推进磷资源高效高值利用 形成磷产业新质生产力

 近期,工业和信息化部、国家发展改革委、科技部、自然资源部、生态环境部、农业农村部、应急管理部、中国科学院联合发布了《推进磷资源高效高值利用实施方案》(以下简称实施方案),这是近几年来对我国磷资源开发和加工利用最为系统、明确和重要的指导性文件。

一、《实施方案》总体思路及目标

总体思路:明确磷资源高效高值利用发展定位。加强磷资源保护性开采、磷产业创新发展的系统谋划和顶层设计,量化发展目标、路径举措和重点工程;推动磷产业向精细化、高端化跃升。调控磷矿开发强度,转型升级传统产业,大力发展高端磷制品产业;促进磷产业生态化耦合。强化磷氟等产业协同,促进磷复肥与建材、生命健康、新能源及新能源汽车等产业发展,打造先进磷化工集群发展格局。 

《实施方案》提出到“十四五”结束的2026年,在创新驱动方面,突破一批磷资源高效开发、清洁生产、综合利用等关键技术;在结构优化方面,磷铵、黄磷等传统产品产能利用率显著提升,高附加值含磷化学品等非农用产品在磷化工中的营收占比不断优化;在绿色发展方面,能效标杆水平以上的磷铵产能占比超过35%,新增磷石膏无害化处理率达到100%、综合利用率达到65%;在生态培育方面,形成3家左右具有产业主导力、全球竞争力的一流磷化工企业,建设3个左右特色突出的先进制造业集群。最终实现磷资源可持续保障能力明显增强,磷化工自主创新能力、绿色安全水平稳步提升,高端磷化学品供给能力大幅提高,区域优势互补和联动发展能力不断增强,产业链供应链韧性和安全水平更加稳固。                                

二、我国磷产业现状及问题

(1)我国磷资源禀赋:磷资源是一种极具特色的战略性、稀缺性、非再生性和重要的非金属矿产资源。我国磷矿资源相对丰富,资源储量仅次于摩洛哥居世界第二位,但资源总量远不如磷矿资源丰富的国家、人均储量也低于世界水平。我国含30%PO以上的高品位和含24% PO以上的中品位磷矿储量均不多,主要以含14%~24% P₂O₅的低品位磷矿为主。云南、贵州、四川、湖北和湖南5省资源储量占全国的75%,且大于含30% PO的富矿几乎全部集中在这5个省。我国磷矿主要是沉积磷块岩型(俗称胶磷矿)、变质磷灰岩型和内生磷灰石型3种。我国磷资源贫矿多、富矿少,亟待通过保护性开采和高效高值利用来提升可持续保障能力。此外,硫资源也是我国磷化工生产的重要原料,我国硫资源对外依存度仍然较高,近年来国际硫磺价格大幅波动,严重影响行业平稳运行,亦应通过多种渠道来增强国内保障能力。

(2)磷产业发展现状:我国磷产业规模全球领先,已是全球最大的磷矿石、磷制品及磷系材料生产国。产业体系完备,形成磷矿开采,黄磷、磷酸、磷复肥、磷酸盐、精细磷化工等系列产品生产的完整产业链,磷复肥和精细磷化工行业已形成“磷矿石—基础产品(黄磷或磷酸)—二级加工产品(大宗产品磷酸、磷肥、饲料磷酸钙、精细磷酸盐、磷化物等)—三级加工产品(工业级、食品级、电子级磷酸及产品等)”产业链。目前产能和产量居世界前列的品种有:肥料级磷酸一铵(MAP)和磷酸二铵(DAP)、肥料过磷酸钙(SSP)和重过磷酸钙(TSP),饲料级磷酸氢钙(DCP)和磷酸二氢钙(MCP),工业级以上具有代表性的主要产品为黄磷(P4)、磷酸(H3PO4)、三聚磷酸钠(STPP)、磷酸氢钙(DCP)等。我国磷产业布局是磷复肥和磷基础通用产品(黄磷、热法磷酸、三聚磷酸钠、湿法磷酸、饲料磷酸盐等)生产向磷资源优势地云南、贵州、湖北、四川等四省集中,形成贵州磷化(瓮福、开磷),云南云天化,湖北宜化、兴发,四川龙蟒、宏达等大型企业,少部分磷肥大型企业位于硫资源和农业用肥区,如安徽六国化工、山东的肥料企业等。电子、医药、食品、农药、材料等专用含磷精细化学品生产向消费市场集中, 在沿海形成众多精细磷化工生产企业。

(3)磷制品的广泛用途:磷资源开发并加工为磷制品及磷系材料在生产和生活领域,发挥着越来越重要的作用。除了常见的农用磷复肥外,在饲料磷酸盐、食品级饮料和磷酸盐、磷酸盐水处理剂、三聚磷酸盐合成洗涤剂、金属表面处理、冶金、机械、电子、烟火、燃烧弹和烟雾弹、牙膏、除垢剂、选矿、钻井、电镀、颜料、涂料、纺织、印染、制革、医药、食品、玻璃、陶瓷、搪瓷、水处理、耐火材料、建筑材料、日用化工、造纸、弹药、阻燃剂、灭火剂、助剂、催化剂、离子交换剂、石油化工、地质钻探等方面都有广泛使用。主要磷制品及磷系材料用途如下:磷资源主要用于生产农用磷复肥,少量用于叶面肥、花肥等,磷是植物所需的氮磷钾三种主要养分之一,且是肥料的主要成分;用于食品品质改良和营养强化的配料和功能添加剂,如各种面包、火腿、饮料等,以及家禽和牲畜的饲料磷酸盐;各种有机磷化物用于制备具有抗菌、抗病毒、抗寄生虫、抗肿瘤、消炎镇痛及神经、心血管等生命健康的含磷药物;红磷制造农药杀虫剂,用于农作物保护的含磷农药;在高科技、国防工业领域,制备高纯度及特种功能磷制品,锂离子电池、太阳能电池及光学、传感元件材料,电子级磷酸、离子交换剂、催化剂等新能源、新能源汽车、电子电气材料和人工生物材料等。由于磷制品及材料不断向更多的产业部门渗透,特别是在尖端科学和战略新兴产业部门中的应用,使磷产业成为国民经济中的一个重要的产业。因此,磷元素的作用日益彰显,以磷资源原料开发及加工的磷产业生产的磷制品及磷系材料,关乎我国粮食安全、生命健康、新能源及新能源汽车等重要产业链、供应链的安全稳定。

(4)磷产业存在问题:我国磷产业目前正处于磷复肥及磷化工传统产业结构调整和转型升级,新能源及新能源汽车新兴产业强势崛起和蓬勃发展的关键时期。在战略层面,面临资源可持续保障能力不强、磷矿综合利用水平偏低、磷加工工艺和产品绿色发展压力较大、磷制品供给结构性矛盾突出,市场价值高与社会需求大的不同磷制品产业之间不断加剧优质磷资源需求竞争,创新发展机制仍不健全,上下游协同创新体系有待完善,制约产业高质量发展。在技术层面,磷资源梯级利用技术水平仍有待提升,磷矿高效选矿、中低品位磷资源直接利用、磷矿非硫酸酸解、湿法磷酸深度净化,萃余酸、磷尾矿和磷石膏分离提取高质化利用等关键技术尚未完全突破,涉及粮食安全的磷复肥产品的高效化,以及涉及生命健康、新能源及新能源汽车的高附加值磷制品高质化还在不断发展,基于伴生资源磷氟耦合生产高端含氟新材料还面临着一些技术问题。在产业层面:我国磷化工产业绿色安全发展压力依然较大,业内低于基准水平的磷铵产能占比仍较高,磷石膏消纳水平仍待提高,磷矿共(伴)生的氟、碘等综合利用率较低,黄磷尾气等资源化利用有待加强,安全发展基础仍不牢靠。

三、《实施方案》的解决路径

(1)大力实施创新驱动发展战略:推动产学研用融合和大中小企业融通,统筹需求牵引、创新驱动,攻克制约磷化工产业高质量发展的关键技术,围绕应用场景增品种、提品质、创品牌,发展服务型制造,不断提升产业链供应链自主可控、安全可靠水平。要构建协同创新体系,强化磷化工龙头企业创新主导作用,促进产学研用深度融合,加大核心技术产品攻关,夯实基础创新能力,鼓励地方整合企业、高校、科研院所等创新资源打造磷化工领域中试平台,提高产用衔接水平;要加大技术攻关,围绕产业链薄弱环节,支持产业链上下游企业、科研院所、创新平台等协同突破关键技术,提升行业绿色、智能、高效发展水平;要突破关键材料,积极推动磷化学品产业链向新能源材料、电子化学品、功能性精细化学品等领域延伸,强化与氟化工耦合,大力开发高端含氟新材料,提升高端产品供给能力。  

(2)提升资源可持续保障能力:加强市场引导,立足国内需求,完善磷矿资源市场配置和矿业权出让制度,严格有序投放磷矿矿业权,支持优强企业整合中小磷矿,引导国内企业规范有序参与境外磷矿资源开发合作,提升磷矿资源可持续保障能力;促进磷矿资源节约利用,鼓励磷矿生产企业贫富兼采,推进中低品位磷矿及尾矿综合利用,加大钙、氟、硅、碘、镁等伴生资源利用,提高磷矿开采“三率”;拓宽硫资源供应渠道,加大硫资源回收力度,加强硫铁矿伴生硫、磷资源开发利用,稳步推进磷石膏制酸新技术产业化示范,因地制宜建设硝基磷肥装置,增强硫资源保障能力。

(3)优化调整产业结构:推进产品结构调整,严格控制磷铵、黄磷等行业新增产能,积极发展新型高效磷肥品种,延伸发展功能性磷酸盐等高附加值磷化学品,推动产业发展方式向精细化、专用化、系列化的服务型制造转变;打造若干先进制造业集群,构建区域间优势互补、上下游协同配套、横向共生耦合的产业格局;构建优质企业梯队,培育具有资源控制力、产业链主导力的磷化工领军企业,壮大磷化工中小企业特色产业集群,推动“链式”转型升级;促进跨地区及上下游协同,加强地区间的资源、技术、产业对接,协同打造安全高效的产业链供应链体系,构建风险共担、利益共享的新型合作机制,提升全产业链竞争优势。

(4)推动行业安全绿色转型:打造节能降碳发展模式,加快磷化工余热余压利用、过程热集成、高效节能等节能降碳技术装备推广应用,开展清洁能源替代,推进能源系统优化;聚焦磷矿资源开采、磷化学品生产加工、废弃物排放处理等环节,加快矿山生态修复和绿色矿山建设,鼓励磷化工企业配套建设并运行磷石膏在线预处理装置,推进磷石膏无害化处理,进一步完善磷化工绿色制造体系;促进资源综合利用,不断拓宽磷石膏综合利用途径,因地制宜开展磷石膏综合利用应用示范,完善磷石膏产品质量和应用标准体系,发展磷矿共(伴)生资源以及其他副产资源加工产业;提升本质安全水平,新建含磷危险化学品生产项目必须进入一般或较低安全风险的化工园区(与其他行业生产装置配套建设的项目除外),建立健全HSE管理体系、安全风险分级管控和隐患排查治理双重预防机制,实施磷化工老旧装置安全化改造、高危工艺全流程自动化改造。

四、《实施方案》的保障措施

(1)强化统筹联动:加强部门协同和部省联动,协力推进磷资源高效高值利用重点工作。鼓励地方政府完善配套政策,落实重点任务,加快磷化工先进制造业集群培育,强化磷石膏、尾矿等废弃物综合利用项目用地、用能等要素保障。相关行业组织要发挥桥梁纽带作用,强化行业自律。

(2)加强政策协同:加大对磷化工产业高端化发展、智能化升级、绿色化转型、服务化延伸、安全化管控等技术改造项目支持力度。发挥国家产融合作平台作用,引导投资基金、金融机构等支持重点项目实施。将符合标准的磷石膏综合利用产品纳入绿色建材产品认证范围和推广目录、建筑节能推广使用技术产品目录,以及绿色建筑和绿色建材政府采购需求标准等。

(3)营造良好环境鼓励地方开展产教融合建设试点,强化人才支撑保障,强化知识产权保护,落实建设全国统一大市场要求,破除地方保护和行政性垄断,促进磷矿等生产要素跨地区高效顺畅流动,加强磷石膏及综合利用产品的跨区域协同利用。

五、工作规划及措施

作为长期从事磷复肥和磷化工技术研发和产业化工作,主办了8届“全国磷复肥与磷化工技术创新论坛”等信息技术交流的业内工作者,将按照《实施方案》要求,进一步宣传绿色低碳生态产业理论、政策、战略和规划;重点关注并研究、开发、设计、生产和应用等绿色低碳循环发展政策技术体系发展成果;反映磷元素为代表的资源加工传统产业生态化转型提质的高端建议、理论研究、技术开发和产业动态;报道以全生命周期理论分析,构建全方位、全过程和全链条互利共生的“资源-加工-还原”网/链的工业生态系统工程;开发并刊登磷资源高效综合利用、能量高效转换等全量化、高质化循环经济科学和技术。引领发展战略性新兴产业和未来产业,强化中低品质磷资源利用,促进磷氟资源产业耦合,积极创新高端肥料、新能源、新材料以及绿色环保技术。加快绿色低碳生态产业学术技术交流和成果转化推广,促进磷产业及企业技术进步,为推进磷产业绿色低碳高质量发展做出新贡献。

作者:汤建伟 郑州大学二级教授,《磷肥与复肥》杂志主编,全国磷复肥与磷化工信息中心主任,郑州大学国家钙镁磷复合肥技术研究推广中心执行主任,中国磷复肥工业协会理事、专家,中国化工学会硫磷钛资源化工专业委员会副主任委员

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