磷资源利用迈入了以中低品位磷矿开发为主的时代

　　磷是重要的生命组成元素，也是工农业生产和人民生活不可缺少的重要元素，磷资源开发利用技术标志着一个国家化学工业发展水平。6月22～23日，在湖北宜昌召开的第一届中国磷资源开发学术研讨会上，与会*认为，随着磷富矿资源开采的日渐枯竭，各国都不得不开发贫杂细的磷矿资源，磷资源利用迈入了以中低品位磷矿开发为主的时代。因此，合理科学地开发中低品位磷矿已成为磷资源综合利用重要关键技术之一。

　　磷资源利用率低

　　磷是作物生长发育所必需的营养元素之一，土壤中能被植物吸收利用的可溶性有效磷很低，土壤中大部分磷为难溶性无效磷。中国工程院院士邱冠周认为，磷是许多发展中国家农业生产重要的限制因素，提高土壤磷利用率具有重要战略性意义。

　　“湖北、湖南、四川、贵州和云南五省是磷资源富集区，也是氟资源富集区。”邱冠周说，我国80%以上磷矿用于生产磷肥，每年副产氟硅酸超过150万吨。磷矿利用过程中，含氟副产品利用率低，大量氟资源以废气、废水、废渣形式排放，严重污染环境，因此磷矿中氟资源的清洁高效利用至关重要。

　　据武汉工程大学校长王存文介绍，中国磷矿资源总量187亿吨，但90%为不能直接利用的中低品位磷矿，年副产磷石膏固废5000万吨，资源利用率仅为64%，呈现出采选难度大、生态环境破坏严重、初级产品多、副产有害废物多、处理成本高的特点，迫切需要加大研究、破解技术瓶颈。以湖北为例，全磷矿资源储量、年开采量、磷化工产业值均居全国第一，大部分企业分布在长江、汉江沿岸，随着长江经济带发展战略推进，转型升级与污染控制的责任和压力重大。因此，如何合理科学开发磷矿资源，尤其是中低品位磷矿，以及高值和高效发挥磷资源经济效益，成为磷资源开发领域亟需解决的问题。

　　存在问题不容忽视

　　武汉工程大学校长助理、兴发矿业学院院长池汝安分析，我国磷矿资源具有以下特点：一是分布集中，运输不便;二是贫矿多，富矿少;三是难选矿多，而易选矿少;四是埋藏深且矿层厚度不一，开采难度大。因此，作为磷肥和精细化工产品的生产原料，国内绝大部分磷矿必须分选富集才能实现开发利用。

　　“不过，磷矿资源开发利用存在的问题也不少，比如：企业整体规模小，回采率低;矿石可选性差，选矿费用偏大;选矿效率偏低，综合利用不足;矿区远离大江，运输成本高;磷矿加工过程‘优质低用’现象突出;高端产品少，高值高效利用很低。”池汝安说。

　　武汉工程大学教授丁一刚认为，选矿技术上，中低品位难选胶磷矿的选矿成本高，动力消耗大;湿法磷酸新技术上，源头减排及清洁生产技术缺乏;热法磷酸新技术上，需要开发放热、吸热能量自给利用的新技术;精细磷化工新技术上，追求大规模、高产能的磷铵生产，重视不够，缺乏精细磷化工新技术;综合利用上，磷矿中的氟、镁、钾、硅等资源未得到充分利用，黄磷渣、磷石膏的利用未能彻底解决，选矿尾矿磷资源浪费过大。

　　磷化工企业生产中，有大量的工业废料产生，排放量较大的两种磷化工废料是磷石膏和黄磷渣。贵州开磷集团股份有限公司副总经理姚金蕊认为，我国磷石膏利用率不到40%，堆存量现已超过3亿吨，在用的磷石膏堆场近百个，不仅占用大量土地，而且对环境造成潜在威胁。如何处理磷石膏是一个急需解决的问题，磷石膏的资源化更是当今的攻坚课题。

　　科学开发利用是关键

　　磷资源的开发，特别是无机磷酸盐、磷肥、有机磷化物及电子级磷基化学品开发是高值和高效发挥磷资源经济效益的重要途径。

　　池汝安认为，磷矿开发未来发展方向主要有：一是控制磷资源行业产能，如采选冶配套规模化开发;矿肥化结合多元化发展;促进资源整合，防止资源浪费、产能过剩。二是研发高效磷矿分选技术，如先进选矿工艺，高效选矿设备，高选择性选矿药剂。三是磷资源高值利用，如电子化学品，生物分离材料，高纯电池材料。四是综合回收与高效利用磷矿资源。如伴生资源利用(氟、硅、碘、稀土等)，磷尾矿利用(生产硫酸铵、微晶玻璃板材、水泥等)。五是开发国外资源。以“一带一路”国家战略发展方向为契机，充分开发利用国外优势磷矿资源，保证行业的健康与可持续发展。

　　丁一刚建议，建立安全、绿色、和谐现代化磷矿山，提升磷矿开采技术水平;降低选矿成本，提高中低品位磷矿利用率;重点发展精细磷化工系列产品，延伸产业链;大力推进废弃物、共伴生矿资源化利用，实现清洁化循环技术产业链。

　　我国黄磷与热法磷酸产能产量占全世界80%以上，但能源利用不合理制约了热法磷加工的发展。尾气与黄磷所含热量占黄磷生产总能耗的57%，必须对该部分热量加以合理高效利用。昆明理工大学化学工程学院院长梅毅表示，重点推广热法磷酸节能新技术、含磷矿浆脱硫脱硝新技术和黑磷基阻燃材料，促进科学合理开发利用。

　　热法磷酸节能新技术上，黄磷燃烧热能回收率从50～55%提高至75～85%;蒸汽压力提高到3.9MPa，实现了热法磷酸水合热的回收与利用;含磷矿浆脱硫脱硝新技术上，以含磷矿矿浆富含的铁、镁等金属离子为液相催化剂，将SO2、NOx氧化并吸收为硫酸、硝酸，硫酸与硝酸再进一步分解磷矿，达到以废治废、硫氮资源化再利用、低温脱硫脱硝一体化的三重目的;黑磷基阻燃材料上，则研究黑磷阻燃机理，通过结构设计制备高性能黑磷(黑磷烯)基复合阻燃材料，以极低的添加量获得了明显的阻燃效果。

　　四川大学化工学院教授刘代俊认为，不走黄磷制备磷酸的生产途径，发展新型热法高浓度磷酸的生产工艺，副产建筑材料，实现资源综合利用。同时，黄磷生产与新型热法磷酸工艺相结合，利用黄磷尾气生产热法磷酸，既解决了黄磷尾气的问题，又以低成本方式获得热法酸。