行业关注 | 磷石膏综合利用现状及“十四五”发展趋势

发布于 2022-06-29 11:47 ，所属分类：在线教育信息快讯

磷石膏综合利用现状及“十四五”发展趋势

崔荣政¹，白海丹¹，高永峰^1,2，修学峰¹

（1.中国磷复肥工业协会，北京 100013；2.石油和化学工业规划院）

磷肥是三大化肥品种之一，是农业的重要支撑。磷酸是磷肥生产重要的基础原料，磷石膏是硫酸分解磷矿萃取磷酸的主要副产品，其主要成分与天然石膏相同，均为二水硫酸钙（CaSO₄·2H₂O），是一种可再生石膏资源。

磷石膏的主要产生途径是磷肥生产，约占总产量的85%。磷石膏呈酸性，且含有少量的磷、氟等杂质，这对磷石膏的堆存及综合利用造成一定的影响。

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磷肥行业发展现状

“十三五”以来，磷肥行业以供给侧结构性改革为引领，在满足中国需求的基础上全面深化去产能、调结构、节能减排等高质量发展战略，取得了卓有成效的业绩。

据中国磷复肥工业协会统计，“十三五”期间，磷肥（以P₂O₅计）

生产能力已由期初的2 370 万t/a下降至期末的2 170 万t/a，降幅8.44%，年均递减1.75%
产量由期初的1 795 万t/a下降至期末的1 590 万t/a，降幅11.42%，年均递减2.40%
中国磷肥需求量已由期初的1 245万t/a降至期末的1 140万t/a，降幅8.43%，年均递减1.75%。

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磷肥行业“十四五”发展趋势

“十四五”期间，磷肥行业将继续以供给侧结构性改革为引领，进一步去产能、调结构。

预计至2025年行业产能将控制在2 000万t/以下；
为保障国家粮食供应安全，综合考虑减肥增效以及有机肥替代的方式，中国“十四五”期间磷肥的产量将保持在1 300 万t/a左右；
中国磷肥需求量将会稳定在1 100万t/a左右。

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国外磷石膏产生利用情况

磷石膏综合利用是世界性难题，据相关资料表明，目前全球磷石膏堆存量已超过60亿t，且每年仍以2亿t左右的速率继续增长，但全球磷石膏综合利用率仅为25%左右，除日本等少数国家因石膏资源匮乏，磷石膏综合利用率达100%外，其他国家大部分以堆存为主。

根据国际肥料协会（IFA）2020年发布的“引导创新合作：磷石膏管理和使用核心原则”报告可知，目前世界主要磷石膏产生国的磷石膏综合利用途径主要在农业、建筑、道路三大领域，由于各个国家的国情不同，利用的侧重方向有所区别（见表1）。

整体而言，磷石膏综合利用在建筑领域的推广相对成熟，农业领域应用发展较为迅速，道路领域作为能够大量利用磷石膏的潜在途径，各国已经纷纷投入大量经费开始试验研究。

表1 主要磷石膏产生国综合利用情况

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中国磷石膏产生利用情况

中国磷石膏年产量约占工业副产石膏的40%，磷石膏的产生与磷肥产量的变化是密不可分的。

2015年是中国磷肥产量的巅峰之年，同年磷石膏的产量也达到了历史最高值（8 000万t）。进入“十三五”以来，磷石膏产量有了一定程度的减少。但仍保持在7 500万t左右的水平。

磷石膏的分布与磷资源分布情况密切相关。

整体而言中国磷矿资源比较丰富，相对集中分布在长江流域的云南、贵州、湖北和四川等西南地区，在磷肥产量前五的省份（湖北、云南、贵州、四川、安徽）磷石膏产量约占全国总量的85%，湖北省最多，约占全国总产量的30%，云南次之，约占全国总产量的25%。

“十三五”期间，中国磷石膏综合利用水平有了较为明显的提升（见图1），综合利用率由期初的33.3%增长至期末的45.3%，增幅12%，超额完成“十三五”既定目标；利用量由期初的2 650万t/a增至期末的3 400万t/a，增幅28.3%，年均递增5.11%。

图1 “十三五”中国磷石膏产生利用情况

从各主要磷石膏产生省的利用情况分析，利用率最高的省份为安徽省和贵州省，综合利用率已超过100%。

安徽省因其地处东部地区，市场较大，加之产量较少，综合利用率较高。

贵州省自2018年实施“以用定产”政策以来，磷石膏综合利用率由2018年的不足55%一跃提升至2020年的105%，原因主要有三方面：

一是贵州省政府出台了一系列鼓励磷石膏资源综合利用和使用磷石膏资源综合利用制品的政策；
二是企业主动开展磷石膏大规模综合利用，加大投资建设磷石膏综合利用装置；
三是执行“以用定产”政策，部分装置限产。

其次为四川省和湖北省，2021年两省综合利用率分别为46.4%和29.3%，随着两地磷石膏政策的落地，2021年磷石膏综合利用率有了很大的提升。

云南省由于磷石膏产量大，加之地处偏远、市场辐射量小、磷石膏综合利用起步较晚等因素，磷石膏综合利用率在20%左右。2021年中央第八生态环境保护督察组向云南省反馈督察情况，针对云南省现有历史遗留废弃露天矿山约8 000座及生态修复工作滞后的问题提出要求，云南省结合磷石膏综合利用与矿山生态修复，提出磷石膏经处理后用于生态修复的方案，目前正在开展相关工作，磷石膏综合利用率有望得到显著提升。

河北、山东、广东、福建等地的磷石膏产量较低，且靠近消费市场，磷石膏综合利用率均超过100%。

其他省份磷石膏产量少，堆存压力小，综合利用率较低。

从利用途径看，中国磷石膏资源化利用工艺已基本成熟，部分关键共性技术得以突破和应用，主要以水泥缓凝剂及各类建材产品等初级化利用途径为主（见图2）。

图2 “十三五”中国磷石膏不同综合利用途径利用量变化情况

由图2可见，水泥缓凝剂用量最大，约占磷石膏利用量的30%；其次为外供外售，约占25%；用作各类建材产品，如石膏板、石膏砖、石膏砌块、石膏粉等，约占20%；用作筑路或充填约占15%；此外还有少量用于磷石膏土壤调理剂、磷石膏制硫酸等应用途径。

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当前磷石膏综合利用面临的形势

中国磷石膏历史堆存量大。据中国磷复肥工业协会统计，截至2020年，中国已累计堆存超过8.3亿t磷石膏，这些磷石膏的堆存不仅占用了大量土地，还存在一定的环境风险和安全隐患，例如在“三磷”整治调查中发现长江沿线的97个磷石膏库中有超过半数的磷石膏库存在生态环境问题。

环保政策持续加码，“三磷”整治，大宗固废治理等一系列政策措施的实施，对磷石膏的产生和堆存采取了一系列的限制措施，如限制新建磷石膏堆场，“以用定产”等。目前中国主要磷肥生产企业现有的磷石膏堆场预计在2~3 a全部堆满，少数堆场不超过5 a，堆满后企业将面临无处可堆的境地；贵州、湖北、四川等地实行磷石膏“以用定产”政策，要求企业根据磷石膏的利用量倒推磷酸或磷肥的产量，使得一些大型企业被迫开始限产。

磷石膏无害化处理作为解决磷石膏综合利用的重要手段，成为各方的焦点，湖北、贵州、云南等地纷纷开展相关工作，国家相关部委联合行业协会组织开展磷石膏无害化处理相关的标准和指南的制定工作，相关工作的开展涉及环保、安全、建筑、农业、道路等多领域的协作。

“双碳”战略的提出，对于磷石膏资源综合利用既是机遇又是挑战。“双碳”背景下的水泥行业产能产量必然受到影响，火电规模也会逐步下降，相应的脱硫石膏的产量也会降低，为以磷石膏为原料的石膏建材产品让出了市场，同时石膏还能代替部分水泥产品的用途，为大规模利用磷石膏创造了条件。

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当前磷石膏综合利用主要问题

对磷石膏认识不清。中国早期的磷肥工业主要为解决中国磷肥供给，通过引进与技改，使中国磷肥工业得到了快速的发展，然而伴随产生的磷石膏并未得到重视，而是作为“废物”全部进行堆存处理，并未开展与之相关的基础研究和与综合利用相关的试验研究工作，导致现阶段中国对磷石膏的基本属性及使用磷石膏可能造成的环境风险、安全隐患、健康威胁、土质变化等缺乏必要的试验和证据佐证。

此外磷石膏成分复杂，杂质去除难度大，对其综合利用产生了阻碍。随着中国磷肥工业的不断发展，早期积累的磷石膏问题日益凸显，加之磷石膏管理存在一定的问题，磷石膏及磷石膏下游产品质量不稳定，致使磷石膏的综合利用成为磷肥行业发展的卡脖子问题。

磷石膏综合利用缺乏创新动力。磷肥行业利润率较低，长期稳定在2%左右的水平，企业缺乏创新动力，加之目前中国磷石膏综合利用技术路线主要以低附加值的初级利用途径为主，且同质化严重，市场竞争激烈，产品价值低甚至贴钱销售，企业积极性不高。

上下游产业协同不足。磷石膏综合利用是一项系统工程，涉及化肥、化工、建材、建筑、农业、轻工等多个行业，以及环保、安全、发改、工信、住建等多个政府管理部门，磷石膏综合利用在标准制定和执行、归口管理、权责划分等方面存在产业间、部门间沟通协作不畅的问题，使得推动磷石膏资源化利用工作的过程阻力较大。

磷石膏产生地集中，规模化手段缺失。受地域资源禀赋和经济发展水平影响，云、贵、川、鄂等地的磷石膏产生集中、历史堆存量大、利用难度大，且大多地处偏远，磷石膏综合利用产品的周边辐射市场容量不足以满足如此大批量的磷石膏利用，加之受运输成本影响，产品运距较短，限制了综合利用产品的销售。

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磷石膏综合利用发展趋势

近年来，随着行业的发展，多种磷肥生产工艺、技术的改进、提升，特别是半水-二水、二水-半水等湿法磷酸工艺的应用和推广，磷回收率等资源综合利用水平有了一定程度的提升。

行业越来越重视中低品位磷矿的开发与应用，中低品位磷矿生产磷酸、磷铵、复合肥及中低品位磷矿生产钙镁磷肥等技术有了一定的进步与发展。磷资源综合利用水平的提高既能充分利用磷矿资源，又能一定程度上从源头减少磷石膏的产生，未来磷肥生产的磷石膏产量将呈现逐年下降的趋势。但“双碳”战略背景下的能源结构调整，促使国家大力发展新能源项目，磷酸铁/磷酸铁锂得以快速发展，行业企业纷纷投资建设生产装置及配套设施，目前规划产能已超过600 万t/a，预计至2025年产量将达到250万t 左右，需磷酸约200万t，将产生近千万吨的磷石膏。

行业越来越重视过程管理，磷石膏是产品而非“废物”的观念已发生转变，从生产源头开始控制，强化过程管理，提升磷石膏品质和稳定性。磷石膏无害化处理又将进一步提升磷石膏品质，将磷石膏处理成I 类或接近I 类固废的水平，为磷石膏无害化堆存和资源综合利用提供了坚实的基础，磷石膏资源综合利用量和利用水平将不断提升。

*文中数据均来自中国磷复肥工业协会统计数据

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