磷矿和磷化工产业链分析
一、产业链介绍
1.磷矿和磷化工产业链简介
磷化工是以磷矿为原料,通过物理化学加工生产各种含磷产品的行业。主要包括磷肥、含磷农药、元素磷、磷酸、磷化物、磷酸盐、有机磷化合物等。磷化工简称磷化工。
图表:化学产业链
数据来源:中研普华
磷化工是以磷矿为原料,通过一系列化学反应制备磷化工产品的行业。一般包括湿路和干路。湿法是磷矿与硫酸反应制备湿法磷酸、磷肥等对杂质要求低的产品的过程。干法路线一般是磷矿先与二氧化硅、焦炭反应制取黄磷,再生产氯化磷、磷酸盐、有机磷化合物等产品的过程。
2.磷矿和磷化工产业链特征分析
磷资源是不可再生的。以目前的开发利用速度,50年后世界磷资源将枯竭,而中国磷资源只能再用30年。目前,我国磷资源利用效率低,浪费严重,提高各行业含磷化工产品的利用效率是一项紧迫的任务。同时,开发高效便捷的磷富集、回收和循环利用技术是解决不可再生磷资源问题的根本途径。
目前磷肥利用率只有10% ~ 25%,其余主要转化为植物难以吸收的磷形态,导致土壤中平均总磷约为有效磷的100 ~ 600倍。就磷营养而言,磷肥的无限施用不仅浪费资源,而且带来环境问题。因此,磷肥的合理利用是农业急需解决的问题。此外,水中磷的回收也值得研究。污水中的磷含量很高,每立方米约5克磷,如果按回收一半计算,也是相当可观的。污水中磷的回收不仅涉及化工行业,而且是一个综合性、多学科的环境工程问题。近年来,欧洲非常重视磷的回收,一些国家甚至通过立法强制执行,因此中国今后应予以重视。
突破资源瓶颈也要求磷化工向集约化、高端化发展,实现产品的精细化、专业化和合成技术的现代化、绿色化。未来磷化工企业应重视含磷药物及中间体的绿色合成技术、黄磷直接合成亚磷酸及磷酸酯的绿色催化技术、新型磷系阻燃剂的合成技术、磷系电子化学品的制备技术。目前,这些技术在国外已经具备了工业化生产能力,但在国内产品质量和性能上仍有较大差距,大部分还处于实验室研究阶段。因此,应加强研发,突破关键技术,促进高科技精细磷化工的健康发展。
此外,在发展过程中,应更多考虑磷矿与煤化工、磷酸盐产品、电力工业等产业的共生发展,以加快产业链的延伸,降低对资源的依赖。例如,企业应更加重视磷矿伴生资源的综合利用。目前磷肥行业平均氟回收率不到40%,大幅度提高空。通过开发磷酸副产物氟回收新技术,可以提高萃取浓缩过程中氟的回收率,通过回收好氟、硅、碘、镁等磷矿伴生资源,生产高附加值系列产品,促进磷化工工业的可持续发展。
世界上开采的磷矿80% ~ 85%用于生产磷肥。中国是世界上最大的磷矿开采国、最大的磷肥生产国和使用国。中国磷资源的合理利用关系到世界磷资源的枯竭速度。目前除了稳定供应磷矿外,没有切实可行的办法保证磷的供应。从土壤、河流和海洋中回收磷的成本和成本远高于矿物磷资源。因此,我们必须珍惜现有的矿物磷资源,尽可能延缓其枯竭速度。
为了实现我国磷资源的可持续利用,首先要减少磷肥总产量,我国磷肥年产量要逐步控制在1000万吨以内(折算成五氧化二磷);其次,调整现有磷肥结构:使占磷肥总产量86%的高浓度磷复肥达到50%左右;酸基低浓度磷肥,如过磷酸钙、过磷酸钙尿素硫酸复合肥、新型灌溉肥等,占磷肥总产量的比例从12%提高到30%左右;钙镁磷肥、熔融磷钾肥等低浓度热磷肥占磷肥总量的比重从2%提高到20%左右。
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