资源与环境约束下的中国磷矿资源需求探析

2016-12-05聂开省瓮福集团有限责任公司瓮福磷矿穿岩洞矿贵州福泉550508

低碳世界 2016年22期

聂开省（瓮福（集团）有限责任公司瓮福磷矿穿岩洞矿，贵州福泉550508）

资源与环境约束下的中国磷矿资源需求探析

聂开省（瓮福（集团）有限责任公司瓮福磷矿穿岩洞矿，贵州福泉550508）

磷矿，即运用于经济方面的磷酸盐类矿物总称，属于一种非常重要的工农业矿物原料。磷矿资源是中国粮食安全、经济运行安全的重要资源保障。本文探讨了我国磷矿资源的存储量与分布，以及我国当前背景下对于磷矿资源的实际需求，提出保障磷矿利用可持续发展的建议。

资源；环境约束；磷矿资源；需求

1 引言

磷矿资源是一种不可再生的自然矿产资源，在全球的粮食生产、磷化学工业等领域中，都占据了极其重要的地位与作用。磷矿石往往被用来提取磷资源，然后通过必要的加工程序，将其加工成为磷肥与磷化工产品，因而其需求具有刚性特征。

2 中国磷矿资源

磷，作为一种次要造岩元素，同时也是生命物质组成元素之一。在生命组成中，核糖核酸（RNA）和脱氧核糖核酸（DNA）的基本组成单位核苷酸承担着信息传递、细胞代谢调控等重要作用，而磷是其基本成分，因而被称为 “生命和思想的元素”。磷矿，则是被利用与经济上磷酸盐类矿物的总称，是一种应用广泛的工农业矿物原料。磷矿资源往往被用于制作磷肥，或者提取赤磷、黄磷、磷酸和其他磷酸盐化合物，同时也被应用于医药、染料、陶瓷、化工、冶金、军事等各个领域。保护磷矿资源，实现可持续的开发与利用，对于人们的生活生产而言，都具有重要意义。我国在世界上属于磷矿资源生产大国，同时也是磷矿资源的消费大国，我国的磷肥产业更是迅猛发展起来，对于磷矿资源的消耗也日益增加，据推测，在10年之后，我国的磷矿可能耗尽，面临非常严峻的磷矿资源短缺问题。

3 我国磷矿的分布格局

3.1 我国磷矿的地理分布

中国磷矿广泛分布于28个省、直辖市、自治区，相对集中在云南、贵州、四川、湖北和湖南5省，且五氧化二磷大于30%的富矿几乎全部集中于这5个省。据国家统计数据库显示，2011年，全国磷矿基础储量为28.93亿t，其中云南省占有22.19%，四川省占有11.86%，贵州省占有18.25%，湖北省占28.31%，湖南省占有4.87%，共85.48%，可见，我国磷矿资源分布相对集中（见图1）。

图1 中国磷矿基础储量分布

在经济意义上，国家统计局按照经济发展的程度将我国分为中、东、西部三大块。2011年，我国南方磷矿的基础储量总计25.67亿t，北方磷矿的基础储量总计3.27亿t，南北方磷矿基础储量存在巨大差距；西部地区磷矿的基础储量为15.79亿t，而较发达的东部地区仅有2.69亿t。由此可见，北方磷矿稀少，资源大多集中在南方，南多北少，分布过于集中；西部拥有云南、贵州等磷矿资源丰富的省份，磷矿资源丰富，东部地区则相对贫瘠，造成“西富东贫”的格局。

贵州省以其独特的地质环境，造就了丰富的矿产资源，成为我国的矿产资源大省之一。其矿产资源分布广泛，矿种较多，成矿地质条件好，其中特色矿产在国内占有重要地位。贵州省磷矿资源丰富，是优势矿种之一，它主要产于震旦系和寒武系，矿床类型为沉积型矿床。截止2009年12月底，全省磷矿累计查明资源量约为23亿多吨，消耗资源量约为：1.9亿t，保有资源量约为21亿多吨，其中已占用保有资源量为：6.5亿多吨，未占用保有资源量为：15亿多吨，压覆资源量为：1053千t。贵州是磷矿大省，科学合理地利用这一矿产优势，充分开发和综合利用磷矿资源对贵州工业强省意见重大。

3.2 磷矿主要用途

磷是生物细胞质的重要组成元素，也是植物生长必不可少的一种元素。世界上84～90%的磷矿用于生产各种磷肥，3.3%生产饲料添加剂，4%生产洗涤剂，其余用于化工、轻工、国防等工业。中国的磷矿消费结构中磷肥占71%，黄磷占7%，磷酸盐占6%，磷化物占16%。

磷矿石的用途较多，可以制取磷肥，也可以制取纯磷（黄磷、赤磷）、磷酸及其它化工原料。含氟的磷矿石，在制肥过程中，还可以回收氟；赤磷可做火柴的原料；黄磷有剧毒，可以制造农药。磷酸是制取高效磷肥及各种磷酸盐的原料。磷酸盐用于制糖、陶瓷、玻璃、纺织等工业上，如磷酸钠，磷酸二氢钠可做净化锅炉用水的净化剂，后者还可以制造人造丝；六聚偏磷酸钠可做水的软化剂和金属防腐剂。磷矿石破碎机和磷矿石粉碎机的差别是，前者生产颗粒较大，后者则相反；在冶金工业中炼制磷青铜等都要用磷；磷酸二氢铝胶材料耐火度高、耐冲击性好、耐腐蚀性强、电性能优越，用于尖端技术中；氟磷灰石晶体是最理想的激光发射材料，磷酸盐玻璃激光器已得到应用。

3.3 磷矿需求及保障分析

由于世界人口数量的激增，磷肥的使用随之增加，以保障粮食供应力量能够与需求相匹配。在2012年，世界磷肥（P2O5）的消费量已经达到4190万t，以此推测到2016年结束，世界的磷肥消费可达到4530万t。依据我国磷肥工业协会的统计计算，我国于2013年的磷肥总产量已经达到约1650万t，而其中用于种植业的磷肥消费量则达到了1188万t。通过计算预测，在未来五年的时间内，全球的磷肥年平均增长率约为2%，而消费的增加主要源于亚太地区。

中国当前的磷矿产量已经位居全球首位，并且基本上能够满足国内的生产需要，但近年来高浓度磷复肥市场需求持续上升，产量迅速增加，含量在30%以上的磷矿供应日趋紧张。为了满足农业生产对磷肥的需要，预计今后20年全国的磷矿石消费量将进一步增长，以此为依据计算，全国的磷富矿资源将仅能够满足至2020年。由此可见，保护磷矿资源，通过合理的开发和利用方法，才能够保障我国的国民经济持续健康发展。

4 磷矿资源开发利用的建议

4.1 有序开发磷矿石资源

对于磷矿资源的开发，必须进行严格的控制，避免开采量的过快增长可能造成的资源保护压力，同时避免导致下游产业价格过低、磷石膏固体废弃物排放过多等问题。磷矿开发应当以《全国矿产资源规划》等相关文件为依据，建立相应的限制开采制度，控制开采规模，从而达到限产保值的目的。

4.2 提升磷化产业综合发展水平

国际磷矿石的价格已经达到国内价格的2.5倍，而国际的磷肥生产厂家仍然在抬高磷矿石的进口价格，以维持约18%的毛利率。该现象从侧面体现出国内的磷肥企业在生产工艺和管理水平方面，落后于国外，同时也代表具有较大的利润空间，因此可以通过提高磷矿价格与成本，逼迫国内的磷肥厂家积极改进生产技术，加强管理，淘汰落后技术提高产能，从而提高国内磷肥企业整体的竞争能力。

4.3 发展精细磷化工

我国当前的磷化工产业结构存在严重的不合理现象，如果以单位磷酸盐产品的P2O5价值比为依据，则可以讲磷化工产业布局划分为上中下三层。底层为初级产品，包括黄磷、磷肥等，中层为大宗磷酸盐，而最高层为有机、精细以及高纯度的磷产品。我国的磷化工产品通常集中于中层或底层，精细产品较少。在这种情况下，中低端产品出现了严重的过剩问题，大量的高端产品需要依靠进口。因此，我国磷矿产业的当务之急在于发展精细磷化工，完善我国的磷化循环经济产业体系，建设绿色的磷化工产业园。

4.4 加强资源节约与综合利用

加强资源的节约型发展，主要从以下方面着手：①提高资源的综合利用，在控制磷矿开采的同时，还需要充分利用具有较高工业价值的共生、伴生矿产，对于短期无法实现综合开发利用的矿产，或包含有用组成成分的尾矿等，可以采取暂时性的保护措施，一方资源流失浪费；②加强矿产资源的合理布局，科学划分开发区域，合理设置矿业权，从而存进矿产的充分开发；③重视综合开发利用水平的提高，通过加强矿山的标准化建设，提高磷矿开发技术与管理水平。

磷矿企业应当积极引入先进的科学技术，用以提高磷矿共（伴）生矿产资源的综合开发利用，推进磷矿资源的集约利用与循环经济发展，促进我国磷矿行业的可持续发展。

4.5 降低环境污染，恢复生态平衡

在开发磷矿的过程中，往往会产生大量的废渣、废水与废气，给周围的生态环境造成了严重的影响，甚至引起环境破坏，引发水土流失、泥石流等地质灾害。矿山企业在开采矿产的过程中，应当秉承保护自然、构建友好环境的理念，改变传统的高能耗、高污染开采模式，选择具有降低能耗、循环利用的生产方式，从而改善矿山开采可能造成的环境污染问题，建立补偿机制以保证矿山生态环境的维护与恢复。

具体措施如下：将磷废渣回收利用，用于磷石膏砌块与水泥熟料的烧制；采取洒水、喷雾与除尘措施，尽量将磷矿产业链中的废气、粉尘浓度等，控制在规定范围以内；根据废水的来源、实际污染程度和性质，采取治理措施，加强矿坑水、选矿回水的综合利用，最终实现废水的闭路循环；详细勘察当地的图纸状况，通过必要的土壤改良实验，了解土壤状况，通过合理复垦的方式进行修复，从而保持矿区的土体生态稳定性，为后期的矿产开发创造良好的环境，最终实现矿山的开采、土地利用、植被恢复与经济、生态的可持续发展。

4.6 加强科技研发与技术创新

大型磷化集团要十分注重科技研发与技术创新，建议以大型企业集团和磷化工业园区为依托，建设磷资源产业科技研发中心，针对磷化工企业采选加工过程中存在的问题进行研究，积极开发、引进并推广新技术、新工艺与新设备，不断加强中低品位磷矿采选技术研究，实行“全层开采，分级利用”。开展对深部开采遇到的防治水、岩爆、温度升高等技术难题研究。加大重介质选矿和浮选攻关力度，降低人选经济品位，提高磷矿回采率、选矿回收率。加强尾矿综合利用和尾水集中回用，形成矿业开发的循环经济生产模式。开展废石、尾矿和磷石膏充填采空区技术的推广应用，逐步解决磷矿废物堆放对环境的影响，促进区域合作与互利共赢。