張莉，成彪，馮兵，關(guān)洪亮，劉漢紅，高菲

（武漢工程大學(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北武漢 430074）

湖北省磷礦資源對(duì)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(xué)化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院，湖北武漢 430074）

簡(jiǎn)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(duì)磷化工的影響，指出了湖北省磷礦資源開(kāi)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(jí)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(guó)民經(jīng)濟(jì)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(yīng)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(kāi)發(fā)與利用直接關(guān)系到世界糧食安全及人類(lèi)的生產(chǎn)發(fā)展［1］。

我國(guó)是世界上最大的磷礦石生產(chǎn)國(guó)，2014年，磷礦基礎(chǔ)儲(chǔ)量為203億t［2］，2013磷礦石產(chǎn)量為10 851.14萬(wàn)t，占世界總產(chǎn)量的48%。湖北省磷礦儲(chǔ)備量大，2013年磷礦石產(chǎn)量達(dá)到1 876.6萬(wàn)t，居全國(guó)第一，約占全國(guó)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(jí)及合理開(kāi)發(fā)利用，將對(duì)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(kāi)發(fā)利用現(xiàn)狀

1.1 湖北省磷資源分布及特點(diǎn)

1）儲(chǔ)量大

2010 ～2013年間，湖北省新增磷礦儲(chǔ)量26.7億t，累計(jì)探明磷礦儲(chǔ)量達(dá)50.6億t，占全國(guó)24.9%，超過(guò)云南，排名升至全國(guó)第一［3］。

2）分布集中

湖北省磷資源儲(chǔ)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(yáng)、荊門(mén)、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(yáng)磷礦保有量為6.3億t，占全省的14%；荊門(mén)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(kāi)采量1 876.6萬(wàn)t，主要集中在宜昌、襄陽(yáng)、荊門(mén)、神龍架、孝感這5個(gè)地方，其中宜昌的全年開(kāi)采量為888.8萬(wàn)t，占全省的47%；襄陽(yáng)362.9萬(wàn)t，占全省的19%；荊門(mén)317.0萬(wàn)t，占全省的17%；神龍架106.1萬(wàn)t，占全省的6%；孝感172.4萬(wàn)t，占全省的9%。除以上5個(gè)地方外，其它地方年開(kāi)采量只占全省的1%。

圖1 湖北省2013年磷礦資源保有量及開(kāi)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(dá)53%和46.2%。2013年，湖北省磷礦實(shí)際開(kāi)采量1 876.6萬(wàn)t，其中高品位磷礦81.5萬(wàn)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(wàn)t，主要分布于神龍架、?？?、遠(yuǎn)安、夷陵等地44處礦區(qū)；低品位磷礦1 178.7萬(wàn)t，主要分布于恩施、孝感、興山、鐘祥、遠(yuǎn)安等地61處礦區(qū)［5］。具體情況見(jiàn)圖2。

圖2 湖北省2013年各品位磷礦開(kāi)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(kāi)采技術(shù)

湖北省磷礦露天開(kāi)采企業(yè)只有3家，其余都為地下開(kāi)采，其中淺孔房柱法是應(yīng)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(kāi)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(kāi)采、采選一體化綜合開(kāi)發(fā)利用模式，礦石回采率可達(dá)95%以上，接近當(dāng)前國(guó)際先進(jìn)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(yùn)用較多［8］，湖北東圣化工集團(tuán)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(wàn)t，加工利用率達(dá)到80%，全省重點(diǎn)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(fù)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(yáng)和荊門(mén)。宜昌市建立了猇亭、宜都、夷陵、遠(yuǎn)安等8個(gè)磷化工工業(yè)園區(qū)；襄陽(yáng)市創(chuàng)建武安磷化工循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園，以四川龍蟒集團(tuán)和興發(fā)集團(tuán)為龍頭企業(yè)，規(guī)劃實(shí)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(tuán)）化工股份有限公司為龍頭企業(yè)，帶動(dòng)集團(tuán)二級(jí)單位及周邊企業(yè)，其精細(xì)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(wèn)題。2013年，湖北省磷肥產(chǎn)量572.2萬(wàn)t（折P2O5100%），占全國(guó)磷肥總量的35.2%；磷復(fù)肥產(chǎn)品及產(chǎn)量為：磷酸一銨（MAP） 859萬(wàn)t、磷酸二銨（DAP）443萬(wàn)t、氮磷鉀復(fù)合肥2 300萬(wàn)t、普鈣992萬(wàn)t、鈣鎂磷肥135萬(wàn)t，總產(chǎn)值達(dá)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(fèi)、污染嚴(yán)重、產(chǎn)品附加值低等問(wèn)題。省內(nèi)磷酸及磷酸鹽產(chǎn)品共20余種，主要為工業(yè)級(jí)、食品級(jí)、醫(yī)藥級(jí)、電子級(jí)磷酸，牙膏級(jí)、食品級(jí)、工業(yè)級(jí)磷酸鈣、鉀、鈉鹽，工業(yè)級(jí)磷酸一銨、磷酸亞鐵鋰、復(fù)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(wàn)t，工業(yè)磷酸420萬(wàn)t，三氯化磷30萬(wàn)t，食品級(jí)磷酸5萬(wàn)t，電子級(jí)磷酸2萬(wàn)t，三聚磷酸鈉25萬(wàn)t，六偏磷酸鈉10萬(wàn)t，草甘膦15萬(wàn)t，亞磷酸二甲酯1萬(wàn)t，飼料磷酸鈣10萬(wàn)t，工業(yè)磷酸一銨40萬(wàn)t。總產(chǎn)值達(dá)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(wú)需采選，通過(guò)有機(jī)溶劑萃取法精制黃磷，或進(jìn)一步制得精細(xì)磷化工產(chǎn)品；中低品位磷礦則需選礦后作為精細(xì)磷化工原料。

3 湖北省磷礦資源對(duì)磷化工貢獻(xiàn)率測(cè)算

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

3.1 概念

磷化工產(chǎn)值單耗反映每萬(wàn)元磷化工產(chǎn)值耗用不同品位磷資源數(shù)量，真實(shí)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(jì)效率表示每單位磷化工產(chǎn)品產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益；磷化工經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)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(wàn)t、619.9萬(wàn)t、538.1萬(wàn)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(zhǎng)率分別為4.3%、9.8%、8.7%，湖北省磷化工產(chǎn)值增長(zhǎng)率為13.4%。

2013年，湖北省磷化工經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率統(tǒng)計(jì)見(jiàn)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(shí)最低，低品位磷礦為原料時(shí)最高；磷化工磷經(jīng)濟(jì)效率在以高品位磷礦為原料時(shí)最高，低品位磷礦為原料時(shí)最低；磷化工經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率以中品味和低品位磷礦為原料時(shí)較高。

這說(shuō)明，目前雖然高品位磷礦的開(kāi)采和加工利用相對(duì)簡(jiǎn)單，其對(duì)磷化工經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)作用正在減弱；相反地，中低品位磷礦開(kāi)發(fā)利用雖然難度較大，但是其對(duì)磷化工經(jīng)濟(jì)的帶動(dòng)作用正在加強(qiáng)，且今后會(huì)越來(lái)越明顯。

表1 2013年湖北省磷化工經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率統(tǒng)計(jì)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(chǔ)量以中低品位磷礦占絕大部分，應(yīng)該向提高以中低品位磷礦為原料時(shí)的磷化工的經(jīng)濟(jì)貢獻(xiàn)率方向發(fā)展，即加大對(duì)中低品位磷礦的開(kāi)采和提升對(duì)應(yīng)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(kāi)采技術(shù)，不斷提升對(duì)應(yīng)的精細(xì)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(chǔ)備高品位磷礦少、中低品位磷礦多，磷資源開(kāi)發(fā)利用必須走“從低附加值向高附加值升級(jí)，從高能耗、高污染向低能耗、低污染升級(jí)，從粗放型向集約型升級(jí)”的發(fā)展道路，控制并治理經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)帶來(lái)的環(huán)境問(wèn)題，走可持續(xù)發(fā)展之路。

強(qiáng)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(xì)和高技術(shù)磷化工產(chǎn)品，使磷復(fù)肥產(chǎn)值占磷化工產(chǎn)值的比重下降到35%，精細(xì)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(shí)現(xiàn)全層開(kāi)采、貧富兼采，提高低品位磷礦利用率；推進(jìn)企業(yè)重組，擴(kuò)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(biāo)準(zhǔn)。

5 結(jié)語(yǔ)

湖北省磷資源儲(chǔ)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(jí)，從高能耗、高污染向低能耗、低污染升級(jí)，從粗放型向集約型升級(jí)”的發(fā)展道路。需以國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和市場(chǎng)為指導(dǎo)，以企業(yè)為基本，以科技進(jìn)步和技術(shù)創(chuàng)新為推動(dòng)力，以建設(shè)現(xiàn)代化礦山發(fā)展為前進(jìn)方向，以提高精細(xì)磷化工、資源綜合利用水平為重點(diǎn)，調(diào)整磷產(chǎn)品結(jié)構(gòu)向精細(xì)高端化發(fā)展，堅(jiān)持走科技含量高、經(jīng)濟(jì)效益好、資源消耗低、環(huán)境污染少的循環(huán)經(jīng)濟(jì)之路，做強(qiáng)做優(yōu)磷化工，不斷促進(jìn)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(jì)和信息化委員會(huì)和湖北省統(tǒng)計(jì)局的大力支持!）

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

［2］中華人民共和國(guó)國(guó)家統(tǒng)計(jì)局.中國(guó)統(tǒng)計(jì)年鑒［M］.北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社.

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

［4］湖北省統(tǒng)計(jì)局，國(guó)家統(tǒng)計(jì)局湖北調(diào)查總隊(duì).湖北統(tǒng)計(jì)年鑒［M］.北京：中國(guó)統(tǒng)計(jì)出版社.

［5］湖北省國(guó)土資源廳.湖北找礦突破戰(zhàn)略行動(dòng)實(shí)施方案（2011-2020年）［R］.

［6］魏鵬.我國(guó)磷礦分布特點(diǎn)及主要開(kāi)采技術(shù)［J］.武漢工程大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，33（2）：108-110.

［7］劉仲紅，李小林，李書(shū)濤.合理確定湖北省磷礦“三率”指標(biāo)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(kāi)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(jì)貢獻(xiàn)率研究［J］.特區(qū)經(jīng)濟(jì)，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(jì)劃資助項(xiàng)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)。