貴州省磷化工產業“十四五”后期發展方向探討

匡國明

（貴州省化學工業協會，貴州 貴陽 550002）

貴州省磷化工產業依托貴州省豐富的磷礦資源優勢發展迅速，目前已成為在國際國內具有較強影響力和競爭力的優勢產業。貴州省現已建成我國重要的現代化磷化工產業基地，形成了磷肥，磷復肥，磷酸鹽，新型肥料及食品級、電子級磷酸鹽產品國家級生產基地。貴州省現有磷化工生產企業100余家，生產磷及磷化工產品百余種，磷化工產能、產量及裝置水平均居全國領先地位，奠定了綠色、低碳、高質量發展的物質基礎和技術支撐。

1 貴州省磷化工產業現狀

2022 年，貴州省磷化工產能為P2O5450 萬t/a，約占全國產能的26%；產量為P2O5350萬t/a，約占全國總產量的20%，在國內具有不可替代的地位。貴州省黃磷產能為35萬t/a，爐渣全部實現資源化利用；爐氣用于生產甲酸、甲酸甲酯、乙二醇等。

2019年貴州省化工行業主營銷售收入1 237億元（約占全省工業銷售收入的10%），其中，磷化工產業銷售收入1 100億元，約占全省化工行業銷售收入的88.92%，磷化工已成為貴州省的優勢產業、特色產業和支柱產業（由于疫情原因，2020年和2021年貴州省磷化工企業約40%未開工，數據不具有代表性）。

貴州省高濃度磷復肥、凈化磷酸、磷系儲能材料、電子級磷酸鹽等生產技術，以及磷礦伴生元素回收、黃磷“三廢”利用技術，在裝置水平、生產能力等方面均處于國內領先水平，在同行業中也享有較高的知名度。

貴州省磷化工產業基地由甕安-福泉和開陽-息烽兩個產業聚集區組成，甕福（集團）有限責任公司（簡稱甕福）和貴州開磷集團有限責任公司（簡稱開磷）是我國磷化工行業的兩張名片，在國際上享有較高的知名度，目前兩大公司合并組成貴州磷化（集團）有限責任公司。

甕福通過引進、吸收和創新發展引領全國磷化工產業高速發展，對我國磷化工產業做出了卓越的貢獻。甕福引進以色列技術建成了全球最大的凈化磷酸和無水氟化氫裝置，并建成了具有自主知識產權的回收磷礦中碘的裝置。20世紀90年代初，甕福引進了普萊昂第四代二水法萃取磷酸技術和裝置，甕福技術人員經過消化、吸收，利用我國結晶技術創新發展使磷酸產量提高30%，成功解決了由于產能提高產生的熱平衡、水平衡問題，各項技術經濟指標均優于原設計，達到國際先進水平。優化制定了我國自主知識產權“8-3-6”（即80萬t/a硫酸，30萬t/a磷酸，60萬t/a磷銨）工程標準設計，在全國推廣應用。20世紀90年代中期，從以色列引進10萬t/a濕法磷酸凈化技術，經消化吸收和創新，在全國推廣應用，為我國高端新型肥料及精細磷酸鹽生產提供凈化磷酸并替代部分熱法磷酸，降低了生產成本。

貴州芭田生態工程股份有限公司在總結90萬t/a冷凍法硝酸磷肥裝置生產經驗基礎上，自主設計了10 萬t/a 冷凍法硝酸磷肥裝置技術，全部設備實現國產化，各項指標優于原設計，為我國發展冷凍法硝酸磷肥提供了技術支持。

貴州川恒化工股份有限公司在總結國內外半水法萃取磷酸生產經驗的基礎上，建成15 萬t/a 半水法磷酸生產裝置，能耗較二水法降低60%，生產成本降低20%。半水法磷酸工藝被國家工業和信息化部確定為二水法磷酸工藝節能技改的方向。利用半水石膏和選礦尾砂拌合充填礦坑，不但解決了磷石膏排放問題，同時解決了選礦“廢渣”堆存問題，為磷石膏和選礦尾砂找到了新的出路。

金正大諾泰爾化學有限公司在新型肥料開發方面做了大量工作，并結合農化服務，提供農灌設備等，是我國新型肥料開發和生產的火車頭。同時其在磷石膏制硫酸副產土壤改良劑方面進行了大量創新，提高了磷石膏制硫酸的經濟效益。

開磷利用磷石膏制建材且實現產業化，為磷石膏的綜合利用做出示范。

貴州甕安興農化工有限公司，利用黃磷尾氣代替焦炭生產鈣鎂磷肥，生產成本降低50%，能耗降低60%，生產條件大幅度改善，摘掉了高污染、高能耗的帽子，為我國鈣鎂磷肥產業開辟了一條新的技術路線，對鈣鎂磷肥產業發展做出了重大貢獻。

貴州開陽國華天鑫磷業有限公司利用黃磷尾氣生產乙二醇，為我國黃磷尾氣資源化利用提供技術支持。

貴州福泉川東化工有限公司在開陽、惠水利用黃磷尾氣生產甲酸聯產聚磷酸鹽和焦磷酸鹽，取得了較好的經濟和社會效益。

貴州安達科技能源股份有限公司（簡稱貴州安達）磷酸鐵和磷酸鐵鋰產量占全國產量的20%以上。

2 貴州省磷化工產業發展中存在的問題

雖然貴州省已成為我國重要的磷化工生產和出口基地，在生產技術、裝置水平等方面處于國際領先水平，但貴州省磷化工產業在發展中也存在不少問題，主要表現在以下幾個方面。

2.1 磷礦資源利用不合理

貴州省每年生產磷化工產品（折P2O5）約350萬t，消耗磷精礦（w（P2O5）≥30%）約1 500萬t，而相應的中低品位磷礦約1 000 萬t 未得到很好的利用，資源浪費大。

2.2 磷化工產品結構不合理

貴州省磷化工產品中90%以上是肥料級磷酸一銨和磷酸二銨，新型肥料、飼料級磷酸鹽、工業級磷酸鹽等產品占比不到10%，高端磷化工產品占比更少，產品結構不合理。

2.3 技術路線、原料路線不合理

貴州省是“富磷缺硫”的省份，而以硫酸為原料生產磷銨，每年消耗硫黃超過200 萬t，全部依賴進口，不利于國家“平”“戰”結合的戰略方針。

貴州省磷化工生產技術路線幾乎全部是硫酸分解磷礦，二水法生產磷酸，再加工成磷復肥或磷酸鹽產品。全省二水法磷酸裝置規模約為P2O5300萬t/a，每年排放磷石膏（干基）約1 500萬t，由于二水法石膏雜質（P、F）含量高，資源化利用難度大，環保壓力大。另外硫酸法生產的磷酸質量差，生產傳統的磷復肥沒有問題，但生產高端磷復肥及磷化工產品時需要凈化；二水法生產的磷酸濃度低，需濃縮，能耗高。二水法已不適應當前發展高純磷化工產品的需求。

2.4 經濟效益差

2019 年貴州省磷化工產業主營收入1 100 億元，銷售利潤不到1%（國外同類型企業利潤率均為5%以上），每年消耗磷精礦（w（P2O5）≥30%）約1 500 萬t，利潤不足10 億元，經濟效益差。因此，如何提高貴州省磷化工產業的經濟效益，是高質量發展必須解決的問題。

3 貴州省磷化工產業“十四五”后期發展方向

3.1 加大中低品位磷礦利用

中低品位磷礦最好的利用途徑是生產黃磷、鈣鎂磷肥和過磷酸鈣，而近30 年，貴州省著重發展高濃度磷銨，忽視了黃磷、鈣鎂磷肥和過磷酸鈣的發展，“十四五”期間應適當扶持。既可以大量消耗中低品位磷礦，也是農業發展的需要。

3.2 磷化工技術路線節能減排升級改造

（1）根據企業發展需要，將二水法生產磷酸改造成二水-半水法或半水-二水法生產磷酸。改造后由于二次結晶除去雜質，磷收率提高，磷酸純度高，磷石膏雜質少，可直接利用，達到節能減排、提質增效的目的。

（2）充分發揮貴州省煤電磷優勢，適當發展硝酸法技術路線。貴州省過去30 年磷化工發展全部走硫酸法路線，磷石膏產生量大，所需原料硫黃還需進口。因此，在“十四五”時期貴州省應依托煤磷電資源優勢發展硝酸法分解磷礦的技術路線，特別是在織金磷礦的開發規劃中應得到重視。

3.3 發展磷系儲能新材料

貴州省磷化工產能巨大，發展傳統精細磷化工產品，市場容納量有限，而且精細化程度越高，市場越小，傳統磷化工產品已經飽和，要找到既有市場、有效益，又充分利用現有技術和物質基礎的產品十分困難。經過調研，磷系儲能新材料應該是貴州省磷化工產業“十四五”后期低碳發展方向之一。

鋰電池材料是鋰離子電池的重要組成部分，是新能源汽車、電化學儲能等產業發展的關鍵基礎材料。磷酸鐵鋰正極材料具有容量大、相對密度低、安全性能高、循環壽命長及性價比高等優點，是最具有應用前景的鋰離子電池正極材料之一。隨著我國新能源產業高速發展，磷酸鐵鋰正極材料、負極材料、電解液、隔膜等關鍵材料需求巨大。

磷酸鐵鋰生產主要原材料是高純磷酸和碳酸鋰，生產磷酸鐵鋰1 t約消耗磷精礦（w（P2O5）≥30%）2 t，因此，磷系儲能新材料產業布局在磷資源產地是十分必要和可行的。貴州省有雄厚的磷化工物質基礎和技術支撐，用一部分產能生產磷系儲能新材料，既可解決當前磷復肥產能過剩問題，提高企業經濟效益，盤活存量，又可滿足國家碳達峰、碳中和的需求。

目前國內磷酸鐵鋰的生產基本上以黃磷為原料，先生產磷酸鐵，再與碳酸鋰反應，生成磷酸鐵鋰。該法工藝簡單、投資省，產品質量好，但成本高。采用濕法磷酸為原料生產磷酸鐵鋰的關鍵是提高磷酸質量。貴州省10 萬t/a 凈化磷酸裝置產品已成功用于食品、電子行業，用于生產磷酸鐵鋰是沒有問題的。特別是貴州磷化（集團）有限責任公司正在建設的40 萬t/a 磷酸凈化裝置，為發展磷系儲能新材料提供了重要的物質和技術支撐。

在產業鏈方面，磷系新能源材料主要包括磷酸鐵、磷酸鐵鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、磷酸酯類阻燃劑等，聚焦鋰電池正極材料、負極材料、電解液、隔膜等關鍵材料和循環梯次綜合利用，規劃堅持三元、磷系兩條路并重，突出培育集“電池級錳鹽—三元前驅體—三元正極材料—新能源汽車動力電池—梯次綜合利用”和“磷酸—磷酸鐵—磷酸鐵鋰材料—儲能或動力電池—梯次綜合利用”為代表的鋰電池正極材料產業鏈。

在產業布局方面主要結合現有產業基礎、資源等條件，磷系儲能新材料產業主要布局在開陽-息烽和甕安-福泉兩個磷化工產業聚集區。

規劃設想：2030年開陽-息烽磷酸鐵、磷酸鐵鋰產能達300 萬t/a，甕安-福泉產能達200 萬t/a，總能力達500萬t/a，其中熱法產能100萬t/a，解決25萬t/a黃磷的深加工問題；濕法產能400萬t/a，所需凈化磷酸P2O5240 萬t/a，由現有磷酸產能中分出100萬t/a改產磷系儲能新材料，新建140萬t/a磷酸裝置，采用半水-二水—凈化的節能工藝，從而達到在結構調整中求發展，盤活存量的目的。

經過5年左右的發展，貴州省磷化工產業結構將得到優化，磷復肥產能占比將由90%下降到50%左右，精細磷化工產能占比由不到10%提高到50%左右，濕熱并舉生產磷系儲能新材料，黃磷產業得到發展，每年可消耗中低品位磷礦400萬t左右。

預計2030 年貴州省電池材料總產值達到1 000億元以上，建設1 個500 億元級、4 個百億元級的鋰電池聚集區，力爭培育形成5家百億元級電池材料行業的領軍企業，建成2個以上具有國內領先水平的鋰電池材料技術研發與檢驗檢測中心。

4 結語

隨著我國碳達峰、碳中和納入生態文明建設整體布局，能源化工等重點行業將迎來新一輪變革。“雙碳”目標的提出對我國磷化工行業綠色低碳發展提出了新的更高的要求。“十四五”后期重點發展磷系儲能新材料，將貴州省建成國內重要的磷系儲能新材料研發、生產和出口基地，將為國家實施碳達峰、碳中和戰略目標做貢獻。