李英翔,蔣太光,劉 紅
(云南省磷化工協會,云南 昆明 650228)
“十三五”以來,云南省磷化工行業的產能基本維持在一個穩定水平,主要產品仍然是磷礦石、磷酸二銨(DAP)、磷酸一銨(MAP)、重過磷酸鈣(GTSP)、過磷酸鈣(SSP)、黃磷和飼料級磷酸氫鈣等。2020年云南省主要磷化工產品產量占全國總產量的比重分別為: 磷礦28.24%、磷肥27.0%、黃磷56.1%、飼料級磷酸氫鈣58.89%。近幾年磷化工產品結構得到一定優化,三元素復合肥、飼料級磷酸鈣鹽、濕法凈化磷酸產能有較大幅度增長,但基礎肥料磷酸二銨、磷酸一銨和過磷酸鈣等則由于市場因素,裝置能力沒有得到充分發揮。云南省磷化工行業在云南省和全國的地位沒有得到充分體現和展示。云南省磷化工行業總體發展還是以基礎原料為主,在深度、精度加工等方面還需要強化,在綠色發展方面需要思考和深耕。
云南省磷化工行業以基礎原料和基礎肥料生產為主。近年來,各企業積極進行轉方式、調結構,以適應市場發展需要,產品結構發生了可喜的變化。在磷礦石開采量、加工量基本不變的情況下,下游產品結構發生了較大的變化。例如,濕法磷酸凈化技術的應用使得高品質凈化磷酸從無到有,云南磷化集團??诹讟I有限公司建成10 萬t/a 凈化磷酸裝置,2017 年全面達產達標[1];積極踐行國家“化肥使用量零增長”行動方案和減肥增效的戰略部署,減少低濃度和單一養分肥料產品,增加高濃度磷復肥和復合肥產品。
2017 年—2020 年云南省磷化工各產品產量具體見表1。

表1 2017—2020年云南省磷化工各產品產量 萬t
2017 年以來,云南省磷化工產品產量總體穩定。全省的磷復肥總量基本持平,高濃度磷復肥在去產能、減量保價、維持市場秩序中,產量得到有效控制;過磷酸鈣產量受市場以及產品結構調整的影響,有較大幅度的下降;飼料級磷酸氫鈣產量由2017年的164.7萬t增加到2020年的259.1萬t,增幅為57.3%;黃磷則受環境整治和市場因素的影響,產量逐漸降低,由2017年的81.7萬t減少到2020年的42.5萬t,減少了48%。
各企業在磷石膏綜合利用、硫酸尾氣治理、余熱發電、硫酸低溫位熱能回收、濕法磷酸凈化、磷肥副產氟硅酸制氫氟酸、黃磷“三廢”治理、磷系材料方面的技術研發均取得了突破,部分技術已經得到產業化應用。
云南云天化股份有限公司與中國農業大學等科研院校合作,成立了專門的研究機構,開展新型肥料和現代化農業研究開發,并取得了較好的成效。
昆明理工大學等單位利用磷礦漿特有的化學性質以及磷酸生產企業特有的優勢開發了磷礦漿煙氣脫硫技術,已經完成中試,并在工業化裝置上投入使用[1]。
云南云天化股份有限公司與四川大學合作的非磷酸鹽沉淀法脫除濕法磷酸中金屬陽離子技術、連續法生產聚磷銨技術開發已經結題,其中連續法生產聚磷酸銨技術已經進入生產建設階段。
云南省化工設計院有限公司繼續推廣硫酸余熱利用技術,云南省所有大型硫黃制酸裝置全部使用了該項技術,大大提高了硫黃制酸裝置的熱能利用水平。
中石化南京工程有限公司于2008 年在云南天安化工有限公司建成了3 萬t/a 硫化氫制酸裝置;2017 年云南省化工設計院有限公司與孟莫克公司合作建設了7 萬t/a 硫化氫制酸裝置,完全回收50萬t/a 合成氨裝置產生的硫化氫尾氣。該工藝利用硫化氫噴入焚燒爐內與空氣混合燃燒,生成的二氧化硫氣體并入硫酸裝置生產硫酸,徹底解決了合成氨裝置副產硫化氫氣體對環境的污染問題,并且產生了經濟效益。
云南彌勒市磷電化工有限責任公司、云南宣威磷電有限責任公司兩家企業先后完成了黃磷生產裝置的節能環保改造,尤其是在環保方面大大地改變了黃磷生產面貌,現場環境得到極大的改觀,雙雙進入我國先進黃磷生產企業行列。云南江磷集團股份有限公司和云南澄江華業磷化工有限責任公司實施了黃磷爐尾氣綜合利用技術改進,現場環境得到較大改善。
2017 年,云南云天化股份有限公司與甕福(集團)有限責任公司合作建成以氟硅酸為原料的氫氟酸生產裝置,是云南省磷礦石中氟資源高端利用技術的開端。
云南中低品位膠磷礦比例高,占全省磷資源總量的90%以上,且礦物組成復雜,礦石品質差,可直接利用的富礦少;磷礦的礦體賦存地質條件差,礦體薄,傾角緩,開采難度大;礦石類型以混合型(硅鈣型)最多,此類磷礦結構復雜,選礦工藝流程長、技術難度大、成本高,不具備選礦競爭優勢。
2018年全國磷石膏產生量約為7 800萬t,綜合利用量約3 100萬t,綜合利用率(含礦坑充填)約39.7%;2019 年全國磷石膏產生量約為7 500 萬t,綜合利用量約3 000 萬t,綜合利用率(含礦坑充填)約40%。我國每年新增堆存磷石膏近5 000萬t,歷史堆存量約5.5億t。
2018年,云南省產生磷石膏量2 274萬t,利用量516萬t,利用率僅達到22.7%;2019年,云南省產生磷石膏量2 204萬t,利用量341萬t,利用率僅達到15.5%;2020 年,云南省產生磷石膏量2 455萬t,利用量496萬t,利用率僅達到20.2%。
云南省磷石膏主要用于生產水泥緩凝劑和紙面石膏板等,目前庫存磷石膏量約有2 億t。云南省磷石膏綜合利用率不到全國磷石膏利用率的一半,與其他省份的磷石膏綜合利用率有較大差距。2018年貴州省提出了全面實施磷石膏“以用定產”政策,并制定了多項措施,促進磷石膏的綜合利用;湖北省也出臺了磷石膏綜合利用的相關政策,加大磷石膏綜合利用力度。
按照國家對一般固體廢棄物的利用要求,云南省磷石膏利用率還比較低,磷石膏綜合利用量近幾年沒有取得根本性突破,為滿足政府要求,保持現有水平發展,將面臨嚴峻挑戰。
化肥和黃磷行業產能嚴重過剩、同質化競爭激烈,近幾年的市場格局仍然不會變,過剩產能的消化時間會很漫長。目前國內化肥和黃磷行業差異化競爭能力不足,而國際競爭對手在快速成長,如摩洛哥磷酸鹽(OCP)公司近幾年發展較快,磷肥產量世界第一,越南和哈薩克斯坦黃磷行業快速發展,使得我國磷肥和黃磷出口在國際、國內競爭更加激烈。
化肥和黃磷行業產業轉型、結構調整過程艱難,新產業在效益上沒有形成有效支撐,使產品的市場競爭力受到影響,新產品成本偏高,銷量不足,行業的盈利水平持續偏低或下降,企業經營面臨較大壓力和風險。
十八大以來,國家高度重視污染防治,地方政府加大環保督查和執法力度。在“三廢”治理上,政府部門不僅要求排放尾氣24 h在線監測,同時要求對尾氣進行“脫白”;對“三廢”無組織排放的企業,要求收集后按有組織排放進行整治;對生產現場進行雨污分流、清污分流等整治,嚴格落實“三磷”整治要求。這些環保整治,對于現有磷化工行業不僅需要投入大量的資金進行改造,而且在裝置運行中,也面臨嚴峻的管理壓力,環境污染風險仍然存在。
近年來,受濕法磷酸凈化技術不斷提高、部分濕法磷酸替代了熱法磷酸以及全球宏觀經濟形勢影響,全球黃磷年貿易量不斷下降,由2002 年的20萬t下降到2020年的18萬t。
2008 年以前我國是全球最大的黃磷出口國,但隨著國家對黃磷出口關稅的提高(現為20%),近幾年黃磷出口量不斷下降,由2015 年的9 775 t下降到2019 年的約1 300 t,2020 年出口量僅為86.4 t。云南省是我國黃磷的主要產地,也是黃磷出口主要省份,由于出口關稅偏高,企業的成本增加,基本退出了國際市場。黃磷出口關稅的提高直接影響黃磷產能發揮。
云南省的磷化工產品不論是磷銨,還是黃磷,主要是作為基礎原料銷售,在東北、西北等地區大量使用,遠離終端市場。云南省與貴州、湖北等省份相比,物流成本高,降低了云南省磷化工產品的競爭能力,給行業帶來挑戰。
國家通過提高環保、安全、能耗標準等手段,鼓勵扶持優秀企業,淘汰落后產能,推動產業結構調整,用轉方式、調結構推動肥料產業向著“生態、環保、綠色、安全”方向發展。農業部制定了《到2020 年化肥使用量零增長行動方案》《水肥一體化技術指導意見》《推進水肥一體化實施方案(2016—2020 年)》《開展果菜茶有機肥替代化肥行動方案》,國務院制定了《土壤污染防治行動計劃》(簡稱“土十條”),在未來幾年,市場將向具有資源優勢、技術優勢和市場競爭優勢的企業集中。云南省磷肥企業在結構調整、技術創新、安全環保和節能減排等方面積累了大量經驗,同時較多企業獲得了綠色工廠和綠色產品榮譽,在新的競爭環境中擁有更多機會。
企業生產裝置做到廢水“零排放”,磷石膏渣場的使用和管理達到全國領先水平,尾氣排放部分達到超低排放,滿足目前國家環保的嚴格要求,在成本和品質控制上培養出一批優秀的專業隊伍和操作能手;同時積極開展技術研發,調整產品結構,如大力開發新型肥料,以作物營養研究為基礎,發展增值(增效)肥料、作物專用配方肥、有機-無機復混肥料、水溶性肥料、微生物肥料、綠色生態肥料等新型肥料,直接或間接地為作物提供必需的營養成分,調節土壤酸堿度,改良土壤結構,改善土壤理化性質和生物學性質,調節或改善作物的生長機制;改善肥料品質和性質,提高土壤肥力和作物品質,切實為農民的增產增收著想,減少了化肥的施用量,提高了化肥利用率,同時增加了產品的附加值。
越南、哈薩克斯坦是目前主要的黃磷出口國。2020 年,越南的黃磷產能達到12 萬t,產量約10萬t,出口量近9萬t;哈薩克斯坦黃磷產能12萬t,產量10.5 萬t,出口量約8.5 萬t。由于其磷礦自身稟賦等原因,所產黃磷可以達到國際市場對于普通黃磷的要求。
云南省黃磷出口的優勢主要在于品質更高,有害物質砷含量更低,云南黃磷w(砷)在0.008%~0.015%,哈薩克斯坦黃磷w(砷)在0.02%以上,越南黃磷w(砷)在0.010%~0.020%。相同或者相近的價格條件下,云南省黃磷具有更大的競爭優勢,在國際市場有較大的市場潛力。
云南省磷資源儲量大,主要分布在滇池周邊、撫仙湖周邊和滇東北等地區,分布較集中。云南云天化股份有限公司的國家磷資源開發利用工程技術研究中心經過多年持續技術研發,攻克了中低品位膠磷礦浮選產業化的世界性難題,形成了具有自主知識產權的工程化、產業化新技術、新工藝、新設備、新產品和集成技術等,如:大型智能化膠磷礦柱浮選技術、兩段旋流器開路旋流分級新工藝、大型浮選柱新型氣泡發生器、新型高效綠色正浮選捕收劑、中低品位膠磷礦浮選技術開發與產業化集成技術等。
磷礦采選方面,云南省磷礦企業大部分都是國家綠色礦山示范單位,具有較高效率的浮選設備和技術,浮選產率70%左右;化肥行業擁有“836”大型磷復肥集成技術、濕法磷酸凈化技術和50萬t/a飼料級磷酸氫鈣生產的專有裝備技術;磷復肥行業大多被工業和信息化部或石油、化工等行業協會授予綠色工廠稱號。
云南省是我國最早的磷化工基地,具有較豐富的生產組織經驗和生產技術積淀,員工的基本素質、技術能力等具有一定優勢,在產品品質控制、生產成本控制和節能減排等方面都處于領先行列。例如,磷酸綜合能耗和磷收率處于國際、國內先進水平,硫酸、磷酸等多個裝置被列入全國領跑標桿;黃磷能耗較低,有較強的競爭潛力。
全面升級磷酸二銨、過磷酸鈣和鈣鎂磷肥功能,突出產品的成本優勢和使用優勢,形成差異化競爭力。以作物營養需求為導向和研究基礎,大力發展新型肥料,生產增值增效的專用肥。結合現代農業和作物需求,從生產制造型企業向“產品+示范+服務”型企業轉變。生產精準產品,使化肥滿足現代農業和作物的需求,化肥的利用率高于全國利用率39%的平均水平。降低化肥使用量,實現減肥增效,服務于云南高原特色農業和現代農業,提高農產品品質和附加值,達到農民和企業雙贏。
云南省高濃度DAP 在國際市場上具有多年的競爭經驗,保持一定的出口量,維護國內市場合理供給量、穩定國內價格是化肥行業“減量保價”的有效辦法?;市袠I主管部門保持與高濃度磷復肥企業的高度溝通協調,并使該機制有效運行,使相關磷酸一銨、磷酸二銨生產企業的步調一致,保持市場的穩定。
云南省黃磷產品具有較高的品質優勢,黃磷企業要緊密團結,積極爭取政府支持,降低和取消出口關稅,參與國際競爭。
磷肥行業和黃磷行業通過積極拓展國際市場,輸出部分產能,解決國內產能嚴重過剩難題,同時從各個環節有效降低生產成本,發揮產能優勢,提高磷化工的競爭能力。
無機磷化工產品主要以黃磷(或精制濕法磷酸)為原料進行再加工生產,屬二次加工類產品。而眾多二次加工無機磷化工產品如磷化物(三氯化磷、三氯氧磷、五氧化二磷、五硫化二磷等),高純級磷酸(食品、電子或試劑類等),焦磷酸鹽(焦磷酸鈉、焦磷酸鉀等),次磷酸鈉,聚磷酸銨,食品級、醫藥級及特種磷酸鹽產品,以及其他下游衍生物和精細化學品等的生產主要集中于華東、中南等沿海地區,生產企業較少,產能、產量低,裝置規模較小,環境污染也相對較?。?]。云南主要無機磷化工產品是電子級磷酸、高純度五氧化二磷、高品質多聚磷酸、食品級磷酸、高品質聚磷酸銨等,但產能及產量低。在我國每年進口的磷化工產品中,偏磷酸、焦磷酸及多磷酸產品還占有相當比例,云南省精細磷化工除擴大現有產能外,需要重點發展目前我國進口的適合市場需求的精細磷化工產品。
磷復肥生產中,氟回收系統運行的好壞直接影響磷肥生產的運行效率,應該像重視磷的收率一樣重視氟的收率,將其納入生產管理的重要指標。同時應充分利用好回收的氟資源,生產高附加值無水氟化氫或含氟相關產品,拉長磷復肥產業鏈,增強其綜合競爭力。
節能減排和污染防治是一項長期而艱辛的任務。磷化工產品的競爭是成本和品質的競爭。采用新技術對裝置進行技術改造,減少排放、降低消耗、減少損失。持續開展節能減排改造,建設綠色工廠、生產綠色產品,用數字化管理手段完善企業的經營管理活動,使磷化工企業逐步走上現代化企業的行列,保持磷化工裝置長期安全穩定良好運行,并持續發揮云南省磷化工行業的優勢,提高磷化工的經營效益。
加強環境保護力度、減少污染物排放是磷化工行業必須跨越的一道門檻。按“綠水青山就是金山銀山”的發展理念,以及堅持節約資源和保護環境基本國策要求,結合云南省磷石膏產生、堆存情況及其他省份磷石膏資源綜合利用實際情況,積極與政府溝通協調,尋求政策支持。企業將磷石膏綜合利用作為一種產業進行規劃,作為磷復肥核心競爭力進行培育。下大力氣推動磷石膏在建材產品、化工產品等方面的資源化利用,延伸磷肥下游產業鏈,持續增強磷復肥的生命力和競爭力。促進化肥行業健康、綠色發展,打造百年老店,為云南省的生態文明、經濟建設做出新的貢獻。
云南省磷化工行業雖然面臨嚴峻的挑戰(資源貧化和產能嚴重過剩問題),但也有優勢和機遇。因此,我們應該從技術和產品結構調整上下功夫。
一是繼續深化低品位高硅膠磷礦浮選工藝技術研究、裝備技術研究,實現磷礦資源高效利用。如:進一步加強研究反浮選體系倍半氧化物的脫除工藝和試劑,使之更適應云南膠磷礦的浮選,以獲得更高品質的磷精礦,同時繼續開展尾礦綜合利用研究,實現磷礦資源化利用。
二是開展濕法磷酸深度凈化技術研究,解決各種產品品質問題;開展濕法磷酸生產少產或不產磷石膏的技術研究,從而減少磷石膏產生量。
三是結合現代農業,針對作物需求,持續開展磷復肥的研究工作,使農產品產量、品質和效益等得到有效提高,并且形成針對不同作物的化肥施用標準,使化肥在現代農業應用中有標可依,從而提高化肥的利用率,減少化肥施用量,改善生態環境。
四是發揮云南省黃磷生產技術優勢,突出產品品質和成本優勢,不斷拓展國內、國際市場。同時,以黃磷(或精制濕法磷酸)和氟硅酸為原料生產高附加值產品,延長產業鏈,提高企業效益。
五是發揮協同效應,控制磷化工產品產能,保持市場合理競爭,產業持續健康、綠色發展。