1.磷矿——战略资源、地位突出
1.1.概述：磷矿是农业和工业基础原料
磷矿为我国战略性资源之一。工业和农业产品中的磷主要从磷矿石中提取，它既是制取磷肥、饲料等的重要化工矿物原料，也是精细磷化工产品的磷源，因此在国民经济和社会发展中具有重要的地位和作用。地壳表生磷来源于火山喷发。目前地球上的磷元素主要存在于地幔中，地幔中磷的平均丰度值约为 7×10 -6，而地幔的体积较为庞大，占了地球体积的 80%以上。对于我们所能开采的磷矿来说，海底火山喷发对目前地表磷资源的形成起到至关重要的作用，正因远古时期火山的不断喷发，才能将地底所埋藏的磷资源，不断的带到地表中来，最终以磷酸盐形式存在于地表。
地球上磷元素在陆地系统和水生系统中循环。在陆地生态系统中，人类通过对土壤、岩石中存在的磷元素进行提炼、加工，将其转化为日常的磷酸盐产品（通常为磷肥），植物吸收后将磷元素转化为自身营养物质，其自然枯萎凋零后所包含的营养物质也会重新回归大地，自此陆地上的磷元素形成闭环。在水生生态系统中，海底火山爆发为水生系统带来磷元素，此外，经人为施肥以及雨水等条件的诱发，陆地生态系统中的磷元素随着河流湖泊等渠道向大海汇集，海底动植物通过海水对磷元素进行吸收，再经过人为的捕捉、食用、排泄等过程，让水生生态系统中的磷元素重新回归陆地系统的循环。
我国磷矿储量中 87％为沉积型磷块岩。我国磷矿类型有沉积型、变质型、岩浆岩型、鸟粪型和风化型，其中前3 种为主要类型，占总量的99.6%。沉积型磷矿占全国总量的 87%，其矿床规模大，矿床品位相对较高，是目前开发利用的主要对象。变质型和岩浆岩型磷矿占14.6%，这两类磷矿床一般规模较小，品位低，但矿石易选，岩浆岩型磷矿还共伴生铁矿、蛭石、石墨等矿产，在目前经济条件下，绝大多数在综合开采利用。鸟粪型及风化型（都属于表生型）的磷矿只占0.4%。
我国磷矿资源分布集中。集中度方面，我国磷矿主要分布于九个地区，分别为云南滇池地区，贵州开阳、瓮福地区，四川金河、清平、马边地区和湖北宜昌、胡集、保康地区。这些地区所含有的富矿较多，总占有面积达全国的 80%，是目前开发和使用的主要地区。
我国磷矿资源品位较低。品位方面，根据刘龙琼在《国际国内磷矿资源开发最优边际品位及其预测研究》一文中的数据，我国的磷矿石平均品位只有可开采储量平均品位为 16.86%，是世界上磷矿石平均品位最低的国家。我国磷矿品位低于 25%的储量占比超过一半，富矿（ ≥30%）储量仅占全国储量的 9.4%，磷富矿储量集中分布贵州、云南、湖北省份。
1.2.工艺：多以露天开采、浮选工艺为主
磷矿的开采方式主要包括露天开采和地下开采两种：露天开采是指采掘设备在敞露的条件下，以山坡露天或凹陷露天的方式，分阶段向下剥离岩石和采出有用矿物的一种采矿方法，主要流程包括五个部分：穿孔、爆破、装采、运输以及排土。露天开采具有成本低、劳动条件好、工作安全和矿石回收率高等优点，但受天气的影响比较大，存在粉尘等环境污染的可能性。 地下开采是指通过挖掘、爆破等技术深入到地下矿洞来对磷矿资源进行挖掘，主要流程包括开拓、采切和回采。当矿床埋藏在地表以下很深的地方时，采用地下开采方式是较为合理的。地下开采具有减少扬尘问题和避免自然环境影响开采进程等优点，但过程比较繁琐，建设周期较长。
我国磷矿采用露天开采加地下开采同步进行的方式。对于我国的资源条件来说，我国的磷矿石 87%为沉积岩，70%为中低品位胶磷矿，矿物颗粒细，嵌布紧密，有害杂质多，开采难度大，在这样的条件下我国采用露天开采加地下开采同步进行的方式。观之全球其他磷矿生产大国，比如摩洛哥以及美国，这两国的磷矿特点较为明显，二者的磷矿中大多数为沉积层，矿层深度较浅，同时矿产的品位也比较高，因此较为适合露天直接开采。
磷矿的选矿工艺在发展中不断丰富。在人类大规模开采利用磷资源的过程中，磷矿选矿工艺也随之不断发展。传统的磷矿石选矿工艺有：擦洗脱泥法、重介质选矿法、浮选法以及重磁浮联合法等。新型磷矿石选矿工艺主要有：微生物处理法、干式电选法、磁罩盖法以及选择性絮凝法等，虽然新型工艺的实验室指标较好，但是几乎没有在工业中应用。工业生产中选择合适的磷矿石选矿工艺有助于得到品位高、回收率高、成本低的磷精矿。
浮选工艺为磷矿选矿中应用最多的技术。浮选工艺分为正浮选工艺、反浮选工艺、正-反浮选工艺、反-正浮选工艺和双反浮选工艺。正浮选工艺适用于嵌布粒度很细的硅质及硅酸盐型磷矿。将磷矿石一次磨细到单体解离，添加 S 系列抑制剂将脉石矿物抑制，然后添加捕收剂将磷矿物浮出，这种工艺流程简单，杂质分离效率高。反浮选技术适用于高碳酸盐低硅含量磷矿石，是在弱酸介质下抑制磷矿物，然后用选择性强的捕收剂浮出碳酸盐矿物，此工艺流程简单，碳酸盐分离效率高，实现了常温和低温浮选。
正-反、反-正和双反浮选技术主要用于硅-钙（或钙-硅）质磷矿石，其实质是碳酸盐浮选和硅酸盐浮选两种技术的组合，用两步浮选工艺分别排除磷矿石中的碳酸盐和硅酸盐杂质。
1.3.中国 ：磷矿自给自足、下游主要为肥料
磷与日常生活密切相关，传统磷化工产品主要用于农业领域。从产业链来看，磷化工产业链的上游起始于磷矿石，通过硫酸浸泡、加热等方式可制得中游产品磷酸以及黄磷等。这些产品最终被制成磷酸一铵、磷酸二铵、草甘膦、磷酸铁锂等下游产品，分别应用于农业、工业等领域。其中磷化工产业链最大的下游领域为农业，据百川盈孚数据显示，2021年我国用于制作磷肥（主要为磷酸一铵和磷酸二铵）的磷矿石占比约71%。
磷肥以磷矿石为原料，在不同的环节中有不同的去向。磷肥是我国三大基础肥料之一，在整个磷肥产业链中，磷矿资源在不同的环节中有不同的去向。由于选矿、运输等措施部分磷矿资源会损失，只有精选出的磷矿资源才能被用来生产磷肥等下游产品，在此过程中损失的磷矿资源一般存在于矿渣、废水中，难以再利用。当磷矿石进入磷肥企业中，在磷肥加工过程中，部分磷进入产品中，但是由于机械损耗、三废处理会产生一定的资源损失。
磷与农业息息相关，土壤中磷含量的高低直接影响到农作物的产量。磷对农作物的生长繁殖有不可取代的作用，绿色植物缺磷时，光合作用将明显受到抑制。土壤中的磷一般不能满足农作物的需要，必须通过施用磷肥来补充。据联合国工业发展组织估计，在上世纪70-80 年代的近20年中，世界谷物增加的产量中有 40%产量是由于化肥用量增加带来的。
磷肥对不同农作物的生产起到促进作用。磷肥的增产效果取决于一系列因素，主要是土壤性质，作物类型及肥料自身的特点。以作物类型来看，每千克可分别实现马铃薯增产 33.2 千克、玉米增产9.1 千克、小麦增产 8.1 千克、油菜增产 6.3 千克、水稻增产4.7 千克、棉花增产2千克。对于磷肥的增产效果来说，随着施肥技术的改进和釆用精准施肥条件，单位磷肥对农作物的增产量会迅速提升。
我国磷矿石自给自足，进出口比例低。2017-2021 年我国磷矿石产量在 8000-13000 万吨/年，进出口量均不超过100 万吨，自给率接近99%。磷化工产业链各下游产品中所包含的磷元素主要来自于磷矿石。因此我国具有较为完整的磷矿石产业链。 磷矿石开采受政策严格控制，产量总体下降。由于我国磷矿石长期以来存在着过度开采以及环境污染等问题，近年来政策对磷矿石的管制逐渐趋严，磷矿石产量总体呈下降趋势。根据百川盈孚数据，磷矿石在2021年的产量约为 10271.8 万吨，虽然较 2020 年有所增长，但相比2017年水平下降 16.6%。
磷酸一铵（MAP）和磷酸二铵（DAP）是传统磷化工主要下游产品，近年来过剩产能得到出清。用于生产 MAP 以及DAP 的磷矿石占比分别约35.5%以及 35.0%。近年来随着我国农业政策不断强调减肥增效，我国化肥产品的产量和消费量有了明显的下滑，2021 年我国MAP 和DAP的产量分别为 1242.7 万吨以及 1354.0 万吨，表观消费量分别为864.1万吨以及728.3 万吨。与 2017 年相比产量分别下降了46.3%和23.0%；表观消费量分别下降了 57.8%和 34.8%。
18918818796