我国磷矿资源节约与综合利用现状分析及对策

2013-09-07李志国崔周全

中国矿业 2013年11期

李志国，崔周全

（1.云南磷化集团有限公司，云南昆明650600；2.武汉工程大学，湖北武汉430073）

磷矿是一种极具特色的稀缺性战略资源，具有耗竭性。世界磷储备量将在今后50年至100年内消耗殆尽［1］。截至2008年底，我国查明磷矿资源储量177.62亿t，其中储量13.58亿t，基础储量35.64亿t，平均品位17%［2］。而据国家统计局“工业主要产品产量及增长速度”统计显示：磷矿石产量增幅逐年加大（2008年产量累计5074.06万t，2009年6020.89万t，2010年6807.0万t，2011年产量累计达8122.3万t），资源形势严峻。磷资源节约与综合利用工程开展，对缓解我国磷资源压力意义重大，是推进“资源节约型、环境友好型”社会建设的重要战略举措。

磷矿企业属典型资源型企业［3］，磷矿资源的“有限性”和“不可再生性”，直接影响磷矿企业寿命。资源节约与综合利用是这一资源型企业可持续发展的关键，是发展循环经济的必由之路。为更好落实节约优先战略，加强磷矿资源节约与综合利用，本文从我国磷矿资源现状入手，对我国磷矿采选、磷化工发展现状做了归纳总结，针对我国磷矿资源节约与综合利用现状，提出了主要发展策略。

1 我国磷矿资源及采、选现状

1.1 磷矿资源分布不均，资源运输和利用不便

我国磷矿资源按分布地区不同可分为五大主要磷矿产区［2，4］（表1）。而又相对集中于滇、鄂、黔，查明资源总量占全国的55%［3］，造成我国 “南磷北运，西磷东调”的局面，其中仅宜昌濒临长江，云南、贵州运输和利用极为不便。相较美国、摩洛哥等国磷产区运输条件［3］，我国磷矿资源合理配置存在难度。

表1 主要磷矿产区采选情况表［2，26－33］

1.2 中低品位胶磷矿比重大，倾斜缓倾斜、薄至中厚矿层产出多，采选难度大

我国磷矿约有75%以上的矿层呈倾斜至缓倾斜产出，为薄至中厚层，往往造成采矿损失率高、贫化率高和资源回收率低等问题［5］，资源浪费严重［2－3，6］。已查明的磷矿储量97.5%为中低品位磷矿［7］，其中，近70%为中低品位的胶磷矿［4］，为国内外公认难选磷矿石。磷矿选矿回收率差距较大［8］。

1.3 磷矿石共、伴生资源丰富，综合利用率低

据统计［9－11］，我国有1／3以上的磷矿伴生和共生有铀、碘、氟、铁、镁、钛、稀土、铟、锗、石墨等多种高价有用元素。例如，贵州瓮福英坪矿含碘高达0.007%；四川汉源磷矿含钾约3.7%［12］；贵州织金新华磷矿稀土品位为0.05%～0.1%［9，13］；磷矿石伴生的氟占世界氟蕴藏量的90%以上［14］。在磷矿共伴生有价元素的综合利用方面，众多学者，做了大量不同程度的研究工作［15－17］，然而，国内实际工业化应用较少［18］，综合利用率低［9］。

1.4 磷矿采掘装备水平有所提高，采掘工作机械化、信息化、智能化程度低

随着我国采掘业的不断发展和进步，众多现代化采掘机械在国内大型磷矿企业得到应用［10］。如，云磷集团装备的小松PC1250、沃尔沃EC700挖机、FWK－5A电铲、卡特 D9R 推土机、沃尔沃37t／39tA40D／E大车等；瓮福磷矿装备的小松10m3前装机、日立10m3液压铲、北重77t／91t大车等。大量先进设备的装备，促进了我国磷矿开采技术、管理水平的不断提高，但与国外发达国家相比对先进设备的信息化、自动化性能利用不足，采掘工作机械化、信息化、智能化尚有巨大潜力可挖。

1.5 磷矿选矿工艺技术多样，浮选高耗、低效问题严重

罗惠华等众多学者［19－24］根据矿石类型和性质的不同，以药剂和设备研制为基础，研究开发了多种不同的选矿工艺技术和方法［10］。包括：直接浮选工艺、正—反或反—正浮选工艺、反浮选工艺、擦洗脱泥工艺、重介质选矿工艺等［25］。然而，选矿成本高、回收率差距较大，高耗、低效问题严重［8］。占据磷矿资源主体地位的中低品位胶磷矿，实现“高效”、“低耗”浮选是未来磷矿选矿领域的关键。

我国主要磷矿产区采选情况如表1所列。

2 磷化工发展现状

我国磷矿石消费结构中约70%左右用于农业，其余的用于提取黄磷、磷酸及制造其它磷酸盐系列产品［34］。从磷矿资源利用角度来看，由于我国磷矿价格相对较低，等级档次不明显，磷化工存在富矿“优矿劣用”、“高质低用”的现象，造成有限的优质磷矿资源浪费［4，35］。

磷化工产品结构不合理，高附加值磷化工产品、有机磷产品比重偏少；低附加值无机磷化工产品比例大［36］。近年来，中国已成为世界第一磷化工产品生产大国，但增长主要集中于基础和通用产品，高端、精细、专用磷化工产品发展不足，进口依赖度高［35－38］。如：云天化黄磷、热法磷酸、三聚磷酸钠等，兴发集团工业黄磷、工业磷酸、工业三聚磷酸钠等［38－39］，大都是资源消耗大，能耗大，技术含量低，附加值低的产品。

共、伴生资源综合利用技术取得一定进展，产业化尚处起步阶段［14，38］。翁褔集团无水氟化氢装置［14］；河南多氟多冰晶石装置；云天化国际建成投产的连续法氟硅酸钠装置［38］。为磷化工伴生资源产业化综合利用起到示范作用，对实现磷矿资源综合利用，发展循环经济，保护相应稀缺战略资源具有重要意义。

磷石膏是湿法磷酸生产高浓度磷复肥的最大副产物，世界年排放量超过3.0亿t，其中我国年排放量超过5000万t，总体利用率不足10%，磷石膏处理及综合利用已成为一个世界性难题［36］。目前，瓮福集团开展了磷石膏制新型节能环保建筑材料、磷石膏制硫酸铵、悬浮态分解磷石膏等技术研究工作［40］。在建400kt／a水泥缓凝剂、3.0×107m2／a纸面石膏板、250kt／a硫酸铵联产150kt／a高纯度氧化钙等项目，综合利用率提升到28%，对磷石膏综合利用，起到一定示范作用。

3 磷矿资源节约与综合利用主要策略

磷矿资源开发利用在兼顾国内资源平衡和经济收益问题的同时，应重视即将来临的资源危机。面对国内严峻的磷矿资源现状和集约度偏低、浪费严重、成本较高、运输困难的采供体系，必须落实节约优先战略，加强磷矿资源节约与综合利用，以保障磷矿资源的持续、均衡采供，保证工、农业可持续发展。

3.1 落实政策、健全法律法规

我国矿产资源节约与综合利用法律法规政策的引导和鼓励作用初见成效，颁布实施了一系列专项工作管理办法（《矿产资源节约与综合利用专项工作管理办法》等）。并于2011年启动了全国第一批40个矿产资源综合利用示范基地建设，涉及磷资源领域三家基地（云南磷矿资源综合利用示范基地、贵州开阳磷矿资源综合利用示范基地和湖北宜昌中低品位磷矿综合利用示范基地）。但是，政策和立法取向更多地是依靠鼓励政策来调动企业的积极性，由于缺乏严格、完善的法制管理体系和严格的、硬性的法律、法规、政策措施和标准，我国磷资源、开发利用行业高耗、低效、资源浪费等问题仍十分严重。

建议法律、法规等制定应重点从经济角度考虑，企业在经济效益驱使下主动做到贫富兼采、磷矿资源合理梯级利用、共伴生资源综合回收利用，实现由目前的被动引导和鼓励形式转变为企业经济效益的驱动力。磷矿资源税从量计征转变为从价（质）计征，将是一个很好的开端。制定强制性法律、法规，控制磷矿石出口、鼓励高附加值产品出口，使磷产品贸易获得较高经济收益的同时，最大限度保护我国磷矿资源。制定磷矿资源节约与综合利用相关技术标准，规范资源节约与综合利用技术流程与指标，以利于磷矿资源节约与综合利用监管及技术推广。

3.2 制定和完善磷矿资源节约与综合利用评价体系

目前，矿产资源节约与综合利用工作已全面展开，而相关评价体系的研究制定则有所滞后。该评价体系应包括磷矿资源节约与综合利用潜力评价及其效能评价（图1）。磷矿资源节约与综合利用潜力评价有助于相关法律、法规的适用性选择及资源节约与综合利用具体实施方案的确定，磷矿资源节约与综合利用效能评价是法律、法规执行的依据及方案实施效果的检验手段。

评价体系涉及到技术指标和评价指标的明确和定义，例如：生产单位矿产品所耗费的矿产资源量，矿产资源共、伴生资源综合利用率等。评价模型是评价体系核心内容，应在综合分析评价目标、评价内容等基础上，明确评价目的，理清技术指标、评价指标间的关系，采用科学、简洁的数学理论工具，构建磷矿资源节约与综合利用潜力评价模型和效能评价模型。

图1 磷矿资源节约与综合利用评价体系结构

评价体系制定和完善应本着实用、科学的原则，潜力评估成果能够正确指导磷矿资源开发落实贫富兼采，实现合理梯级利用，为资源节约与综合利用具体技术方案的选择与制定提供科学依据；效能评估应做到对资源节约及综合利用效果的全面、科学评估，为相关法律法规的执行提供有力依据。

3.3 加大磷矿资源节约与综合利用技术研发

磷矿资源节约与综合利用技术研究应重视相关研究机构建设、研发团队培养及资金投入，加大磷矿资源节约与综合利用关键技术重点攻关力度。

磷资源基本按照从磷矿床、采矿、选矿、磷化工、工农业等消耗、到环境的流程在自然界迁移，如图2磷矿资源开发利用链所示。在尚未找到有效替代资源，世界磷资源总量一定的现实情况下，为延长磷资源开发利用链运行寿命，提高磷资源开发利用产业经济效益，必须立足磷矿资源开发利用的各个工序和环节，研发资源节约及综合利用技术。

图2 磷矿资源开发利用链

磷矿资源节约与综合利用是一项系统工程，应本着磷资源系统开发，合理梯级利用，基础磷化工产品注重发挥规模效益，精细磷化工产品注重多样化、系列化的原则，发展磷矿采选与化工产业。

合理开发利用与保护优质磷矿资源的同时，做到低消耗，少污染，可回收，再利用，以最小资源消耗获取最大经济效益，延长磷资源开发利用链运行寿命，发展可持续、循环经济，保障我国粮食安全。

4 结论

我国磷矿资源分布不均，资源运输和利用不便；中低品位胶磷矿比重大，倾斜缓倾斜、薄至中厚矿层产出多，采选难度大；共、伴生资源丰富，综合利用率低；磷化工产品结构不合理；磷渣磷石膏总体利用率不足10%；必须落实节约优先战略，加强磷矿资源节约与综合利用，以保障磷矿资源的合理、持续、均衡采供，保证工、农业可持续发展。

磷矿资源节约与综合利用是一项系统工程，落实政策、健全法律法规的同时，制定和完善磷矿资源节约与综合利用评价体系，加大磷矿资源节约与综合利用关键技术研发。各项措施相辅相成，共同推进我国“资源节约型、环境友好型”社会建设。

磷矿企业应就国家矿产资源节约与综合利用专项设立契机，加大技术研发力度，本着磷资源系统开发，合理梯级利用，基础磷化工产品注重发挥规模效益，精细磷化工产品注重多样化、系列化的原则，发展磷矿采选与化工产业。做到低消耗，少污染，可回收，再利用，以最小资源消耗获取最大经济效益，延长磷资源开发利用链运行寿命，发展循环经济，实现磷资源开发利用可持续发展。

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