工高端產(chǎn)值占磷化工產(chǎn)值的比重上升到50%；加快安全高效、綠色礦山建設(shè)步伐；實現(xiàn)全層開采、貧富兼采，提高低品位磷礦利用率；推進企業(yè)重組，擴大規(guī)模，制定磷礦資源綜合利用的行業(yè)及企業(yè)技術(shù)標準。

5 結(jié)語

湖北省磷資源儲備高品位磷礦少、中低品位磷礦多，故需走“從低附加值向高附加值升級，從高能耗、高污染向低能耗、低污染升級，從粗放型向集約型升級”的發(fā)展道路。需以國家產(chǎn)業(yè)政策和市場為指導，以企業(yè)為基本，以科技進步和技術(shù)創(chuàng)新為推動力，以建設(shè)現(xiàn)代化礦山發(fā)展為前進方向，以提高精細磷化工、資源綜合利用水平為重點，調(diào)整磷產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向精細高端化發(fā)展，堅持走科技含量高、經(jīng)濟效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的循環(huán)經(jīng)濟之路，做強做優(yōu)磷化工，不斷促進磷產(chǎn)業(yè)持續(xù)快速健康發(fā)展。

（致謝：感謝湖北省經(jīng)濟和信息化委員會和湖北省統(tǒng)計局的大力支持!）

［1］常蘇娟，朱杰勇，劉益，等.世界磷礦資源形勢分析［J］.化工礦物與加工，2010，39（9）：1-5.

［2］中華人民共和國國家統(tǒng)計局.中國統(tǒng)計年鑒［M］.北京：中國統(tǒng)計出版社.

［3］嚴煒.湖北省磷礦產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略研究［D］.武漢：中國地質(zhì)大學，2014.

［4］湖北省統(tǒng)計局，國家統(tǒng)計局湖北調(diào)查總隊.湖北統(tǒng)計年鑒［M］.北京：中國統(tǒng)計出版社.

［5］湖北省國土資源廳.湖北找礦突破戰(zhàn)略行動實施方案（2011-2020年）［R］.

［6］魏鵬.我國磷礦分布特點及主要開采技術(shù)［J］.武漢工程大學學報，2011，33（2）：108-110.

［7］劉仲紅，李小林，李書濤.合理確定湖北省磷礦“三率”指標及措施建議［J］.資源環(huán)境與工程，2014，28（5）：743-749.

［8］蔣俊.中低品位磷礦的開發(fā)利用途徑［J］.礦產(chǎn)綜合利用，2014，（4）：16-19.

［9］黎斌林.中、美礦產(chǎn)資源產(chǎn)業(yè)的經(jīng)濟貢獻率研究［J］.特區(qū)經(jīng)濟，2013，（11）：59-60.

Supporting Role of Phosphate Rock Resources for Transformation of Phosphorus Chem ical Industry in Hubei Province

ZHANG Li，CHENG Biao，F(xiàn)ENG Bing，GUAN Hong-liang，LIU Han-hong，GAO Fei
（School of Chemistry and Enviromental Engineering，Wuhan Institute of Technology，Wuhan 430074，China）

The present situation of phosphate rock resources and phosphorus chemical industry in Hubei province were briefly introduced.Effect of phosphate rock resources on phosphorus chemical industry was quantitatively analyzed.The development direction and transformation path of phosphorus chemical industry in Hubei province was proposed.

phosphate rock；phosphorus chemical industry；transformation

TD 985

A

1672-5425（2015）07-0022-04

10.3969/j.issn.1672－5425.2015.07.006

湖北省科技支撐計劃資助項目（2014BDF010）

2015-04-24

張莉（1966－），女，湖北武漢人，教授，研究方向：水污染控制工程及清潔生產(chǎn)。