紀(jì)羅軍

(1.全國硫與硫酸工業(yè)信息總站，江蘇南京 210048； 2.南化集團(tuán)研究院，江蘇南京 210048)

我國硫磷鈦工業(yè)十年回顧及展望

紀(jì)羅軍1，2

(1.全國硫與硫酸工業(yè)信息總站，江蘇南京 210048； 2.南化集團(tuán)研究院，江蘇南京 210048)

2006—2016年是我國硫酸、磷肥、鈦白粉工業(yè)快速發(fā)展的時期，2006—2016年硫酸產(chǎn)能年均增長率為9.2%，產(chǎn)量年均增長率為6.6%；磷肥產(chǎn)能年均增長率為4.0%，產(chǎn)量年均增長率為3.2%；鈦白粉產(chǎn)能年均增長率為12.7%，產(chǎn)量年均增長率為11.7%。預(yù)計到2020年硫酸產(chǎn)量約為110 Mt，硫資源表觀消費(fèi)量約為39.5 Mt，磷肥產(chǎn)量有望保持在18.0 Mt，鈦白粉產(chǎn)量約為3.1 Mt?；仡櫫私炅蛩帷⒘追?、鈦白粉技術(shù)進(jìn)展，總結(jié)硫-磷-鈦-鐵循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展。今后硫磷鈦行業(yè)必須加強(qiáng)技術(shù)進(jìn)步和行業(yè)融合發(fā)展，協(xié)同解決廢酸、廢渣、廢氣徹底治理和資源、能源綜合利用，實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展。

硫酸 磷肥 鈦白粉 技術(shù)進(jìn)展 回顧 展望

Abstract: China’s sulphuric acid, phosphate fertilizer and titanium dioxide industry came into the period of rapid development from 2006 to 2016. From 2006 to 2016 the average annual growth rate of sulphuric acid production capacity was 9.2% and the average of yield annual growth rate was 6.6%. The average annual growth rate of phosphate fertilizer production capacity was 4.0% and the average of yield annual growth rate was 3.2%. The average annual growth rate of titanium dioxide production capacity was 12.7% and the average of yield annual growth rate was 11.7%. The sulphuric acid production is expected to be about 110 Mt by 2020, the apparent consumption of sulphur resource is about 39.5 Mt, the yield of phosphate fertilizer is expected to remain 18.0 Mt, the yield of titanium dioxide is about 3.1 Mt. The progress of sulphuric acid, phosphate fertilizer and titanium dioxide in recent ten years was reviewed, and the development of sulphur-phosphorus-titanium-iron circular economy industrial chain is summarized. The future of thiophosphate industry must strengthen the technological progress and industry integration development, collaborative solution waste acid, waste residue, waste gas and comprehensive management of resources, comprehensive utilization of energy to achieve sustainable development.

Keywords: sulphuric acid; phosphate fertilizer; titanium dioxide; technical progress; review; outlook

硫酸、磷肥和鈦白粉是我國重要基礎(chǔ)化工原料，在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中起著舉足輕重的作用。經(jīng)過“十一五”、“十二五”的快速發(fā)展，我國硫磷鈦工業(yè)裝置規(guī)模、技術(shù)裝備水平、清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排、循環(huán)經(jīng)濟(jì)等方面都取得長足進(jìn)步，并且初步構(gòu)建了硫-磷-鈦-鐵循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，行業(yè)之間不斷融合發(fā)展。在經(jīng)歷“十一五”期間高速發(fā)展、“十二五”中低速發(fā)展后，“十三五”期間硫磷鈦工業(yè)既面臨產(chǎn)能過剩、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、化肥零增長、節(jié)能減排、資源能源和核心技術(shù)設(shè)備突破等挑戰(zhàn)，也面臨“一帶一路”、“中國制造2025”升級等發(fā)展機(jī)遇，未來的硫磷鈦工業(yè)將是負(fù)重前行、任重道遠(yuǎn)。

1 硫磷鈦行業(yè)概況[1]

1.1 硫酸產(chǎn)能產(chǎn)量統(tǒng)計

2006—2016年是我國硫酸工業(yè)發(fā)展較快的時期。截止2016年底，硫酸總產(chǎn)能(以H2SO4計)達(dá)到130.0 Mt/a，較2006年的53.7 Mt/a增加1.42倍，2006—2016年硫酸產(chǎn)能年均增長率為9.2%。其中，2016年硫磺制酸產(chǎn)能59.0 Mt/a，較2006年的23.3 Mt/a增加1.53倍，2006—2016年產(chǎn)能年均增長率為9.7%；冶煉煙氣制酸產(chǎn)能38.0 Mt/a，較2006年的11.0 Mt/a增加2.45倍，2006—2016年產(chǎn)能年均增長率為 13.2%；硫鐵礦制酸產(chǎn)能28.0 Mt/a，較2006年的18.8 Mt/a增加49%，2006—2016年產(chǎn)能年均增長率為4.1%。在這10年中，硫酸產(chǎn)能增速呈現(xiàn)前高后低的態(tài)勢，2006—2012年總產(chǎn)能年均增長率達(dá)到13.3%，2012—2016年年均增長率僅為4.6%。隨著下游耗酸產(chǎn)業(yè)發(fā)展緩慢，“十二五”以來國內(nèi)硫酸產(chǎn)能已趨飽和，新增產(chǎn)能較少，主要是冶煉煙氣制酸。2006—2020年我國硫酸產(chǎn)能增長情況(2020年為預(yù)測數(shù)據(jù)，下同)見圖1,2。

圖1 2006—2020年我國硫酸產(chǎn)能增長情況

圖2 2006—2020年硫酸產(chǎn)能年均增長情況

據(jù)中國硫酸工業(yè)協(xié)會核實數(shù)據(jù)，2016年我國硫酸總產(chǎn)量為95.63 Mt，同比下降1.1%；較2006年的50.44 Mt增加89.6%，2006—2016年總產(chǎn)量年均增長率為6.6%。其中，2016年硫磺制酸產(chǎn)量42.90 Mt，同比下降4.4%；較2006年的22.33 Mt增加92.5%，2006—2016年產(chǎn)量年均增長率為6.8%。冶煉煙氣制酸產(chǎn)量33.13 Mt，同比增長9.6%；較2006年的11.63 Mt增加1.85倍，2006—2016年產(chǎn)量年均增長率為11.0%。硫鐵礦制酸產(chǎn)量18.75 Mt，同比下降7.2%；較2006年的15.93 Mt增加17.7%，2006—2016年產(chǎn)量年均增長率為1.6%；其他原料制酸產(chǎn)量0.85 Mt，較2006年的0.55 Mt增加54.5%，2006—2016年產(chǎn)量年均遞增4.4%。

與硫酸產(chǎn)能增長基本保持一致，2006—2011年硫酸產(chǎn)量保持高速增長態(tài)勢，年均增長率為9.4%；2012—2016年年均增長率僅為3.7%。受磷復(fù)肥行業(yè)不景氣的影響，“十二五”以來國內(nèi)硫酸產(chǎn)量增長緩慢。2006—2020年我國硫酸產(chǎn)量增長情況見圖3,4。

圖3 2006—2020年我國硫酸產(chǎn)量增長情況

圖4 2006—2020年硫酸產(chǎn)量年均增長情況

硫酸工業(yè)原料結(jié)構(gòu)一直是硫磺、冶煉煙氣和硫鐵礦3種原料“三足鼎立”，2006年以來原料結(jié)構(gòu)呈現(xiàn)新的變化趨勢。有色冶煉特別是一批大型銅冶煉項目的投產(chǎn)，冶煉酸產(chǎn)量逐年大幅增長，占比由原來的23.0%增長到目前的34.4%，并有繼續(xù)增長的趨勢；硫磺制酸由于有回收硫磺及磷復(fù)肥的支撐，占比基本維持在44%～48%的區(qū)間，并有微弱下降的趨勢。硫鐵礦制酸是我國特有的原料品種，近年來受鐵精粉市場不景氣及環(huán)保的影響，受其他原料制酸沖擊最大，占比由原來的31.6%一路下滑的現(xiàn)在的不足20%，并有繼續(xù)下滑的趨勢。其他原料制酸產(chǎn)量一直處于增長態(tài)勢，但由于數(shù)據(jù)統(tǒng)計的關(guān)系，其他原料制酸產(chǎn)量顯得偏少。受環(huán)保、原料供應(yīng)及下游需求等因素的影響，預(yù)計未來我國硫酸工業(yè)原料結(jié)構(gòu)將呈現(xiàn)“兩大兩小”的新格局，硫磺制酸和冶煉酸占比分別在40%左右，硫鐵礦制酸占比進(jìn)一步下滑到15%左右，其他原料制酸占比上升到5%左右。2006—2020年我國硫酸原料結(jié)構(gòu)變化情況見圖5。

圖5 2006—2020年硫酸原料結(jié)構(gòu)變化情況

1.2 磷復(fù)肥產(chǎn)能產(chǎn)量統(tǒng)計

2006—2016年是我國磷復(fù)肥工業(yè)快速發(fā)展的時期。截止2016年底，磷肥總產(chǎn)能(以P2O5計)達(dá)到23.7 Mt/a，較2006年的16.0 Mt/a增加48.1%，2006—2016年產(chǎn)能年均增長率為4.0%。2006—2010年磷肥產(chǎn)能保持較快增長態(tài)勢，平均年均增長率為7.3%，2011—2016年年均增長率僅為0.7%。

據(jù)中國磷肥工業(yè)協(xié)會核實數(shù)據(jù)，2016年我國磷肥總產(chǎn)量(以P2O5計)為16.62 Mt，同比下降7.4%；較2006年的12.1 Mt增加37.3%，2006—2016年產(chǎn)量年均增長率為3.2%。其中，2016年高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)量為15.39 Mt，較2006年的8.2 Mt增加87.7%，2006—2016年年均產(chǎn)量增長率為6.5%；低濃度磷復(fù)肥產(chǎn)量為1.23 Mt，較2006年的3.9 Mt減少68.5%，2006—2016年產(chǎn)量年均遞減10.9%。2006—2016年的前5年磷肥產(chǎn)量保持較快增長態(tài)勢，年均增長率為7.3%，后6年保持低速增長，年均增長率為0.7%。與磷肥產(chǎn)量增長保持一致，高濃度磷肥產(chǎn)量前5年保持高速增長態(tài)勢，年均增長率為7.2%，后6年保持低速增長，年均增長率僅為2.8%。2006—2016年我國磷肥產(chǎn)能、產(chǎn)量情況及年均增長率對比見圖6,7。

1.3 鈦白粉產(chǎn)能產(chǎn)量統(tǒng)計

2006—2016年我國鈦白粉工業(yè)快速發(fā)展，截止2016年底，鈦白粉總產(chǎn)能達(dá)到3.3 Mt/a，較2006年的1.0 Mt/a增加2.3倍，2006—2016年產(chǎn)能年均增長率為12.7%。2006—2016年的前5年保持高速增長態(tài)勢，年均增長率為21.6%，后6年保持中低速增長，年均增長率為5.5%。

圖6 2006—2016年我國磷肥產(chǎn)能、產(chǎn)量情況

圖7 2006—2016年我國磷肥和高濃度磷肥產(chǎn)量同比增長情況

據(jù)國家化工行業(yè)生產(chǎn)力促進(jìn)中心鈦白分中心核實數(shù)據(jù)，2016年我國鈦白粉總產(chǎn)量為2 597 kt，較2006年的856 kt增加2.03倍，2006—2016年產(chǎn)量年均增長率為11.7%。其中，硫酸法鈦白粉產(chǎn)量2 492 kt，同比增長11.1%；氯化法鈦白粉產(chǎn)量105 kt，同比增長30.9%。與鈦白粉產(chǎn)能增長基本保持一致，前6年保持高速增長態(tài)勢，年均增長率為19.1%，后5年保持中速增長，年均增長率為7.7%。2006—2020年我國鈦白粉產(chǎn)能、產(chǎn)量情況見圖8,9。

圖8 2006—2020年我國鈦白粉產(chǎn)能、產(chǎn)量情況

“十二五”期間我國氯化法鈦白粉工業(yè)化取得突破性進(jìn)展，改變了以往硫酸法鈦白粉品種“一家獨(dú)大”的原料格局；2016年氯化法鈦白粉占比4.1%，比2015年提高0.6百分點(diǎn)，“十三五”期間氯化法鈦白粉產(chǎn)量將有較快增長。

圖9 2006—2020年我國鈦白粉產(chǎn)能、產(chǎn)量同比增長情況

1.4 開工率分析

2016年硫酸裝置開工率73.6%，同比下降2.6百分點(diǎn)；“十一五”期間平均開工率為85.9%，“十二五”期間平均開工率為78.6%，2006年以來硫酸裝置開工率整體呈下降趨勢?！笆濉币詠韲鴥?nèi)硫磺制酸平均開工率為75%;硫鐵礦制酸平均開工率為77%，主要是受磷復(fù)肥和鋼鐵行業(yè)不景氣影響。冶煉煙氣制酸開工率較高，基本保持在86%左右，這與有色金屬特別是精煉銅市場較好有關(guān)。2006—2020年我國硫酸裝置開工率情況見圖10。

圖10 2006—2016年硫酸開工率情況

2016年磷肥裝置開工率69.1%，同比下降6.6百分點(diǎn)；“十一五”期間平均開工率為71.9%，“十二五”期間平均開工率為74.8%，裝置開工率總體平穩(wěn)、并有向下的趨勢。2016年我國鈦白粉行業(yè)裝置開工率為78.7%，同比提高8.3百分點(diǎn)；“十一五”期間平均開工率為68.4%，“十二五”期間平均開工率為74.7%，裝置開工率處于穩(wěn)步提升態(tài)勢。目前，硫酸、磷肥、鈦白粉三大產(chǎn)品裝置開工率均低于80%，行業(yè)均處于產(chǎn)能過剩的局面，尤以磷肥行業(yè)較嚴(yán)重。2006—2016年我國硫磷鈦行業(yè)裝置開工率情況見圖11。

圖11 2006—2016年我國硫磷鈦行業(yè)裝置開工率情況

1.5 硫磷鈦資源消費(fèi)

1.5.1 硫資源消費(fèi)

2016年我國硫資源表觀消費(fèi)量(以S計，下同)為35 450 kt，同比增長0.4%；其中進(jìn)口硫資源19 140 kt，國內(nèi)硫資源16 310 kt；2006—2016年我國硫資源表觀消費(fèi)量年均增長率為5.8%，硫資源表觀消費(fèi)量有繼續(xù)小幅增長的態(tài)勢。2016年硫磺消費(fèi)量為15 860 kt，同比下降3.9%；2006—2016年年均增長率為4.9%，增長速度趨緩。2016年冶煉酸折硫10 733 kt，同比增長8.7%；2006—2016年年均增長率為10.9%，并有繼續(xù)增長的態(tài)勢。2016年硫鐵礦制酸折硫6 155 kt，同比減少6.7%；2006—2016年年均增長率為1.7%，并有下降的趨勢。2016年進(jìn)口硫酸折硫470 kt，2006—2016年年均遞減4.0%。2006—2016年我國硫資源表觀消費(fèi)量情況見圖12,13。

圖12 2006—2016年我國硫資源表觀消費(fèi)量情況

2016年我國硫資源對外依存度為54%，與2006年基本持平；2006—2016年硫資源對外依存度雖有小幅波動，但基本平均在54%左右，并有進(jìn)一步下降的趨勢。

圖13 2006—2016年我國硫資源消費(fèi)量年均增長情況

1.5.2 主要硫產(chǎn)品產(chǎn)量及進(jìn)口

2016年我國硫鐵礦產(chǎn)量[w(s)標(biāo)礦]為14 662 kt，同比減少11.2%；2006—2016年產(chǎn)量年均增長率為2.2%，并有震蕩向下的趨勢。2016年進(jìn)口硫酸1 433 kt，同比增長22.4%；2006—2016年進(jìn)口量年均遞減0.4%，受國內(nèi)市場需求變化的影響，進(jìn)口硫酸量大幅波動，有逐年減少的趨勢。2016年硫磺產(chǎn)量5 500 kt，同比減少4.2%；2006—2016年產(chǎn)量年均增長率為18.6%，并有持續(xù)增長的態(tài)勢。2016年進(jìn)口硫磺11 961 kt，同比增長0.2%；2006—2016年進(jìn)口量年均增長率為3.1%，波動幅度較大，并有繼續(xù)減少的趨勢。2006—2016年我國硫鐵礦、硫磺產(chǎn)量及進(jìn)口量情況見圖14,15。

圖14 我國硫鐵礦、硫磺產(chǎn)量及進(jìn)口量情況

圖15 2006—2016年我國硫鐵礦、硫磺產(chǎn)量及進(jìn)口量年均增長情況

1.5.3 硫酸表觀消費(fèi)

2016年我國硫酸表觀消費(fèi)量為97 010 kt，同比減少0.7%；2006—2016年年均增長率為6.3%，并有繼續(xù)增長的態(tài)勢。其中，化肥用酸58 000 kt，占比59.8%，受磷復(fù)肥產(chǎn)量下降的影響，同比減少3.8%；2006—2016年年均增長率為4.7%，增長趨緩；工業(yè)用酸39 010 kt，占比40.2%，受鈦白粉、己內(nèi)酰胺、濕法工業(yè)磷酸、飼鈣、金屬錳等主要耗酸產(chǎn)品增長的拉動，同比增長4.2%；2006—2016年年均增長率為9.4%，保持小幅增長的態(tài)勢。2006—2016年我國硫酸表觀消費(fèi)量情況見圖16,17。

圖16 2006—2016年我國硫酸表觀消費(fèi)量情況

圖17 2006—2016年我國硫酸表觀消費(fèi)量年均增長情況

近年來我國工業(yè)用酸保持平穩(wěn)增長的態(tài)勢，特別是鈦白粉、己內(nèi)酰胺、濕法工業(yè)磷酸等產(chǎn)品市場向好，拉動工業(yè)用酸量增長。2016年我國工業(yè)用酸占比40.2%，首次升至40%以上，并有繼續(xù)上升的態(tài)勢。2006—2016年我國硫酸消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化情況見圖18。

圖18 2006—2016年我國硫酸消費(fèi)結(jié)構(gòu)變化情況

1.5.4 磷資源生產(chǎn)及消費(fèi)

據(jù)國家統(tǒng)計局?jǐn)?shù)據(jù)，2016年我國磷肥表觀消費(fèi)量(以P2O5計)為11.502 Mt，同比減少7.6%；2006—2016年磷肥表觀消費(fèi)量年均遞減0.5%，磷肥表觀消費(fèi)量平均為12.66 Mt，基本處于一個平臺期。2016年磷肥凈出口量(以P2O5計)為4.881 Mt，同比下降11.2%；直至2006年我國磷復(fù)肥仍處于供小于求的局面，2006年進(jìn)口磷肥26 kt。從2007年開始，隨著一批大型磷復(fù)肥基地建成投產(chǎn)，我國磷復(fù)肥處于供大于求的局面，2007年磷肥凈出口量為2.090 Mt，2007—2016年我國磷肥凈出口量年均增長率為9.9%；受肥料出口關(guān)稅政策及國際市場價格的影響，磷復(fù)肥凈出口量巨幅波動。

2016年磷礦石產(chǎn)量[以w(P2O5)30%計]為144.40 Mt，同比增長1.7%；2006—2016年磷礦石產(chǎn)量年均增長率為14.0%，遠(yuǎn)高于同期磷復(fù)肥產(chǎn)量增速。2006—2016年我國磷肥表觀消費(fèi)量及凈出口量情況見圖19,20。

圖19 2006—2016年我國磷肥消費(fèi)量及凈出口量情況

圖20 2006—2016年我國磷肥消費(fèi)量及凈出口量年均增長情況

1.5.5 鈦資源生產(chǎn)及消費(fèi)

2016年我國鈦白粉表觀消費(fèi)量2 077 kt，同比增長4.4%；2006—2016年鈦白粉表觀消費(fèi)量年均增長率為8.5%，“十二五”以來年均增長率趨緩(為5.8%)。2016年我國鈦精礦產(chǎn)量為3 990 kt，同比增長0.3%；2011—2016年鈦精礦產(chǎn)量年均增長率為8.1%。2016年我國鈦精礦進(jìn)口量為2 536 kt，同比增長37.3%；2011—2016年鈦精礦產(chǎn)量年均增長率為3.1%。2016年我國鈦精礦表觀消費(fèi)量為6 526 kt，同比增長12.1%；2011—2016年鈦精礦表觀消費(fèi)量年均增長率為6.0%。2010—2016年我國鈦精礦和鈦白粉表觀消費(fèi)量情況見圖21,22。

圖21 2010—2016年我國鈦精礦和鈦白粉表觀消費(fèi)量情況

圖22 2011—2016年我國鈦精礦和鈦白粉表觀消費(fèi)量年均增長情況

近年來隨著國內(nèi)鈦精礦產(chǎn)量的持續(xù)增長，鈦精礦對外依存度總體呈下降趨勢。2010—2016年鈦資源對外依存度情況見圖23。

圖23 2010—2016年鈦資源對外依存度情況

1.6 硫酸余熱回收

2016年統(tǒng)計100多家硫磺企業(yè)、180多家硫鐵礦企業(yè)回收蒸汽82.8 Mt，同比減少5.1%；相當(dāng)于節(jié)約標(biāo)煤 11.4 Mt，減排CO228.5 Mt。2010—2016年硫酸副產(chǎn)蒸汽年均增長率為4.9%，低于同期硫酸產(chǎn)量增速0.4百分點(diǎn)，并有向下的趨勢。硫磺制酸噸酸平均回收蒸汽1.38 t，硫鐵礦制酸噸酸平均回收蒸汽1.13 t，均高于“十一五”水平。2010—2016年我國硫酸余熱回收情況見圖24,25。

圖24 2010—2016年我國硫酸余熱回收情況

圖25 2011—2016年我國硫酸余熱回收量年均增長情況

2 技術(shù)進(jìn)展

2.1 硫酸技術(shù)

經(jīng)過近十年的發(fā)展，我國硫酸行業(yè)國產(chǎn)化技術(shù)和裝備已經(jīng)趨于成熟，在高濃度SO2煙氣轉(zhuǎn)化、節(jié)能節(jié)水、余熱回收、環(huán)保與污染物減排、含硫廢物制酸等技術(shù)方面都有新進(jìn)展[2]。

1)高濃度SO2煙氣轉(zhuǎn)化。國內(nèi)高濃度SO2煙氣轉(zhuǎn)化技術(shù)呈現(xiàn)多樣化特點(diǎn)，除了拜耳BAYQIK循環(huán)轉(zhuǎn)化技術(shù)外，國內(nèi)工業(yè)應(yīng)用有引進(jìn)的奧圖泰LURECTM工藝、孟莫克預(yù)轉(zhuǎn)化工藝，國產(chǎn)的支路循環(huán)-預(yù)轉(zhuǎn)化預(yù)吸收工藝、非衡態(tài)轉(zhuǎn)化工藝、預(yù)轉(zhuǎn)化工藝等。采用高濃度SO2煙氣轉(zhuǎn)化技術(shù)使得進(jìn)轉(zhuǎn)化器煙氣φ(SO2)由常規(guī)的12%以下提高至20%～30%，設(shè)備規(guī)格減小、熱能回收效率提高，為冶煉煙氣制酸大型化和超大型化發(fā)展奠定基礎(chǔ)。

2)余熱回收利用。制酸裝置采用中、高壓參數(shù)余熱鍋爐和熱管鍋爐、縮放管換熱器、冷渣機(jī)、省煤器等設(shè)備，基本回收利用了焙燒/焚燒、轉(zhuǎn)化系統(tǒng)高、中溫余熱副產(chǎn)蒸汽。在低溫位熱能回收方面，大、中型硫磺制酸裝置基本應(yīng)用引進(jìn)孟莫克HRS和國產(chǎn)的DWRHS、DWHS等低溫?zé)峄厥占夹g(shù)回收干吸工序余熱副產(chǎn)1.0 MPa低壓蒸汽，不少冶煉煙氣和硫鐵礦制酸也開始應(yīng)用低溫?zé)峄厥占夹g(shù)回收干吸工序余熱副產(chǎn)0.7～1.0 MPa低壓蒸汽。余熱利用方面推廣應(yīng)用了汽輪機(jī)、螺桿膨脹動力機(jī)等代替電機(jī)驅(qū)動風(fēng)機(jī)、泵等動設(shè)備技術(shù)，利用低壓蒸汽干燥原料礦和濃縮廢酸，采用次高壓和高壓發(fā)電機(jī)組發(fā)電技術(shù)等。

3)環(huán)保與污染物減排。近年來我國硫酸行業(yè)環(huán)保技術(shù)進(jìn)步較快，煙氣脫硫除生物法外幾乎所用技術(shù)都有工業(yè)應(yīng)用，如石灰石/電石渣-石膏法、鈉-亞硫酸鈉法、氨-酸法、可再生胺法、雙氧水法、氧化鋅法、活性焦法等都有適合的應(yīng)用領(lǐng)域；特別是雙氧水法脫硫技術(shù)將SO2氧化為w(H2SO4)20%～40%稀硫酸而不產(chǎn)生其他二次污染物，稀硫酸直接回用于干吸工序補(bǔ)充水，實現(xiàn)硫資源最大限度回收利用。凈化工序產(chǎn)生的含砷、氟和重金屬離子的酸性廢水采用石灰/電石渣-鐵法、硫化法、電化學(xué)絮凝法等處理技術(shù)，配合應(yīng)用表面反洗干渣過濾器、FBL過濾器等固液分離設(shè)備，實現(xiàn)酸性廢水無害化處理和循環(huán)回用；硫化物渣和含砷石膏渣也逐步得到資源化回收利用。

4)含硫廢物熱分解制酸。由于突破了爐外預(yù)熱、焙燒爐/焚燒爐熱分解、余熱鍋爐在線清灰等技術(shù)，硫化氫酸性氣、廢硫酸、石膏渣、硫酸亞鐵渣、脫硫廢液、硫膏、脫硫回收SO2等含硫廢物都有制酸工業(yè)應(yīng)用。目前磷石膏、廢硫酸、硫酸亞鐵渣、脫硫回收SO2制酸裝置單系列最大規(guī)模都達(dá)到400 kt/a。含硫廢物熱分解制酸技術(shù)已成為硫-磷-鈦循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈重要技術(shù)支撐。

2.2 磷肥技術(shù)

近十年來我國磷復(fù)肥行業(yè)通過引進(jìn)消化吸收和技術(shù)再創(chuàng)新，磷復(fù)肥生產(chǎn)技術(shù)和裝備水平已達(dá)到較高水平，促進(jìn)了磷復(fù)肥工業(yè)快速發(fā)展。目前，在中低品位磷礦選礦技術(shù)、濕法磷酸生產(chǎn)與凈化技術(shù)、磷肥伴生資源(碘、氟、硅)綜合利用技術(shù)、磷石膏資源化利用技術(shù)、節(jié)能節(jié)水技術(shù)等方面取得突破性進(jìn)展。

1)中低品位磷礦選礦。采用高性能浮選劑、選礦工藝和尾礦再選技術(shù)相結(jié)合，將硫酸和鈦白粉生產(chǎn)的酸性廢水應(yīng)用于磷礦石浮選；使磷礦石入選品位要求下限大幅下降，磷精礦綜合回收率顯著提升，降低了開采損失率，提升了硫、磷資源利用水平。

2)濕法磷酸生產(chǎn)與凈化。推廣使用半水-二水法和半水法磷酸生產(chǎn)工藝，與傳統(tǒng)二水法工藝相比，可提高磷酸品質(zhì)和磷收率、降低能耗、提升磷石膏品質(zhì)(雜質(zhì)含量降低、結(jié)晶形態(tài)改善)，有利于磷石膏資源化利用。近幾年，國內(nèi)溶劑萃取法濕法磷酸凈化技術(shù)、微反應(yīng)器磷酸凈化萃取技術(shù)取得工業(yè)化應(yīng)用突破，溶劑萃取法工藝將化學(xué)凈化法與溶劑萃取法相結(jié)合，采用化學(xué)凈化預(yù)處理、三塔溶劑萃取，凈化的稀磷酸濃縮生產(chǎn)工業(yè)磷酸。將工業(yè)磷酸進(jìn)行氣提深度脫氟、化學(xué)法深度脫砷、深度脫色和濃縮可生產(chǎn)食品級磷酸[3]。目前國內(nèi)已建成多套100 kt/a級濕法磷酸凈化示范裝置。

3)磷肥伴生資源(碘、氟、硅)綜合利用。國內(nèi)工業(yè)化應(yīng)用氟硅酸制無水氫氟酸聯(lián)產(chǎn)白炭黑/活性二氧化硅、液相/氣相工藝回收伴生碘等技術(shù)，建成多套工業(yè)化裝置，實現(xiàn)了伴生碘、氟、硅資源的綜合回收。例如，甕福集團(tuán)氟硅酸制無水氫氟酸聯(lián)產(chǎn)白炭黑/活性二氧化硅裝置，將稀氟硅酸脫砷后濃縮，與濃硫酸反應(yīng)產(chǎn)生含四氟化硅、氟化氫混合氣體；該氣體用濃硫酸吸收后，四氟化硅進(jìn)入濃縮系統(tǒng)進(jìn)行吸收。含大量氟化氫的硫酸蒸餾分離、精制得到無水氫氟酸產(chǎn)品；蒸餾后的稀硫酸用于磷酸生產(chǎn)。濃氟硅酸過濾產(chǎn)生的含氟二氧化硅經(jīng)處理后生產(chǎn)白炭黑，二氧化硅中所含的氟以氟化銨形式回收[4]。開磷集團(tuán)采用氨解-酸解兩步法回收氟硅資源生產(chǎn)無水氫氟酸、氣液混提技術(shù)回收碘資源，建成20 kt/a無水氟化氫聯(lián)產(chǎn)10 kt/a沉淀白炭黑和100 t/a碘回收利用工業(yè)化示范項目。

4)磷石膏資源化利用。磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥、磷石膏制硫酸銨、磷石膏與鉀長石制硫酸聯(lián)產(chǎn)硅鈣鉀鎂復(fù)合肥等技術(shù)已實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用，磷石膏制石膏磚、紙面石膏板等建材產(chǎn)品技術(shù)在國內(nèi)得到大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用，磷石膏制α-高純石膏、石膏晶須等高端石膏制品也已經(jīng)工業(yè)化[5]。磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥(或氧化鈣)技術(shù)是硫-磷-鈦循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈的重要技術(shù)支撐。

2.3 硫酸法鈦白粉技術(shù)

近年來，我國硫酸法鈦白粉技術(shù)取得長足進(jìn)步，開發(fā)應(yīng)用了酸解尾氣處理、鈦液低溫多效濃縮、污泥壓榨、酸解尾渣回收利用、轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣余熱回收等技術(shù)，現(xiàn)有先進(jìn)的硫酸法鈦白粉裝置資源綜合利用和“三廢”治理已達(dá)到較高水平，鈦白粉副產(chǎn)的廢渣、廢酸、廢氣和酸性廢水處理后實現(xiàn)達(dá)標(biāo)排放或循環(huán)利用。近幾年鈦白粉技術(shù)進(jìn)步主要是體現(xiàn)在節(jié)能與余熱回收利用、“三廢”減排和循環(huán)利用等方面，大型氯化法鈦白粉技術(shù)取得突破。

2.3.1 節(jié)能

在硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中主要用能為電、蒸汽和燃料(主要為天然氣或煤氣)。目前國內(nèi)先進(jìn)企業(yè)生產(chǎn)1 t銳鈦型鈦白粉綜合能耗在0.9 t標(biāo)準(zhǔn)煤，生產(chǎn)1 t金紅石型鈦白粉綜合能耗在1.2 t標(biāo)準(zhǔn)煤。目前回轉(zhuǎn)窯鍛燒是硫酸法鈦白粉生產(chǎn)中的關(guān)鍵工序，煅燒溫度通常在940～980 ℃，窯尾排放大量的高溫?zé)煔?。煅燒窯是鈦白粉生產(chǎn)用能最大的設(shè)備，約占鈦白粉生產(chǎn)能耗的30%。目前在燃燒系統(tǒng)與物料冷卻系統(tǒng)進(jìn)行節(jié)能創(chuàng)新：①改良燃燒系統(tǒng)并合理利用煅燒物料的冷卻熱而節(jié)約能耗；②煅燒物料冷卻采用空氣冷卻筒，同時把吸熱后的空氣經(jīng)過除塵后作為作為燃燒室的二次風(fēng)使用，減少燃燒器燃燒的新鮮空氣，減少熱量用于提高新鮮空氣到到二次風(fēng)進(jìn)入燃燒室的溫度。

2.3.2 余熱回收利用

國內(nèi)每生產(chǎn)1 t鈦白粉排放380～420 ℃的回轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣在(2.0～2.5)×104m3，煙氣中含有SO2、SO3、鈦白粉粉塵和硫酸霧、水蒸氣等，余熱和產(chǎn)品均有很高的利用和回收價值。目前國內(nèi)開發(fā)了高溫靜電除塵+廢酸濃縮技術(shù)、熱管式余熱鍋爐技術(shù)和尾氣閃蒸干燥進(jìn)窯物料技術(shù)回收利用回轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣余熱。

1)高溫靜電除塵+廢酸濃縮技術(shù)。回轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣經(jīng)重力沉降除去60%～70%鈦白粉粉塵，再經(jīng)高溫靜電收塵器除塵(除塵效率99%以上)，出口煙氣粉塵含量在220～300 mg/m3；這部分煙氣分兩路，一路用風(fēng)機(jī)送入回轉(zhuǎn)窯窯頭，用作煅燒熱源。另一路送入文丘里洗滌器，噴入w(H2SO4)23%鈦白粉稀廢酸，利用煙氣余熱將廢酸預(yù)濃縮至w(H2SO4)28%左右，再送廢酸蒸發(fā)濃縮工序；文丘里洗滌器出口煙氣降溫至約90 ℃，再經(jīng)洗滌塔-電除霧器洗滌除霧后，進(jìn)入堿洗塔脫硫處理，尾氣達(dá)標(biāo)排放。目前該技術(shù)在四川龍蟒集團(tuán)、武漢方圓等企業(yè)工業(yè)化應(yīng)用[6]。

2)熱管式余熱鍋爐技術(shù)。采用熱管式余熱鍋爐技術(shù)回收余熱時需避開露點(diǎn)腐蝕;尾氣經(jīng)旋風(fēng)除塵器除塵后進(jìn)入熱管式余熱鍋爐，采用高溫?zé)崦阶鳛橛酂峄厥战橘|(zhì)，進(jìn)入取熱裝置吸收尾氣的熱量，吸熱升溫后的熱媒進(jìn)入蒸發(fā)系統(tǒng)放出熱量，產(chǎn)生飽和蒸汽；降溫后的熱媒在熱媒泵的驅(qū)動下又回到取熱裝置再次吸熱；如此循環(huán)源源不斷地將尾氣的熱量移出，產(chǎn)出高品位的飽和蒸汽。熱管具有等溫性和熱源分匯的特點(diǎn)，通過調(diào)節(jié)熱管冷熱段受熱表面的比例來調(diào)整管壁溫度，避開最大腐蝕區(qū)，可以避開或減輕露點(diǎn)腐蝕。熱管式余熱鍋爐出口240 ℃左右煙氣經(jīng)兩級洗滌塔-電除霧器洗滌除霧，進(jìn)入堿洗塔脫硫處理后尾氣達(dá)標(biāo)排放。該技術(shù)高溫段采用余熱回收工藝，低溫段接近酸露點(diǎn)區(qū)域仍采用常規(guī)的動力波降溫噴淋工藝，既可產(chǎn)出高品位的飽和蒸汽，又可節(jié)約大量的噴淋水，達(dá)到節(jié)能減排的目的。目前該技術(shù)在南京鈦白、山東道恩、江蘇太白、寧波新福等企業(yè)工業(yè)化應(yīng)用[7]。

3)尾氣閃蒸干燥進(jìn)窯物料技術(shù)。利用窯尾高溫?zé)煔獠捎瞄W蒸干燥機(jī)對濕物料進(jìn)行干燥和粉碎，再送回轉(zhuǎn)窯煅燒，可有效提高熱利用率，降低尾氣溫度，提高煅燒料收率。閃蒸干燥機(jī)出口約150 ℃煙氣經(jīng)洗滌、除霧、脫硫后達(dá)標(biāo)排放。

2.3.3 廢酸回收利用

鈦白粉廢酸循環(huán)利用方面，國內(nèi)已開發(fā)出廢酸預(yù)濃縮及低能耗配酸、凈化除雜等技術(shù)，實現(xiàn)鈦白廢酸全部利用。國內(nèi)比較成熟的技術(shù)有噴霧濃縮技術(shù)、蒸汽濃縮技術(shù)和轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣濃縮技術(shù)等。目前比較適用的是轉(zhuǎn)窯煅燒尾氣濃縮技術(shù)，該工藝?yán)渺褵矚庥酂釋U酸由w(H2SO4)20%提濃至w(H2SO4)30%，既節(jié)約了蒸汽用量，又解決了轉(zhuǎn)窯尾氣排放和熱回收問題。

其他廢酸回收技術(shù)有：采取萃取方法回收廢酸中的鈦、鈧、鎂等有價金屬；將預(yù)濃縮w(H2SO4)22%廢酸與w(H2SO4)98%新鮮酸混合配置成w(H2SO4)90%硫酸用于鈦白粉酸解；將稀廢酸和w(H2SO4)98%新鮮酸混合至w(H2SO4)70%以上，進(jìn)一步除雜后用于硫酸生產(chǎn)干吸塔補(bǔ)水；稀廢酸與w(H2SO4)98%新鮮酸混合至w(H2SO4)55%左右，分離出大部分一水硫酸亞鐵和硫酸氧鈦后直接用于磷酸鹽生產(chǎn)等。

2.3.4 酸性廢水處理

目前鈦白粉副產(chǎn)w(H2SO4)2%～5%酸性廢水主要是用石灰或電石渣中和生成鈦石膏，其他應(yīng)用有：①采用w(H2SO4)2%～5%酸性廢水處理中低品位磷礦，采用壓濾方式固液分離，可提高磷礦品質(zhì)，磷回收率在94%以上，每噸磷礦可節(jié)省w(H2SO4)100%硫酸120 kg；②采用w(H2SO4)2%～5%酸性廢水預(yù)處理鈦礦，可除掉磷、鉻、釩等雜質(zhì)，每噸鈦精礦消耗酸性廢水折w(H2SO4)100%酸約64 kg;③用水洗后提鈦尾渣(主要成分氧化鈣、氧化鎂)中和處理酸性廢水，可實現(xiàn)“以廢治廢”。

寧波新福鈦白粉采用了基于YNOA膜處理技術(shù)、MVR蒸發(fā)工藝的鈦白粉酸性廢水綜合治理工藝，該工藝將重金屬污染物分離濃縮，轉(zhuǎn)化為價值較高的絮凝劑；將濃縮的潔凈稀酸進(jìn)一步濃縮至w(H2SO4)70%，使廢酸全部回用；可實現(xiàn)金屬離子分離、稀酸濃縮、凈水回收，使酸性廢水及鈦石膏的減排率達(dá)到94%以上。

2.3.5 硫酸亞鐵和鈦石膏處理

近年來我國硫酸亞鐵與硫精砂、硫磺等原料摻燒制酸聯(lián)產(chǎn)鐵精粉技術(shù)取得突破性進(jìn)展，實現(xiàn)大規(guī)模工業(yè)化應(yīng)用，已有十多套工業(yè)裝置在運(yùn)行，最大規(guī)模硫酸產(chǎn)能450 kt/a；以每噸硫酸計可摻燒硫酸亞鐵渣300～600 kg。

與脫硫石膏、磷石膏資源化利用相比，我國鈦石膏綜合利用進(jìn)展較慢，一般堆存處理。佰利聯(lián)公司在國內(nèi)率先利用鈦石膏燒結(jié)技術(shù)生產(chǎn)砌塊，以鈦石膏、頁巖、煤矸石等為原料建成2.0×108塊/a鈦石膏磚生產(chǎn)線并推向市場。成為國內(nèi)鈦白行業(yè)首家成功實現(xiàn)鈦石膏廢固物循環(huán)利用的典范。廣東惠云鈦業(yè)將鈦石膏選礦處理后，生產(chǎn)水泥緩凝劑和混合材料。

3 循環(huán)經(jīng)濟(jì)[8-9]

構(gòu)建硫-磷-鈦循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)菍崿F(xiàn)硫酸、磷肥、鈦白粉產(chǎn)業(yè)協(xié)同可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵，一是要最大限度地回收利用鈦白粉副產(chǎn)的含硫廢物，利用硫酸亞鐵制硫酸，鈦白粉副產(chǎn)廢酸、廢水及制酸凈化稀酸用于磷復(fù)肥生產(chǎn)；二是將磷石膏、鈦石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥，或者是生產(chǎn)水泥緩凝劑、紙面石膏板、石膏磚等建材產(chǎn)品，實現(xiàn)硫元素循環(huán)利用。目前國內(nèi)硫酸、磷肥、鈦白粉行業(yè)循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈有硫-磷-鈦、硫-鐵-鈦、硫-銨-鈦、硫-鈦、煤-硫-磷、硫-磷等模式，其中最具代表性的是龍蟒集團(tuán)硫-磷-鈦產(chǎn)業(yè)鏈、甕福集團(tuán)煤-硫-磷產(chǎn)業(yè)鏈、金正大集團(tuán)硫-磷產(chǎn)業(yè)鏈。

3.1 龍蟒集團(tuán)硫-磷-鈦循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式

龍蟒集團(tuán)是我國鈦白粉龍頭企業(yè)、國家首批循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)企業(yè)，依托鈦白粉w(H2SO4)20%廢硫酸濃縮提質(zhì)利用、一水硫酸亞鐵制酸聯(lián)產(chǎn)鐵精粉、磷石膏和鈦石膏制建材等關(guān)鍵技術(shù)，將鈦白粉生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢料經(jīng)過清潔工藝技術(shù)處理生成磷酸鹽、飼料級硫酸亞鐵和鐵精粉、建材等產(chǎn)品，形成了硫、磷、鈦產(chǎn)業(yè)相互嫁接、二次資源再生利用的硫-磷-鈦循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。

龍蟒集團(tuán)利用企業(yè)及周邊豐富的硫磺、硫精砂、鈦精礦、磷礦等資源，建成多套鈦白粉廢酸濃縮裝置、300～400 kt/a硫精砂、硫磺摻燒一水硫酸亞鐵制酸聯(lián)產(chǎn)鐵精粉裝置、鈦石膏和磷石膏制建材裝置等；現(xiàn)形成2 500 kt/a磷礦、16 000 kt/a釩鈦磁鐵礦原礦、3 500 kt/a鐵精礦、1 000 kt/a鈦精礦、150 kt/a銅鈷鎳精礦、300 kt/a金紅石型鈦白粉、700 kt/a飼料級磷酸鹽、1 000 kt/a肥料級磷酸一銨、120 kt/a合成氨及2 500 kt/a硫酸等產(chǎn)能。龍蟒集團(tuán)硫-磷-鈦循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈見圖26。

圖26 龍蟒集團(tuán)硫-磷-鈦循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈

3.2 甕福集團(tuán)煤-硫-磷循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式

甕福集團(tuán)是我國磷化工龍頭企業(yè)、國家首批循環(huán)經(jīng)濟(jì)試點(diǎn)企業(yè)，依托選礦、濕法磷酸、磷石膏綜合利用和磷礦伴生資源回收等核心技術(shù)，充分利用磷礦及伴生資源，實現(xiàn)廢水、廢氣、廢渣資源化循環(huán)利用，以甕福集團(tuán)為主，在福泉經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)構(gòu)建了煤-硫-磷一體化發(fā)展的循環(huán)生態(tài)產(chǎn)業(yè)鏈。甕福集團(tuán)現(xiàn)已形成8 500 kt/a磷礦石、4 900 kt/a磷復(fù)肥、560 kt/a凈化磷酸、300 kt/a合成氨、150 kt/a二甲醚、50 kt/a無水氟化氫、250 t/a碘等產(chǎn)能，先后建成400 kt/a WFS選礦、250 kt/a磷石膏制硫酸銨、5×106塊/a磷石膏砌塊、2×400 kt/a磷石膏制水泥緩凝劑、5×105m2/a磷石膏制紙面石膏板、600 kt/a電廠脫硫回收SO2制酸、25 kt/a二甲基亞砜、25 kt/a甲硫醇鈉等裝置。甕福集團(tuán)煤-硫-磷循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈見圖27。

3.3金正大硫-磷循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式

貴州金正大諾泰爾磷資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園是金正大集團(tuán)打造的硫-磷產(chǎn)業(yè)鏈創(chuàng)新模式。金正大諾泰爾兩期項目有600 kt/a硝基復(fù)合肥、200 kt/a復(fù)混肥、150 kt/a硝酸、250 kt/a硝酸磷肥、100 kt/a石膏粉裝置、300 kt/a磷酸、1 500 kt/a選礦、400 kt/a硫磺制酸裝置、600 kt/a磷石膏制酸聯(lián)產(chǎn)900 kt/a水泥、200 kt/a硫酸鉀裝置、45 kt/a氟化鹽、400 kt/a水溶性肥料、300 kt/a沖施肥、300 kt/a磷酸銨等裝置。金正大集團(tuán)依托濕法磷酸“分級利用”制取水溶肥技術(shù)、硝酸分解中低品位磷礦制取硝基復(fù)合肥技術(shù)、磷石膏制酸聯(lián)產(chǎn)水泥和堿性肥料技術(shù)等創(chuàng)新工藝，將硫、磷資源產(chǎn)業(yè)鏈各個環(huán)節(jié)技術(shù)工藝進(jìn)行了優(yōu)化整合又實現(xiàn)了磷礦及其伴生資源的綜合利用。

金正大集團(tuán)-硫-磷循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈見圖28。

考慮到鈦白粉生產(chǎn)中廢硫酸、鈦石膏及磷復(fù)肥生產(chǎn)中磷石膏的資源化利用問題，將硫酸、鈦白粉、磷復(fù)肥三大生產(chǎn)系統(tǒng)的物質(zhì)流、能量流耦合集成和硫資源、能源梯級利用，借鑒上述三種循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈模式，圍繞硫和水循環(huán)利用、能源綜合回收梯級利用、廢氣資源回收達(dá)標(biāo)排放、廢渣綜合利用、三廢零排放等環(huán)節(jié)，生產(chǎn)鈦白粉、硫酸、磷酸鹽和磷復(fù)肥等主產(chǎn)品的同時，生產(chǎn)鐵精粉、水泥或氧化鈣、飼料級硫酸亞鐵或氧化鐵紅、石膏建材等資源綜合利用副產(chǎn)品，構(gòu)建一種硫-磷-鈦-鐵一體化產(chǎn)業(yè)鏈(見圖29)，實現(xiàn)硫磷鈦產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

圖27 甕福集團(tuán)煤-硫-磷循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈

圖28 金正大集團(tuán)硫-磷循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈

4 展望

“十三五”期間，我國硫磷鈦工業(yè)仍將保持平穩(wěn)的發(fā)展態(tài)勢，以滿足工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的需要。硫酸、磷復(fù)肥和鈦白粉工業(yè)“十三五”發(fā)展規(guī)劃陸續(xù)出臺，重點(diǎn)在去產(chǎn)能調(diào)結(jié)構(gòu)、清潔生產(chǎn)、節(jié)能減排、資源和能源綜合利用、提升技術(shù)裝備水平。

4.1 硫酸行業(yè)

“十三五”期間優(yōu)化存量、嚴(yán)控增量，淘汰落后產(chǎn)能10 Mt/a，到“十三五”末硫酸總產(chǎn)能控制在140 Mt/a，行業(yè)平均開工率保持在80%左右。確保硫資源穩(wěn)定供應(yīng)，國內(nèi)硫磺回收量達(dá)到10 Mt，硫磺對外依存度將至50%以下；到“十三五”末國內(nèi)硫資源自給率比到“十二五”末提升10%以上。優(yōu)化調(diào)整硫酸產(chǎn)業(yè)布局，優(yōu)先利用有色金屬冶煉回收硫酸，嚴(yán)格控制進(jìn)口硫酸量和流向；優(yōu)先利用有色金屬礦伴生硫精砂、含煤硫精砂，鼓勵回收利用石化副產(chǎn)硫化氫酸性氣、工業(yè)廢石膏、工業(yè)廢硫酸、含硫廢液、硫酸亞鐵、電廠回收SO2等含硫廢物資源。利用大型有色冶煉向沿海集中、化工企業(yè)向園區(qū)集中的趨勢，推進(jìn)硫酸裝置向硫磷鈦和有色金屬資源產(chǎn)地集中、向硫酸主要耗酸地區(qū)集中。按照新的清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、取水標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要求，實現(xiàn)硫酸大氣污染物超凈排放、廢水近零排放、廢渣資源綜合利用率達(dá)到98%。余熱回收利用率比“十二五”末提升10%以上，低溫?zé)峄厥占夹g(shù)在全行業(yè)推廣利用，占硫磺制酸產(chǎn)能80%以上、硫鐵礦制酸產(chǎn)能30%以上、冶煉煙氣制酸產(chǎn)能10%以上。

圖29 未來硫-磷-鈦-鐵一體化循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈

“十三五”期間隨著國家調(diào)結(jié)構(gòu)、去產(chǎn)能及消除僵尸企業(yè)工作的大力推進(jìn)，我國硫酸工業(yè)去產(chǎn)能將有一定進(jìn)展，主要是淘汰單系列100 kt/a及以下、清潔生產(chǎn)不達(dá)標(biāo)的硫鐵礦制酸裝置、單系列200 kt/a及以下、清潔生產(chǎn)不達(dá)標(biāo)的硫磺制酸裝置以及部分老舊有色冶煉配套制酸裝置，去產(chǎn)能情況取決于環(huán)保壓力及市場狀況。新增產(chǎn)能主要是銅冶煉配套制酸項目，如中鋁東南銅業(yè)400 kt/a銅冶煉配套1 600 kt/a、赤峰云銅搬遷擴(kuò)建300 kt/a銅冶煉配套1 600 kt/a、北方銅業(yè)侯馬冶煉300 kt/a銅冶煉配套1 340 kt/a、赤峰金劍銅業(yè)400 kt/a銅冶煉升級改造配套1 140 kt/a、煙臺國興銅業(yè)180 kt/a銅冶煉配套搬遷配套850 kt/a、五礦有色水口山(株冶搬遷)800 kt/a、和鼎銅業(yè)二期500 kt/a、廣西南國銅業(yè)500 kt/a、黑龍江紫金銅業(yè)400 kt/a、青海銅業(yè)400 kt/a等；新建鉛鋅冶煉配套制酸項目較少，如五礦有色水口山(株冶搬遷)700 kt/a、中金韶關(guān)搬遷升級500 kt/a、云錫文山鋅銦300 kt/a、豫光金鉛鉛冶煉搬遷300 kt/a、新疆和田廣匯鋅業(yè)300 kt/a等。與大型磷復(fù)肥項目、己內(nèi)酰胺項目配套的硫磺制酸項目很少，含硫廢物資源化利用回收硫酸項目數(shù)量較多，但總產(chǎn)能增長有限。按上述項目推進(jìn)情況分析，預(yù)計“十三五”期間新增硫酸產(chǎn)能在10 Mt/a左右。

根據(jù)磷復(fù)肥、鈦白粉等主要耗酸產(chǎn)品“十三五”發(fā)展預(yù)測，到2020年我國化肥用酸量約為63 Mt，“十三五”期間化肥用酸量年均增長率僅為0.9%，比“十二五”年均增速低2.7百分點(diǎn)；增長主要是磷復(fù)肥外的硫酸鉀、硫酸銨、硫酸鎂等化肥用酸。2020年我國工業(yè)用酸量約為47 Mt，“十三五”期間年均增長率約為4.7%，比“十二五”年均增速低7.2百分點(diǎn)；增長主要來自硫酸法鈦白粉、濕法工業(yè)磷酸、己內(nèi)酰胺、飼鈣、濕法冶煉、金屬錳等領(lǐng)域。樂觀估計，到2020年我國硫酸消費(fèi)量約為110 Mt，“十三五”期間我國硫酸消費(fèi)量保持低速增長態(tài)勢，年均增長率約為2.4%，比“十二五”期間年均增速低4百分點(diǎn)。2020年硫酸進(jìn)出口量基本相抵，全行業(yè)平均開工率在78%左右，硫酸產(chǎn)量約為110 Mt，“十三五”年均增長率為2.6%，比“十二五”期間年均增速低4百分點(diǎn)。其中，硫磺制酸產(chǎn)量約為47 Mt，占比42.7%，“十三五”年均增長率為1.1%，比“十二五”期間年均增速低5.1百分點(diǎn)；冶煉酸40 Mt，占比36.4%，“十三五”期間年均增長率為5.8%，比“十二五”期間年均增速低3.6百分點(diǎn)；礦酸20 Mt，占比18.2%，與2015年基本持平，比“十二五”期間年均增速低3.1百分點(diǎn)；其他原料酸3 Mt，占比2.7%。

硫資源消費(fèi)供應(yīng)方面，預(yù)計到2020年硫資源表觀消費(fèi)量約為39.5 Mt，“十三五”期間硫資源表觀消費(fèi)量保持低速增長態(tài)勢，年均增長率約為2.3%，比“十二五”期間年均增速低4百分點(diǎn)。其中，硫磺消費(fèi)量約為17.0 Mt，“十三五”期間年均增長率約為0.9%，比“十二五”期間年均增速低4.5百分點(diǎn)。隨著川東北高含硫天然氣油田持續(xù)開發(fā)及沿海地區(qū)高含硫原油煉油項目投產(chǎn)，到“十三五”末我國硫磺回收量有望突破10 Mt；加上國內(nèi)有色金屬礦、硫精礦的有效供給及各種含硫廢物環(huán)保治理回收硫資源；屆時硫資源對外依存度有望降至45%以下，國產(chǎn)硫資源有效供給將有力支撐我國硫磷鈦工業(yè)發(fā)展。

4.2 磷復(fù)肥行業(yè)

“十三五”期間優(yōu)化存量、做強(qiáng)增量，淘汰落后產(chǎn)能(以P2O5計)3.0 Mt/a，到“十三五”末磷肥總產(chǎn)能控制在22.0 Mt/a，高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)品平均開工率達(dá)到80%。發(fā)展低成本、高收率濕法磷酸精制工藝路線，到“十三五”末濕法磷酸產(chǎn)能達(dá)到2.0 Mt/a。根據(jù)《全國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展規(guī)劃(2015—2030年)》要求，推進(jìn)磷復(fù)肥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和布局優(yōu)化，引導(dǎo)磷復(fù)肥企業(yè)跨地區(qū)、跨行業(yè)集團(tuán)化發(fā)展，優(yōu)先利用回收硫磺、冶煉酸、含硫廢物等硫資源。提高和突破半水法、半水-二水法、二水-半水法濕法磷酸生產(chǎn)工藝應(yīng)用范圍，提升全行業(yè)磷資源利用率、降低磷石膏有害雜質(zhì)含量。到“十三五”末全行業(yè)氟回收利用率比“十二五”末提升10百分點(diǎn)。按照新的行業(yè)準(zhǔn)入政策、清潔生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)、取水標(biāo)準(zhǔn)、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要求，到“十三五”末全行業(yè)“三廢”全部達(dá)標(biāo)排放，磷銨廢水零排放。開發(fā)并大力推廣磷石膏無害化預(yù)處理、磷石膏制新型建材、化學(xué)法分解磷石膏等大用量磷石膏處理技術(shù)和裝備，到“十三五”末全行業(yè)磷石膏綜合利用率達(dá)到40%。

根據(jù)國家工信部發(fā)布的《石化和化學(xué)工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016—2020年)》，2020年磷肥需求量(以P2O5計)為13.2 Mt。根據(jù)農(nóng)業(yè)部制定的《到2020年化肥使用量零增長行動方案》，2015—2019年逐步將化肥使用量年增長率控制在1%以內(nèi)；力爭到2020年，主要農(nóng)作物化肥使用量實現(xiàn)零增長。考慮到國家“一帶一路”戰(zhàn)略和重振實體經(jīng)濟(jì)需要，“十三五”期間將維持較為寬松的磷肥出口政策，預(yù)計2020年國內(nèi)磷肥表觀消費(fèi)量(以P2O5計)為13.0 Mt，與“十二五”平均水平持平，“十三五”期間表觀消費(fèi)量年均增長率僅為0.9%。磷肥凈出口量(以P2O5計)為5.0 Mt，高出“十二五”平均水平30%。2020年我國磷肥產(chǎn)量有望保持在18.0 Mt，開工率接近82%；其中，高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)量17.0 Mt。雖然“十三五”期間我國磷復(fù)肥產(chǎn)量年均增長率僅為0.06%，但作為最主要耗酸產(chǎn)品，仍將有力支撐硫酸產(chǎn)量保持低速增長態(tài)勢。

4.3 鈦白粉

“十三五”期間推行“三去一降一補(bǔ)”，硫酸法鈦白粉優(yōu)化存量、嚴(yán)控增量，大力發(fā)展氯化法鈦白粉。到“十三五”末鈦白粉總產(chǎn)量控制在3.0～3.3 Mt，氯化法鈦白粉產(chǎn)品比率占20%左右；鼓勵優(yōu)先發(fā)展氯化法鈦白粉和先進(jìn)清潔生產(chǎn)的硫酸法鈦白粉并舉的技術(shù)路線，優(yōu)先發(fā)展以二氧化鈦質(zhì)量分?jǐn)?shù)90%以上富鈦料為原料、單系列30 kt/a及以上氯化法鈦白粉裝置，限制新建硫酸法鈦白粉項目，淘汰單系列20 kt/a以下項目。優(yōu)化產(chǎn)業(yè)布局和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整，到“十三五”末行業(yè)產(chǎn)能向前十位企業(yè)集中，集中度達(dá)到80%。按照新的行業(yè)準(zhǔn)入政策、污染物排放標(biāo)準(zhǔn)要求，推進(jìn)行業(yè)“三廢”治理和節(jié)能減排，到“十三五”末全行業(yè)，鈦資源回收率達(dá)到20%，硫酸亞鐵回收利用率達(dá)到100%，鈦石膏回收利用率達(dá)到80%以上；與“十二五”末相比，廢氣污染物排放量減少20%，噸產(chǎn)品水耗降低20%，平均綜合能耗降低20%。

根據(jù)涂料工業(yè)和煙氣脫硝行業(yè)對鈦白粉的需求，預(yù)計2020年我國鈦白粉產(chǎn)量約為3.1 Mt，開工率在88%左右；“十三五”期間我國鈦白粉產(chǎn)量年均增長率為5.9%，低于“十二五”平均增速4百分點(diǎn)。作為主要工業(yè)耗酸產(chǎn)品，硫酸法鈦白粉產(chǎn)量的快速增長將拉動硫酸產(chǎn)量的增長。

5 結(jié)語

今后幾年，我國硫、磷、鈦行業(yè)仍將面臨產(chǎn)能過剩、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整、節(jié)能環(huán)保政策趨嚴(yán)、國內(nèi)外市場競爭加劇等問題，實體經(jīng)濟(jì)復(fù)蘇之路還比較漫長。硫磷鈦行業(yè)必須加強(qiáng)技術(shù)進(jìn)步和行業(yè)融合發(fā)展，協(xié)同解決廢酸、廢渣、廢氣徹底治理和資源、能源綜合利用，加快突破廢石膏渣資源化利用、硫鐵資源綜合回收、尾礦廢渣無害化處置等一批關(guān)鍵性技術(shù)的開發(fā)和推廣應(yīng)用；通過構(gòu)建硫-磷-鈦-鐵循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)鏈，實現(xiàn)企業(yè)內(nèi)部及周邊園區(qū)資源、能源循環(huán)利用，創(chuàng)造出綠色生態(tài)、可持續(xù)發(fā)展的硫磷鈦工業(yè)。依托國家“一帶一路”、“中國制造2025”等發(fā)展戰(zhàn)略，我國硫磷鈦工業(yè)既要立足于國內(nèi)資源和市場，更要“走出去”，利用成熟的國產(chǎn)化技術(shù)和裝備開拓發(fā)展中國家的資源和市場。

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ReviewandprospectofthiophosateindustryofChinaintenyears

JILuojun

(1. National Sulphur and Sulphuric Acid Industry Information Station, Nanjing, Jiangsu, 210048, China; 2. Research Institute of Nanjing Chemical Industry Group, Nanjing, Jiangsu, 210048, China)

TQ111.16

B

1002-1507(2017)08-0004-14

2017-06-21。

紀(jì)羅軍，男，全國硫與硫酸工業(yè)信息總站主任、南化集團(tuán)研究院高級工程師，從事硫與硫酸技術(shù)管理工作。電話: 13851661796；E-mail：13851661796@163.com。