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磷化工行业研究报告:磷矿石价格上行、磷化工有望持续景气

   2022-07-27 ​未来智库690
导读

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

 

 

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。

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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。

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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。

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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。

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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。

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(文/小编)
 
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