贵州省磷化工产业“十四五”后期发展方向探讨_匡国明.pdf

贵州省磷化工产业“十四五”后期发展方向探讨匡国明（贵州省化学工业协会，贵州 贵阳550002）摘要介绍贵州省磷化工产业现状，分析贵州省磷化工产业发展中存在的问题，包括磷矿资源利用不合理，产品结构不合理，技术路线、原料路线不合理，经济效益差。指出贵州省磷化工产业“十四五”后期发展方向，包括加大中低品位磷矿利用，磷化工技术路线节能减排升级改造，发展磷系储能新材料。关键词贵州省；磷化工；产业现状；问题；发展方向中图分类号F426文献标志码A文章编号 1007-6220（2023）01-0001-03Development directions of Guizhou phosphorus chemical industry in the later period of the“14th Five Year Plan”KUANG Guoming（Guizhou Chemical Industry Association，Guiyang 550002，China）Abstract：The current situation of the phosphorus chemical industry in Guizhou province is introduced,the existingproblems are analyzed,including unreasonable utilization of phosphate rock resources,unreasonable structure ofproducts,unreasonable of technical route and raw material route,and poor economic benefits.The developmentdirections of phosphorus chemical industry in Guizhou province in the later period of the“14th Five Year Plan”are pointed out,including increasing the utilization of medium and low grade phosphate rock,upgrading thetechnological route of phosphorus chemical industry for energy conservation and emission reduction,and developingnew phosphorus energy storage materials.Key words：Guizhou province；phosphorus chemical industry；industry status；problems；development directions收稿日期2022-12-10作者简介匡国明（1937-），男，四川合江人，高级工程师，现任中国磷复肥行业专家组副组长、中国化工学会磷酸盐专家组副组长、中国无机盐工业协会磷化工专家组副组长、贵州省化学工业协会荣誉秘书长等，长期从事磷化工科研设计及管理工作，曾获国家科技成果一等奖1项、省科技成果奖3项。E-mail：论坛贵州省磷化工产业依托贵州省丰富的磷矿资源优势发展迅速，目前已成为在国际国内具有较强影响力和竞争力的优势产业。贵州省现已建成我国重要的现代化磷化工产业基地，形成了磷肥，磷复肥，磷酸盐，新型肥料及食品级、电子级磷酸盐产品国家级生产基地。贵州省现有磷化工生产企业100余家，生产磷及磷化工产品百余种，磷化工产能、产量及装置水平均居全国领先地位，奠定了绿色、低碳、高质量发展的物质基础和技术支撑。1贵州省磷化工产业现状2022年，贵州省磷化工产能为P2O5450万t/a，约占全国产能的26%；产量为P2O5350万t/a，约占全国总产量的20%，在国内具有不可替代的地位。贵州省黄磷产能为35万t/a，炉渣全部实现资源化利用；炉气用于生产甲酸、甲酸甲酯、乙二醇等。2019年贵州省化工行业主营销售收入1 237亿元（约占全省工业销售收入的10%），其中，磷化工产业销售收入1 100亿元，约占全省化工行业销售收入的88.92%，磷化工已成为贵州省的优势产业、特色产业和支柱产业（由于疫情原因，2020年和2021年贵州省磷化工企业约40%未开工，数据不具有代表性）。贵州省高浓度磷复肥、净化磷酸、磷系储能材料、电子级磷酸盐等生产技术，以及磷矿伴生元素回收、黄磷“三废”利用技术，在装置水平、生产能力等方面均处于国内领先水平，在同行业中也享有较高的知名度。贵州省磷化工产业基地由瓮安-福泉和开阳-息烽两个产业聚集区组成，瓮福（集团）有限责任公司（简称瓮福）和贵州开磷集团有限责任公司（简称开2023年1月第38卷第1期磷 肥 与 复 肥Phosphate Compound Fertilizer1磷）是我国磷化工行业的两张名片，在国际上享有较高的知名度，目前两大公司合并组成贵州磷化（集团）有限责任公司。瓮福通过引进、吸收和创新发展引领全国磷化工产业高速发展，对我国磷化工产业做出了卓越的贡献。瓮福引进以色列技术建成了全球最大的净化磷酸和无水氟化氢装置，并建成了具有自主知识产权的回收磷矿中碘的装置。20世纪90年代初，瓮福引进了普莱昂第四代二水法萃取磷酸技术和装置，瓮福技术人员经过消化、吸收，利用我国结晶技术创新发展使磷酸产量提高30%，成功解决了由于产能提高产生的热平衡、水平衡问题，各项技术经济指标均优于原设计，达到国际先进水平。优化制定了我国自主知识产权“8-3-6”（即80万t/a硫酸，30万t/a磷酸，60万t/a磷铵）工程标准设计，在全国推广应用。20世纪90年代中期，从以色列引进10万t/a湿法磷酸净化技术，经消化吸收和创新，在全国推广应用，为我国高端新型肥料及精细磷酸盐生产提供净化磷酸并替代部分热法磷酸，降低了生产成本。贵州芭田生态工程股份有限公司在总结90万t/a冷冻法硝酸磷肥装置生产经验基础上，自主设计了10万t/a冷冻法硝酸磷肥装置技术，全部设备实现国产化，各项指标优于原设计，为我国发展冷冻法硝酸磷肥提供了技术支持。贵州川恒化工股份有限公司在总结国内外半水法萃取磷酸生产经验的基础上，建成15万t/a半水法磷酸生产装置，能耗较二水法降低60%，生产成本降低20%。半水法磷酸工艺被国家工业和信息化部确定为二水法磷酸工艺节能技改的方向。利用半水石膏和选矿尾砂拌合充填矿坑，不但解决了磷石膏排放问题，同时解决了选矿“废渣”堆存问题，为磷石膏和选矿尾砂找到了新的出路。金正大诺泰尔化学有限公司在新型肥料开发方面做了大量工作，并结合农化服务，提供农灌设备等，是我国新型肥料开发和生产的火车头。同时其在磷石膏制硫酸副产土壤改良剂方面进行了大量创新，提高了磷石膏制硫酸的经济效益。开磷利用磷石膏制建材且实现产业化，为磷石膏的综合利用做出示范。贵州瓮安兴农化工有限公司，利用黄磷尾气代替焦炭生产钙镁磷肥，生产成本降低50%，能耗降低60%，生产条件大幅度改善，摘掉了高污染、高能耗的帽子，为我国钙镁磷肥产业开辟了一条新的技术路线，对钙镁磷肥产业发展做出了重大贡献。贵州开阳国华天鑫磷业有限公司利用黄磷尾气生产乙二醇，为我国黄磷尾气资源化利用提供技术支持。贵州福泉川东化工有限公司在开阳、惠水利用黄磷尾气生产甲酸联产聚磷酸盐和焦磷酸盐，取得了较好的经济和社会效益。贵州安达科技能源股份有限公司（简称贵州安达）磷酸铁和磷酸铁锂产量占全国产量的20%以上。2贵州省磷化工产业发展中存在的问题虽然贵州省已成为我国重要的磷化工生产和出口基地，在生产技术、装置水平等方面处于国际领先水平，但贵州省磷化工产业在发展中也存在不少问题，主要表现在以下几个方面。2.1磷矿资源利用不合理贵州省每年生产磷化工产品（折P2O5）约350万 t，消耗磷精矿（w（P2O5）30%）约1 500万t，而相应的中低品位磷矿约1 000万t未得到很好的利用，资源浪费大。2.2磷化工产品结构不合理贵州省磷化工产品中90%以上是肥料级磷酸一铵和磷酸二铵，新型肥料、饲料级磷酸盐、工业级磷酸盐等产品占比不到10%，高端磷化工产品占比更少，产品结构不合理。2.3技术路线、原料路线不合理贵州省是“富磷缺硫”的省份，而以硫酸为原料生产磷铵，每年消耗硫黄超过200万t，全部依赖进口，不利于国家“平”“战”结合的战略方针。贵州省磷化工生产技术路线几乎全部是硫酸分解磷矿，二水法生产磷酸，再加工成磷复肥或磷酸盐产品。全省二水法磷酸装置规模约为P2O5300万t/a，每年排放磷石膏（干基）约1 500万t，由于二水法石膏杂质（P、F）含量高，资源化利用难度大，环保压力大。另外硫酸法生产的磷酸质量差，生产传统的磷复肥没有问题，但生产高端磷复肥及磷化工产品时需要净化；二水法生产的磷酸浓度低，需浓缩，能耗高。二水法已不适应当前发展高纯磷化工产品的需求。2.4经济效益差2019 年贵州省磷化工产业主营收入 1 100 亿元，销售利润不到1%（国外同类型企业利润率均为5%以上），每年消耗磷精矿（w（P2O5）30%）约1 500万t，利润不足10亿元，经济效益差。因此，如何提高贵州省磷化工产业的经济效益，是高质量发展必须解决的问题。2023年第38卷第1期磷肥与复肥23贵州省磷化工产业“十四五”后期发展方向3.1加大中低品位磷矿利用中低品位磷矿最好的利用途径是生产黄磷、钙镁磷肥和过磷酸钙，而近30年，贵州省着重发展高浓度磷铵，忽视了黄磷、钙镁磷肥和过磷酸钙的发展，“十四五”期间应适当扶持。既可以大量消耗中低品位磷矿，也是农业发展的需要。3.2磷化工技术路线节能减排升级改造（1）根据企业发展需要，将二水法生产磷酸改造成二水-半水法或半水-二水法生产磷酸。改造后由于二次结晶除去杂质，磷收率提高，磷酸纯度高，磷石膏杂质少，可直接利用，达到节能减排、提质增效的目的。（2）充分发挥贵州省煤电磷优势，适当发展硝酸法技术路线。贵州省过去30年磷化工发展全部走硫酸法路线，磷石膏产生量大，所需原料硫黄还需进口。因此，在“十四五”时期贵州省应依托煤磷电资源优势发展硝酸法分解磷矿的技术路线，特别是在织金磷矿的开发规划中应得到重视。3.3发展磷系储能新材料贵州省磷化工产能巨大，发展传统精细磷化工产品，市场容纳量有限，而且精细化程度越高，市场越小，传统磷化工产品已经饱和，要找到既有市场、有效益，又充分利用现有技术和物质基础的产品十分困难。经过调研，磷系储能新材料应该是贵州省磷化工产业“十四五”后期低碳发展方向之一。锂电池材料是锂离子电池的重要组成部分，是新能源汽车、电化学储能等产业发展的关键基础材料。磷酸铁锂正极材料具有容量大、相对密度低、安全性能高、循环寿命长及性价比高等优点，是最具有应用前景的锂离子电池正极材料之一。随着我国新能源产业高速发展，磷酸铁锂正极材料、负极材料、电解液、隔膜等关键材料需求巨大。磷酸铁锂生产主要原材料是高纯磷酸和碳酸锂，生产磷酸铁锂1 t约消耗磷精矿（w（P2O5）30%）2 t，因此，磷系储能新材料产业布局在磷资源产地是十分必要和可行的。贵州省有雄厚的磷化工物质基础和技术支撑，用一部分产能生产磷系储能新材料，既可解决当前磷复肥产能过剩问题，提高企业经济效益，盘活存量，又可满足国家碳达峰、碳中和的需求。目前国内磷酸铁锂的生产基本上以黄磷为原料，先生产磷酸铁，再与碳酸锂反应，生成磷酸铁锂。该法工艺简单、投资省，产品质量好，但成本高。采用湿法磷酸为原料生产磷酸铁锂的关键是提高磷酸质量。贵州省10万t/a净化磷酸装置产品已成功用于食品、电子行业，用于生产磷酸铁锂是没有问题的。特别是贵州磷化（集团）有限责任公司正在建设的40万t/a磷酸净化装置，为发展磷系储能新材料提供了重要的物质和技术支撑。在产业链方面，磷系新能源材料主要包括磷酸铁、磷酸铁锂、双氟磺酰亚胺锂、磷酸酯类阻燃剂等，聚焦锂电池正极材料、负极材料、电