我国硫资源供需状况及需求预测

2014-04-11陈春琳孙小红

化工矿产地质 2014年3期

赵明* 陈春琳高鹏孙小红

中化地质矿山总局化工地质调查总院，北京 100013

硫资源是具有战略意义的矿产资源，不仅在农业生产中（尤其是磷肥的生产）扮演重要角色，而且也广泛应用于工业和医药等领域【1】，硫酸产量也通常被用作衡量一个国家工业发展水平的标志【2】。目前，我国硫资源供应存在较大缺口，硫资源进口依存度依然在50%以上【3】，硫资源短缺已成为制约我国磷肥生产快速发展的瓶颈【4】。我国硫资源可持续开发利用不仅影响我国工业现代化进程，更关系我国的粮食安全，为此，本文简述了全球硫资源分布、开发大致情况，分析了我国硫资源供需形势，并预测了我国磷肥用硫的需求。

1 全球硫资源概况

全球硫资源量非常丰富，分布集中。据美国地质调查局统计，目前蒸发岩与火山岩中的硫资源及石油、天然气、沥青砂以及金属硫化物中的硫资源大约50亿t；石膏及硬石膏中硫资源及其丰富，其中在煤、油页岩及富含有机质的页岩中含有6000亿t硫资源，但这些资源仍有待开发。世界硫资源主要分布在北美、中东、欧州、东亚地区。

目前全球硫资源主要来源于石油天然气回收硫、有色金属共伴生硫，少量来源于硫铁矿、自然硫和弗朗斯科法回收硫。

如图1所示，2011年全球硫产量约7050万t，其中约4168万t来自硫磺〔石油炼制和天然气处理回收硫磺 3965万 t，天然开采硫磺为 203万t(32.36% 来自波兰)〕，1750万t来自有色金属冶炼烟气制酸，494万t来自硫铁矿焙烧(几乎全在中国) 。

图1 全球硫资源来源结构Fig.1 The Sources Structure of Global Sulphur Resources

全球硫资源主要用途基本相同，主要是生产硫酸。全球每年平均80%的硫被用来制硫酸，硫酸的主要用途是生产化肥，特别是磷肥，世界每年平均50%以上的硫酸都用来生产磷肥，其次是用来铁镍等金属淋滤【5】。

全球硫资源消费地与生产地偏离。据世界肥料协会数据，全球硫磺产量稳步增长，北美、西亚、东欧及中亚为主要的生产地区，硫磺的主要消费地区是东亚、北美、非洲以及欧盟27国。

世界硫磺总产量多年来一直是供大于求。近年来，世界能源生产大国在石油炼化厂和天然气净化厂配置了高效硫回收装置。伴随世界石化能源产量持续增加，面对世界生态环境遭受越来越严重二氧化硫的污染，世界各国将不断加强节能减排的合作，加大石油、天然气、煤碳、冶金工业副产硫的回收，全球回收硫增加是必然的，产能和产量的过剩也将是长期的【4】。

近年来发达国家硫资源消费已趋于平衡，发展中国家硫资源消费持续上升，全球硫资源消费仍将有所增长。据世界肥料协会数据，2002年以来，发达地区（如欧洲、北美等地区）硫磺消费量趋于平衡，有的地区（如东欧）甚至开始有所下降。与发达地区趋势不同，欠发达地区（拉美、非洲、西亚、南亚及东亚）硫磺消费量仍在不断增长，以东亚涨幅最大，这主要是由于中国硫磺大幅增加引起的。欠发达地区的消费量不断上涨，必将引起全球硫资源消费量增加。

2 我国硫资源供需形势

据中国硫酸工业协会，我国硫资源主要来源于三个方面：硫铁矿、回收硫以及进口硫，主要用于化肥、工业及其他行业，如图2所示。

图2 我国硫资源来源及流向示意图Fig.2 The Sources and Flows of Sulfur Resources in China

2.1 我国硫资源总量较多，硫铁矿以煤系沉积型为主，品质较差，且分布集中

硫铁矿、伴生硫及自然硫资源是中国硫资源的主要来源【6】，据美国地质调查局统计，全世界以硫铁矿为原料生产的硫酸产量中，中国约占89%。

据2012年全国矿产资源储量通报，截至2012年底，我国硫铁矿区数600多个。我国硫铁矿保有储量相对集中于四川、内蒙、广东、江西和安徽五个省（图3），这五个省储量约占全国硫铁矿总储量的77%。从硫铁矿的质量来看，含S＞35%的硫铁矿富矿仅占总量的3.3%，绝大多数集中在广东、安徽省，其中广东占66%，安徽占30%，其它省份只有约 4%。我国硫铁矿资源的特点是分布广泛，相对集中；贫矿多富矿少；矿床类型多，以煤系沉积型为主【7】。

图3 我国硫铁矿储量分布Fig.3 Distribution of Pyrite Reserves in China

据2012年全国矿产资源储量通报，中国伴生硫分布于28个省、自治区和直辖市。伴生硫矿区数500多个，主要集中于江西、陕西、甘肃、吉林、安徽、云南等省（图4），其中江西伴生硫铁矿硫储量居全国之首，占总伴生硫储量的23.82%。

中国自然硫矿区数 70多个，主要分布在山东、西藏、青海和新疆。自然硫资源品位低、含泥量高、渗透性差，目前难以利用【8】。

我国石油多为低硫油，酸性天然气主要产于四川威远一带的气田中，油气中的硫资源仅占全国硫资源的 0.12%【8】。

图4 我国伴生硫储量分布Fig.4 Distribution of Associated Sulfur Reserves in China

2.2 我国回收硫产量增长拉动了硫总产量的增加

我国硫资源来源于硫磺、硫铁矿制酸、冶炼烟气酸及其他硫。2001年以来，随着我国产业结构的调整及技术的发展，冶炼烟气酸及硫磺制酸比重大幅上升，带动了硫资源产量的增长，而硫铁矿制酸比重下降了24%。硫资源总产量增长了近3倍,见图5。

我国硫铁矿产能已达到1600万t左右。由于国家统计局硫铁矿产量数据与中国硫酸工业协会提供数据有所矛盾，因此笔者对硫磺产量进行了修正，修正结果如图6所示，2001～2012年我国硫铁矿产量缓慢增长，硫铁矿生产主要分布在广东（23%），安徽（17%），江西（14%），四川（9%）以及辽宁（8%）。

长期以来，我国的硫酸主要以硫铁矿为主要原料，随着工业的发展、技术进步及环保的需要，硫资源利用总量在大幅度提高，各种原料利用比例却发生了显著变化【6】。近几年，随着我国有色金属工业的快速发展，冶炼烟气的利用快速增长，产能已达到2400万t/a左右，硫铁矿制酸装置能力达到2000万t左右。而硫磺制酸比例也从25.2%增长至46.5%。但硫铁矿制酸比值呈下降趋势；其他制酸产量基本不变（见图 7）。逐渐形成硫铁矿制酸、烟气制酸和硫磺制酸三分天下的格局【6】。

图5 2001～2012年我国硫资源生产结构（有色金属包含进口有色金属）Fig.5 The Production Structure of Sulfur Resources from 2001 to 2012 in China

我国硫酸生产在地区上相对集中，云南、湖北、山东、贵州、四川五省硫酸产量占总产量的50%，见图 8。但硫酸生产企业集中度不高，我国前十家主要的硫酸生产企业硫酸产量占全国总量的31%左右。

图6 2001～2012年我国硫铁矿产量及2012年我国硫铁矿产量分布Fig.6 The production of Sulfur resources from 2001 to 2012 and The Production Distribution of Sulfur Resources in 2012 in China

图7 2000～2012年我国硫酸产量Fig.7 The production of sulfuric acid from 2000 to 2012 in China

图8 2012年我国硫酸产量分布Fig.8 The production distribution of sulfuric acid in China,2012

随着磷肥产量的迅速增长和其他工业硫酸用量的增加，中国硫酸工业发展很快。据中国硫酸工业协会数据，2003年我国硫酸产量已超过美国居世界首位。

据中国硫酸工业协会，目前我国石油化工领域硫磺回收装置有100余套，回收硫磺产能已达到700万t/a左右。从2001～2012年，硫磺产量从51万t增长至520万t，经历了两次增长阶段：第一阶段：2001～2009年的平缓增长期；第二阶段：2009～2012年高速增长期，见图9。我国约95%硫磺来自于石油、天然气回收硫磺，剩下的5%为工业硫磺。

图9 2001～2012年我国硫磺产量Fig.9 The Sulfur Production from 2001 to 2012 in China

2.3 我国硫资源贸易以进口为主，硫磺价格从高峰走向平缓，受国际价格影响

全球硫磺的过剩及其在制酸中的优势，以及国产磷复肥产量的大幅度增长，带动了硫磺和日本、韩国冶炼烟气酸进口量增加【6】。2001年以来我国硫资源贸易以进口为主，我国硫资源进口量占贸易总量的99%以上，进口量逐年增长，显然对我国硫资源产生强烈冲击。

我国进口贸易中，以硫磺进口为主，硫磺进口量282万t S增至1120万t S，主要从沙特阿拉伯、哈萨克斯坦、加拿大等国进口；硫酸进口量12万t S增至34万t S,主要从日本、韩国进口；硫铁矿进口极少。

我国硫资源进口量增加一定程度上带动了硫资源价格的上涨【4】，曾有报道认为我国硫资源的进口激增冲击了国际市场，致使国际市场硫磺价格上升【9】。

总之，我国硫资源市场影响着国际硫资源价格，继而影响国内硫资源价格走势。2006年前，全球及我国硫磺价格变化不大，2007年急剧上涨，2008年国际硫磺价格到达峰值719美元/t，带动我国硫磺价格上涨至5700元/t，2008年底大幅下跌到正常价格，此后平缓增长。2012年磷肥行业不景气，磷肥价格走低，加上相关耗酸行业复苏缓慢，硫酸价格随之下调。

2.4 我国硫资源消费量大幅度增加，大部分用于生产磷肥

我国硫资源主要用于化肥生产及其他行业，2001～2012年硫资源消费大幅增加（见图10），主要是磷肥耗硫及工业用硫增长。

根据之前修订的硫铁矿产量，消费量也同样进行了修订，修订结果如图11所示，2001以来，我国硫铁矿表观消费量缓慢增长，主要用于制酸。

2001年以来，硫酸表观消费量增长了近3倍，其中磷肥用酸及工业用酸增长较快，这主要与我国正处于工业化发展阶段以及磷肥产量增长有关。其中高浓度磷肥用酸大幅增加，高浓度磷肥用酸消费比例由31%增加52%。硫酸在工业领域的消费量也呈现快速增长的势头【10】，用于钛白粉、氢氟酸工业及橡胶、烟花、果树杀虫剂等，见图12。

硫磺的直接应用很广，包括硫磺粉、特种硫、硫化合物、硫系农药及硫肥等，广泛应用于轻工、医药等多种行业，也可以生产成硫酸，间接用于化肥生产及工业。绝大多数硫磺用于生产硫酸，少部分用于其他工业，2001～2012年，硫磺消费量从387万t S增长至1640万t S，用于硫磺制酸量大幅增长。2012年，69%硫磺用于制酸，其他行业消费硫磺31%。

图10 2001～2012年我国硫资源消费结构Fig.10 The Consumption Structure of Sulfur Resources from 2001 to 2012 in China

图11 2001～2012年我国硫铁矿消费趋势Fig.11 The Consumption Trend of Pyrite from 2001 to 2012 in China

图12 2001～2012年我国硫酸消费结构Fig.12 The Consumption Structure of Sulfur Acid from 2001 to 2012 in China

3.5我国硫资源对外依存度超过50%，需求量仍将继续增长

我国为硫资源净进口国，硫资源对外依存度从2007年57%下降至2012年52%（如图13、图14所示），不仅进口硫磺冲击我国硫资源，我国也对进口硫原料（有色金属等）产生依赖，2012年，我国60%有色金属进口。

由于我国目前处于工业化发展阶段，工业用硫将会继续增加；并且硫资源主要用途——磷肥生产将在未来一段时间持续增长[11]，我硫资源产量及消费量将持续增长。

图13 我国硫资源供应结构Fig.13 The Supply Structure of Sulfur Resources in China

图14 我国硫资源对外依存度变化Fig.14 The Changes of Sulfur Resources External Dependency in China

3 我国硫资源需求预测

本文根据倒“U”型磷肥需求预测（详见磷资源战略研究报告）、时间序列轨迹及氮磷钾比例法综合分析，中国磷肥耗硫量可能在 2020～2025年达到峰值1620万t左右，该磷肥耗硫预测值不包含出口磷肥耗流量，仅指国内需求磷肥耗流量，磷肥耗硫量预测如表1，图15。

表1 我国各发展条件下磷肥耗硫预测Table 2 The Consumption Forecasts of Sulfur Resources Used for Phosphate Fertilizer on Three Different Conditions of Development in China