磷肥屬于什么行業?

匿名用戶 | 2017-05-23 10:06

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  • 　　氮肥原料：煤或天然氣、空氣、水
    　　天然氣、煤炭、石油是生產化肥的三大原料,通常被稱為氣頭、煤頭、油頭三類,近年來,由于石油和煤炭價格的升幅遠大于天然氣,故按成本優勢排列為氣頭、煤頭、油頭.
    　　磷肥原料：
    　　磷肥生產的主要原料是磷礦和硫酸,隨著中國磷肥工業的快速發展,磷肥生產原料的供應已經顯現緊張局面,不可再生的磷礦資源已經成為中國重要的戰略性資源之一.中國生產硫酸的硫資源主要來自硫鐵礦、冶煉煙酸和進口硫磺,與國外硫酸生產原料主要為硫磺有較大不同.中國硫磺資源比較貧乏,硫酸生產對進口硫磺依存度較高.因此,為保證中國磷肥工業的可持續發展,我們需要對磷肥生產所需原料——磷礦資源和硫資源的儲量、特點及保障能力有比較清楚的認識,具體分析如下：
    　　磷礦資源
    　　資源現狀 ,中國磷礦資源比較豐富,已探明資源總量僅次于摩洛哥,位居世界第二位.據全國礦產儲量通報報道,截止2004年底,全國共有礦產地440處,其中大型礦72處,中型礦137處,分布在全國27個省市自治區,查明資源儲量163.40億噸,其中基礎儲量38.94億噸,資源量124.46億噸,目前可采儲量18.92億噸.
    　　中國除西藏外均已發現磷礦,相對集中的地區為云南、貴州、四川、湖北和湖南五省,五省磷礦資源儲量占全國的75％,且P2O5大于30%的富礦也幾乎全部集中于這五個省.磷礦分布的區域主要有如下8個：云南滇池地區,貴州開陽地區、甕福地區,四川金河-清平地區、馬邊地區和湖北宜昌地區、胡集地區、保康地區.從總體上看,中國磷礦資源分布極不平衡,探明儲量南多北少、西多東少,大型磷礦及富礦高度集中在西南部地區.中國磷礦資源總體上具有以下幾個主要特點：
    　　一是儲量較大,分布集中.中國探明的資源儲量比較豐富,但大部分地區所需磷礦均依賴云、貴、川三省供應,從而造成了中國“南磷北運,西磷東調”的局面,給交通運輸、企業原料供應、生產成本帶來較大影響.
    　　二是中低品位礦多,富礦少.中國磷礦品位較差,P2O5平均含量在17％左右,富礦磷礦石只有13.83億噸,占磷礦石總量的約8.5％,并主要分布在云、貴、鄂三省.因此,中國大部分的磷礦必須經過選礦富集后才能滿足磷酸和高濃度磷復肥生產的需求.
    　　三是難選礦多,易選礦少.在中國磷礦探明儲量中,沉積型磷塊巖（膠磷礦）多,占全國總儲量的85%,其大部分為中低品位礦石.同時中國磷礦90%是高鎂磷礦,其礦石中有用礦物的粒度細,和脈石結合緊密,不易解離,一般需要磨細到200目顆粒占90%以上才能單體解離.因此,中國磷礦是世界上難選的磷礦石之一.
    　　四是礦床開采難度大.中國磷礦床大部分成礦時代久遠,埋藏深,巖化作用強,礦石膠結致密,且約有75%以上的礦層為薄至中厚層分布,通過傾斜至緩傾斜方式采出.這種特征給磷礦開采帶來一系列技術難題,往往造成損失率高、貧化率高和資源回收率低等問題.
    　　開采和加工利用現狀
    　　改革開放以來,為改善中國化肥消費結構中氮磷鉀比例失調的狀況,國家大力增加磷肥生產能力,已先后建成了云南昆陽,貴州開陽、甕福,湖北荊襄、宜昌,四川金河－清平六大磷礦生產基地,形成了大中小礦山共同發展的局面.據國家統計局統計,2000年中國磷礦石產量為1937萬噸（以P2O5含量30%的標礦計）,2005年則達到3045萬噸,僅次于美國,居世界第二位.
    　　中國磷礦主要開采省份是云南、貴州、湖北和四川,2005年上述四省磷礦石產量約占全國產量的98%.
    　　目前中國磷礦開發利用存在的主要問題：一是磷礦企業整體規模小、經濟效益差.美國、摩洛哥和前蘇聯的磷礦企業規模和產量多在300萬噸/年以上,中國生產企業數量多,但規模小,多數是生產能力在20萬噸/年以下的小型企業.2004年,全國磷礦山企業420個,其中大型9個,中型26個,小型291個,小礦94個.云、貴、川、鄂四大產磷省份,大中型磷礦山也僅占全部礦山總數的3.9%.中國磷礦生產企業排名前四位的分別為云南磷化學工業集團公司、宏福實業開發有限公司、湖北荊襄化工集團和開磷集團,其生產能力分別為600萬噸/年、330萬噸/年、300萬噸/年和250萬噸/年；二是磷礦企業裝備簡陋,管理落后,資源破壞和浪費嚴重.目前國外礦山企業采礦已實現大型機械化,選礦實現了大規模和微機程序控制.而中國除少數國有大型企業基本實現了機械化、半機械化以外,中小型企業特別是地方小型及集體企業,除配備有少量的鏟、裝、運設備外,主要以人工開采為主,裝備和技術水平仍停留在國外上世紀三四十年代的水平,基本處于無序開采狀態,亂挖濫采、采易棄難、采富棄貧現象嚴重,資源利用率很低,造成資源的破壞和浪費.如湖北宜昌目前的中小礦山,在采1噸富礦的同時約9噸貧礦的儲量資源被浪費掉；三是亂采濫挖現象在局部地區依然存在.由于個別地區地方保護主義嚴重,小礦亂采濫挖、與國有礦山爭搶資源的現象仍然存在.此外大礦小開、礦區被分割肢解的問題也很突出；四是磷礦加工不合理,造成優質磷礦資源浪費.由于中國磷礦價格相對較低,沒有拉開等級檔次,在優質磷礦富產地區,存在磷富礦“優礦劣用”、“高質低用”的現象,相當一部分適用于生產高濃度磷復肥的優質磷礦被用來生產黃磷和低濃度磷肥,造成有限的優質磷礦資源浪費.據統計,1997年全國磷礦加工企業使用的磷礦品位為23.4%（P2O5含量）,1998年陡然上升到28.9%,1999年以后則高達30%以上,嚴重到了中、低品位磷礦基本遺棄的程度.
    　　供應保障能力
    　　中國磷礦石消費領域主要是磷肥、黃磷和飼料磷酸氫鈣,還有一些磷礦石直接出口.其消費構成為：磷肥約占70％～80％,黃磷占10％～15％,飼鈣占6％左右,出口占4％左右.2000～2005年中國磷礦表觀消費總量及各種產品消耗磷礦量見圖1.
    　　根據中國磷礦石各主要加工產品未來需求預測,并考慮一定數量的磷礦石出口,到2010年和2015年中國磷礦石需求總量將分別達到6380萬噸和6826萬噸.屆時各種產品需求量及對磷礦石需求量的預測見下表.
    　　除少數大中型磷礦企業外,中國數量較多的小型礦山的磷礦回采率很低,目前中國磷礦整體利用率大約僅有65％左右.據此推算,中國現有11.08億噸磷富礦資源僅可開發利用到2015年,18.92億噸磷礦可采儲量可開發利用到2022年,38.94億噸的基礎磷礦儲量在技術經濟層面上也僅可開采到2030年左右.因此中國磷礦資源保障能力較弱,特別是磷富礦資源即將面臨枯竭境地.
    　　各種產品需求量及對磷礦石需求量的預測 （萬噸標礦）
    　　2010年 2015年
    　　磷肥（P2O5） 1450 1503
    　　對磷礦石需求 5075 5261
    　　黃磷（實物量） 84 88
    　　對磷礦石需求 756 792
    　　濕法磷酸（P2O5） 15 20
    　　對磷礦石需求 53 70
    　　飼鈣（實物量） 220 335
    　　對磷富礦石需求 396 603
    　　磷礦出口數量 100 100
    　　磷礦石需求合計 6380 6826
    　　硫資源
    　　資源特點 中國硫資源包括硫鐵礦、伴生硫鐵礦、天然硫磺礦以及冶煉煙氣中回收的硫磺和從石油、天然氣中回收的硫磺,此外,以煤為原料的合成氨廠、煉焦廠在生產合成氨和煤氣的同時也回收少量的硫磺.
    　　與國外硫資源開發結構不同,中國硫資源開發有以下特點：一是由于技術經濟原因,天然硫資源基本沒有開發,在中國的硫資源開發總量中可以忽略不計；二是從油、氣、煤中回收的硫磺在硫開發總量中占的比例較低.目前中國從油氣回收硫磺的生產能力約180萬噸/年,實際產量僅80萬～100萬噸/年.中國是煤炭生產與消費大國,但是高硫煤的使用及硫回收水平較低.火力發電消耗的大量煤資源中的硫主要以脫硫石膏形式回收.煤化工目前只有少部分項目建有配套的硫磺回收裝置,其他主要在燃燒時脫除（生產硫酸鈣）,硫磺回收量僅約10萬噸/年；三是硫鐵礦和伴生硫是中國硫資源的主要來源,全世界以硫鐵礦為原料生產的硫酸產量中,中國占一半左右.
    　　供需情況 中國硫消費領域大致分為化肥用和工業用硫酸以及硫磺直接應用三個方面.
    　　2005年中國硫酸產量為4625萬噸,進口約196萬噸,少量出口,硫酸表觀消費量為4821萬噸,其中高濃度磷肥耗酸占44.0％,低濃度磷肥耗酸占21.3％,其他化肥耗酸占4.0％,工業用酸占30.7％.
    　　中國硫酸生產原料呈多樣性,主要以硫鐵礦和硫磺為主,冶煉煙氣制酸也占有一定比例.2005年中國各種原料生產硫酸的構成為：硫磺制酸占42.7％,硫鐵礦制酸占34.8％,冶煉煙氣制酸占21.2％,其他1.3％.除硫磺原料需要進口外,生產硫酸的其他原料全部依靠國內.近年來中國硫磺進口量變化見圖2.
    　　磷肥行業是硫酸最大的消費領域,約占硫酸總消費量65％左右.由于中國具有磷資源的省份硫酸資源相對缺乏,大中型磷復肥裝置的配套硫酸裝置原料基本以進口硫磺為主.中國硫磺產量較低,目前幾乎全部依賴進口.
    　　由于磷肥工業、石油化工、精細化工、鋼鐵工業等快速發展對硫酸需求增速較快,據預測,到2010年中國硫酸需求量將達到6400萬噸,折硫消費需求約2100萬噸.同時中國硫鐵礦制酸、冶煉煙氣制酸、進口硫酸等折硫供應能力將達到960萬噸,回收硫磺的供應能力將達到340萬噸,總硫供應能力達到1300萬噸左右,硫資源供應缺口約800萬噸,對外依存度為38％,其中硫磺供應能力對外依存度達到70％左右.
    　　鉀肥原料：
    　　原料鉀是在地殼中含量占第七位的元素.但是,它在礦石、土壤、海洋、湖泊和江河中的含量都很低.具有經濟價值的鉀鹽礦,是內陸海在干燥條件下,蒸發水分后干涸的沉積礦床.最主要的沉積鉀鹽礦有鉀石鹽(KCl、NaCl混合物)、無水鉀鎂礬 (K2SO4·2MgSO4)、鉀鹽鎂礬(K2SO4·MgSO4·3H2O)和光鹵石(KCl·MgCl2·6H2O)等.一些含鉀的井水、湖水和鹵水,也是鉀肥原料的來源.
    　　氯化鉀 工業生產以鉀石鹽礦精制加工為主,在某些國家和地區采用光鹵石為原料,少數國家從鹵水提取.鉀石鹽礦富集和精制 由鉀石鹽礦富集氯化鉀有三種方法：①浮選法,是應用最廣泛和最經濟的方法.其過程（見圖）
    　　鉀肥是以脂肪胺作為浮選劑,進行多次粗選,再進入精選系統進一步精制,底流返回粗選系統.②溶解結晶法,是利用氯化鈉和氯化鉀在熱水和冷水中的溶解度不同,將氯化鉀母液加熱后與鉀石鹽混合.此時,氯化鉀全部進入溶液,而氯化鈉進入溶液較少,冷卻后析出氯化鉀結晶,經分離、洗滌和干燥即得產品.母液返回系統.如需制得工業用氯化鉀精品,可用再結晶的方法精制,氯化鉀純度可達到99.9％.③重液分離法,是利用氯化鈉和氯化鉀的密度不同,選擇密度介于兩者之間的重介質,把磨細過的鉀石鹽礦置于其中,氯化鉀上浮,氯化鈉下沉,達到分離的目的.
    　　光鹵石富集和精制 光鹵石資源較豐富,但因它含鉀量不高（純光鹵石僅含氧化鉀17％）,加工能耗較高,且大量副產氯化鎂不易處理,故在氯化鉀生產中所占比例不大,其富集主要有兩種工藝：①冷溶法,含有氯化鈉等雜質的光鹵石礦在20～25℃下用水或淡鹽水浸取,氯化鎂首先溶出,當溶液中氯化鎂含量增加時,溶入的一部分氯化鉀會再結晶出來.所得氯化鉀是含有氯化鈉的混合物,用富集鉀石鹽的方法進一步加工制氯化鉀.②熱溶法,在約100℃水中溶解光鹵石,在分離不溶物之后進行冷卻結晶得氯化鉀.
    　　含鉀鹵水加工 含鉀鹵水包括含鉀湖水、含鉀井水和鹽田鹵水等.以色列和約旦利用死海鹵水,中國利用青海省察爾汗鹽湖的鹵水生產氯化鉀.工藝是鹵水在鹽田里自然蒸發,直至約90％的氯化鈉結晶出來；再將鹵液移入另一組鹽田,經蒸發、結晶得光鹵石,再以富集光鹵石的方法制取氯化鉀.
    　　硫酸鉀 主要用可溶性硫酸鹽鉀礦為原料,少數國家和地區用氯化鉀為原料制取.硫酸鹽鉀礦加工 無水鉀鎂礬和軟鉀鎂礬等是可溶性硫酸鹽鉀礦,采用與鉀石鹽礦富集相類似的方法進行處理即可用作肥料.制純硫酸鉀時,可以用氯化鉀與可溶性硫酸鹽鉀礦進行復分解反應：
    　　K2SO4·2MgSO4+4KCl—→3K2SO4+2MgCl2
    　　然后將溶液蒸發即可結晶出硫酸鉀.
    　　明礬石綜合利用制硫酸鉀、氧化鋁和硫酸,在蘇聯已有工業生產,在中國也有小規模生產.明礬石礦經磨細后,進行煅燒還原,分解出二氧化硫,用以生產硫酸.還原物料用堿液浸取,溶出硫酸鉀和氧化鋁,按鋁礬土加工的拜耳法制氧化鋁.溶液進一步蒸發、結晶和干燥,得到硫酸鉀產品.此法在有明礬石資源而缺少鋁礬土資源的地方有經濟價值.
    　　由氯化鉀制備 用硫酸分解氯化鉀制取硫酸鉀并副產鹽酸,反應分兩步進行,其反應式為：
    　　KCl+H2SO4—→KHSO4+HCl (1)
    　　KHSO4+KCl—→K2SO4+HCl (2)
    　　第一步反應是放熱反應,在約200℃下進行;第二步反應是吸熱反應,需要在600～700℃下進行.此法能耗較高,材料腐蝕問題比較嚴重,只有在需要鹽酸的地區或國家用此法進行生產,如美國和比利時.
    　　綜合利用 富集精制鉀石鹽礦時,大量副產主要含有氯化鈉和少量氯化鉀的廢鹵液,將其泵送至人工筑堤的圍場內,靠自然蒸發,以結晶固化.
    　　光鹵石加工過程中還大量副產含氯化鎂的廢液,其處理更加困難,因為依靠自然蒸發、結晶、固化需要很長時間.在以色列用水解和煅燒的方法處理含氯化鎂的廢液,生產氧化鎂和鹽酸實現了工業化.氧化鎂用于生產耐火材料,鹽酸用于生產磷酸.
    匿名用戶 | 2017-05-23 10:06

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