孫志立，問立寧，黃 平

(1.貴州省磷酸鹽工業(yè)協(xié)會 貴州貴陽 550000； 2.中國無機鹽工業(yè)協(xié)會 北京 100013； 3.攀枝花學院 四川攀枝花 617000)

0 前言

根據(jù)貴州省政府公布的主要統(tǒng)計數(shù)據(jù)，貴州省2018年GDP增速連續(xù)8年居全國前列，地區(qū)生產總值14 806.45億元，增速比2017年提高了9.1%，人均地區(qū)生產總值比2017年增加了3 288元，達到41 244元。

改革開放40年來，貴州人民憑著一股解放思想、勤奮辛勞的力量和實事求是的精神，強有力地推動著貴州由國內唯一沒有平原支撐的封閉、傳統(tǒng)型社會向現(xiàn)代型社會前進，使封閉落后千年的省份實現(xiàn)了起步、跨越、轉型到騰飛的創(chuàng)新，創(chuàng)造了讓國人震撼矚目的“貴州奇聞”、“貴州速度”，其中磷化工已成為貴州省名副其實的支柱和優(yōu)勢產業(yè)[1-3]。

1 我國重要的磷化工后起之秀——貴州

1.1 貴州的磷礦資源

1949年前，有記載的貴州省磷資源量為零，1950—1978年探明磷礦資源(儲)量為20.22億t，成為建立貴州開磷集團最早的資源基礎。1978—1990年，貴州省地礦局開始進行為甕福大型磷肥基地的建設提供充足資源基礎的甕福磷礦勘查會戰(zhàn)[4-6]。進入21世紀，根據(jù)國家和省委找礦戰(zhàn)略行動要求，繼續(xù)在開陽、甕福和織金地區(qū)開展磷礦資源整裝勘查，新增各級資源(儲)量70.95億t，為貴州磷化工可持續(xù)發(fā)展提供了有力的化工礦物資源保障。

改革開放40年來，貴州省地礦局對全省磷礦資源展開了全面、廣泛、深入的普查勘探，尤其是開陽、甕福(甕安福泉)、織金新華3個特大型磷礦的發(fā)現(xiàn)與儲量的探明，使貴州省成為我國富礦全國第1、保有資源量名列全國第2的重要磷礦基地，累計探獲各級資源(儲)量92.17億t，為保障磷、電、煤供應和打造貴州千億級磷化工園區(qū)奠定了基礎。

貴州開磷集團的前身是國家“二五”期間投資建設的三大磷礦基地之一，當時稱開陽礦務局(又稱為貴州開陽磷礦)。開陽磷礦雖然經(jīng)過了58年的開采，但目前儲量仍高達11億t，不僅具有品位高、雜質少、探明磷礦資源儲量大的特點，是國內可直接用于生產高濃度磷復肥的優(yōu)質磷礦，而且對農作物有害的重金屬元素鎘的含量幾乎為零，享有“磷中之王”的美稱，是國內外有名的大型富礦生產基地，與昆陽、襄陽一同被稱為國內化工礦物的“三陽開泰”[4，7]。2011年，開磷集團被國家授予首批“礦產資源綜合利用示范建設基地”、“綠色礦山”單位稱號，是貴州省唯一入選的非金屬類礦山企業(yè)[4]。

改革開放40年來，開磷集團的洞采磷礦經(jīng)歷了2次重大技術變革和創(chuàng)新。20世紀80年代末，開磷集團開展了錨桿護頂分段技術空場采礦法試驗，將洞采回收率由50.0%提高至70.0%；在開磷集團的用沙壩礦首次成功應用充填采礦技術后，建成了世界首套超細物料低高程輸送充填系統(tǒng)。截止至2015年底，開磷集團的洞采回收率提高至92.3%，貧化率下降至4.0%以下(原為6.0%)，盤活增加磷礦存量2.38億t，生產能力由原來的5 000 kt/a提高至8 000 kt/a[4-5]。

改革開放40年來，開磷集團堅持以采礦創(chuàng)新技術為依托，積極推廣應用獲得國家科技進步獎的采礦新工藝、新技術，與信息化、數(shù)字化、智能化相融合，建設國際一流、國內領先的現(xiàn)代化化工礦物基地。歷經(jīng)60年艱辛磨礪，2018年礦山的勞動生產率達到人均24 kt/a，礦山員工從初期的4 400人降至1 200人，在人員減少了72.73%的情況下，卻實現(xiàn)了10 000 kt/a的產礦目標[4，6-7]。

2017年，中化地質礦山總局宣布開陽磷礦深部勘查項目完成，勘探總工程超過400 km，新探明磷礦資源量8.01億t，磷礦床位于開陽洋水磷礦區(qū)東翼，礦層分布在50 km2范圍內，平均厚度5.49 m，平均品位為33.47%，是近年來國內磷礦資源深部探礦的重大突破[4，8]。

1.2 貴州磷化工進展的后發(fā)趕超

貴州是我國西部內陸省份，屬欠開發(fā)、欠發(fā)達區(qū)域，直到明朝才獨立成省，素有“八山一水一分田”之稱，交通極為不便，經(jīng)濟長期落后。在抗日戰(zhàn)爭時期，一批沿海工廠內遷，貴州省曾有幾家生產硫酸、橡膠的小化工廠，但化工生產和化學工業(yè)基礎十分薄弱。1957年，貴州全省的化工總產值僅2 537萬元。準確地講，1958年貴州化工產業(yè)才算真正起步[1]。

據(jù)資料記載，貴州省在20世紀50年代末期開始陸續(xù)興建化學肥料工業(yè)，逐步發(fā)展基本化工原料工業(yè)，在全省范圍配合有關農業(yè)科技部門對農村主要糧油作物進行化肥肥效試驗，取得了顯著效果，從而促進了貴州省化學工業(yè)的發(fā)展。

在1980—1983年的4年間，貴州省化工總產值分別為49 906、45 336、51 903和55 810萬元，占全省工業(yè)總產值的比重分別為11.33%、10.35%、9.89%和8.97%[1]。

1982年(“六五”期間)，貴州全省的化工總產值只占全國化工總產值的1.17%，位居全國的末尾(第24位)。

2000年(“九五”末期)，貴州省僅有9.6億元的磷化工銷售收入，生產能力(以P2O5計，下同)270 kt/a，產量126 kt(不含磷礦)。

2005—2010年(“十一五”)，先進技術及項目的引進推進了貴州磷化工產業(yè)的迅猛發(fā)展。2008年，貴州高濃度磷復肥產量1 404.5 kt，占省內磷肥總產量的95.52%，產量居全國第3位；黃磷產量225.0 kt，居全國第2位(占比28%)；當年省內磷化工銷售收入占全省化學工業(yè)銷售收入的66%，實現(xiàn)產值200億元[9]。2010年，高濃度磷復肥產量為1 917.0 kt，是全省磷肥產量的88.63%，磷酸銨產量居全國第3位；當年省內磷化工銷售收入、磷化工產量(不含磷礦)和生產能力分別為230億元、2 500.0 kt和3 580.0 kt/a，分別是“九五”末期的2 396%、1 984%和1 326%。

2012年1月，《國務院關于進一步促進貴州經(jīng)濟社會又好又快發(fā)展的若干意見》頒布，貴州省各行各業(yè)依靠自身的努力以及國家政策的引導，地區(qū)生產總值以及社會經(jīng)濟總量實現(xiàn)了全面跨越騰飛。2015年，全省磷化工產業(yè)銷售收入實現(xiàn)1 035億元，貴州省“十二五”磷化工產業(yè)發(fā)展目標提前完成。

2016年10月27日，亞洲唯一的大型坑口磷復肥生產基地——開磷集團大水工業(yè)園全水溶多功能磷復肥裝置全面建成投產，形成5 700 kt/a磷復肥生產能力，鞏固并提高了開磷集團在行業(yè)中的領先地位，開啟了精細磷化工發(fā)展平臺的新紀元，搭建了我國磷礦石資源就地轉化加工的新模式。

2017年，貴州省磷礦和磷復肥產量分別為48 170 kt和3 200 kt(折標居全國第2位)，占全國產量的比重分別提高至30%和20%；全省化工銷售收入達到1 237億元，是1980年全省化工產業(yè)銷售收入的248倍；全省磷化工產業(yè)銷售收入達1 100億元，是1980年全省化工產業(yè)銷售收入的220倍。

2018年，貴州第一產業(yè)、第二產業(yè)和第三產業(yè)增加值分別為2 159.54億元、5 755.54億元和6 891.37億元，分別比2017年增長6.9%、9.5%和9.5%，實現(xiàn)了貴州地區(qū)生產總值增速連續(xù)8年位居全國前三位[1，9]。

改革開放40年來，貴州磷化工在前行的道路上不忘初心、埋頭苦干、勇毅篤行、敢為人先、銳意創(chuàng)新，在國內已經(jīng)形成了一個以濕法磷復肥、熱法磷酸鹽、精細磷化工產品和獨具規(guī)模的后發(fā)趕超產業(yè)體系。貴州省的凈化磷酸、磷礦伴生元素回收、高濃度磷復肥、黃磷三廢資源化綜合利用、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟和生產能力、裝置設備水平等專業(yè)技術方面已經(jīng)走在全國的前列[4]，甕福集團、開磷集團、金正大、芭田、貴州川恒等公司在國際、國內同行中已經(jīng)具有較強的競爭能力和較高的知名度[10]。

2017年，僅開磷集團就申請了專利201件，其中實用新型專利93件、發(fā)明專利31件，授權專利124件。截止至2018年，甕福集團共申請專利1 532件，授權專利997件；甕福集團擁有國家級研發(fā)中心及博士后工作站各1個，貴州川恒、芭田、金正大等公司都有國家級或省級研發(fā)中心，省內各大中型磷化工企業(yè)與清華、川大、貴大及中科院等開展產學研合作開發(fā)，形成了一支龐大的高水平科研創(chuàng)新開發(fā)隊伍[5]。

2018年10月20日，“首套國產化冷凍法硝酸磷肥裝置技術”在貴州甕安通過由中國氮肥工業(yè)協(xié)會及有關專家的鑒定，為我國硝酸磷肥產業(yè)的發(fā)展寫下了濃墨重彩的一筆[5]。

改革開放40年來，甕福集團非常重視科技創(chuàng)新及人才培養(yǎng)，通過博士后工作站以及國家、企業(yè)技術中心等平臺，保證滿足技術研發(fā)需求，年投入科研經(jīng)費一直保持在3億元左右，使中低品位磷礦綜合高效利用系列裝備等技術的研發(fā)達到了國際先進水平，實現(xiàn)了從初期的買技術到賣技術、賣產品，再到賣標準、項目總承包的轉變。2007年，甕福集團以優(yōu)質優(yōu)價成功擊敗歐美及中東地區(qū)多個國際承包工程公司，中標Sabic(沙特阿拉伯)12 500 kt/a磷礦石選礦工程總承包項目[5]。

1.3 貴州多電極制磷電爐創(chuàng)新技術的進展和影響

“濕熱并舉，濕法先行，宜熱則熱，宜濕則濕”是20世紀60年代貴州省制定的全省磷化工發(fā)展技術路線方針政策。1965年3月，國家計劃在息峰小寨壩建設貴州省第1個熱法黃磷化工項目，但由于經(jīng)歷了3年經(jīng)濟困難，1963—1965年為國民經(jīng)濟的調整期，使該項目未能實施，與貴州失之交臂[11]。

經(jīng)過多年的奮起直追，1972年5月，貴陽黃磷廠800 t/a的第1臺黃磷電爐建成投產，其后又有花溪化工廠、鎮(zhèn)遠黃磷廠等18家黃磷生產企業(yè)的25臺容量在3 200～5 000 kVA的小型制磷電爐相繼建成投產[11]。1980—1983年，貴州省的黃磷產量分別僅有226、377、687和779 t。

20世紀90年代中后期是貴州熱法黃磷生產技術的發(fā)展創(chuàng)新起始點，13臺按照云南圖紙先后建成的黃磷電爐相繼出現(xiàn)了一些技術問題，15 000 kVA三相3根Ф 600 mm石墨電極黃磷電爐存在產量不達標、進口電極價格高等問題。為此，采用國產Ф 500 mm的石墨電極和增加電極組數(shù)量的創(chuàng)新理念對按云南圖紙建設的黃磷電爐進行了改造[11-12]。1997年9月，貴州設計發(fā)明的我國第1臺三相6根電極呈圓周形布置的多電極制磷電爐在開陽黔能天和磷業(yè)有限責任公司建成投產；2008年5月15日，貴州設計的我國第1臺三相9根多電極制磷電爐在甕安成功磷業(yè)有限責任公司建成投產；2015年，貴州開磷(息烽)磷業(yè)有限責任公司2×10 000 t/a黃磷裝置率先在省內實現(xiàn)了單臺電爐年產量超過13 500 t、裝置全年產量突破25 000 t的好成績。

貴州多電極黃磷電爐創(chuàng)新技術的發(fā)明，為我國發(fā)展熱法磷酸鹽及國內熱法黃磷工業(yè)的崛起指明了產業(yè)發(fā)展的技術方向，解決了國內外熱法黃磷工業(yè)無需大直徑石墨電極、采用自焙電極設計建設大容量黃磷電爐裝置的世界性工藝裝備難題[11]。隨著國內炭素材料轉型升級和改造完善，石墨電極型號增加、質量提高，湖北保康、南漳以及四川雷波等黃磷生產企業(yè)已先后在多電極黃磷電爐上成功使用了Ф 700 mm的國產石墨電極，多電極磷爐變壓器的容量也不斷擴大，單臺黃磷電爐的日產量和年產量已經(jīng)分別超過了50 t和15 000 t[13]。

2014年，全國黃磷產量首次突破1 000 kt(1 025 kt)；2017年，全國大中小型黃磷電爐裝置有200套，生產企業(yè)94家，黃磷產量940 409 t，是改革開放前的50倍以上[14]；2018年，全國黃磷產量954 616 t，黃磷生產企業(yè)在90家左右，黃磷電爐總數(shù)在190臺左右，其中正常生產的黃磷企業(yè)有47家。

改革開放40年來，貴州的黃磷生產企業(yè)積極向清潔生產、達標排放的行列邁進[15]，尾氣凈化后用于發(fā)電及作為下游磷酸鹽生產的熱源，或生產甲酸、甲酸鈉等碳一化工產品；系統(tǒng)內含磷水循環(huán)使用，實現(xiàn)污水零排放；磷渣全部實現(xiàn)資源化利用，磷泥回收采用密閉連續(xù)蒸磷技術，消除了二次污染，使操作環(huán)境得到了進一步改善。

1.4 貴州能源強省的優(yōu)勢將會進一步得到發(fā)揮

優(yōu)勝劣汰是市場經(jīng)濟和市場競爭的規(guī)律特點，保護落后將影響技術創(chuàng)新、產品質量的提高及社會的進步。

熱法黃磷產業(yè)是供電系統(tǒng)最優(yōu)質的“儲能調峰”的載體[13]。按照國家規(guī)劃，至2020年之前，我國至少還要新建百萬千瓦級的核電機組58座，俄羅斯已公開對外宣布要幫助中國生產2 600塊中子釋放反應堆用的鈾钚核燃料，這對我國發(fā)展核能無疑是錦上添花。照此推算，目前我國平均每年都以5～6臺百萬千瓦級的核電機組速度在建設發(fā)展。

截止至2016年，貴州全省火電、水電、風電和太陽能的裝機容量分別是26 830、18 270、3 226和30 MW，總計48 356 MW，其中工業(yè)和民用電總量約12 000 MW，僅占24.82%，剩余的75.18%(36 356 MW)電量需要輸出[4]。由于清潔能源的迅速發(fā)展，如上述的核電、水電、風電、太陽能等，國內電力能源供需將會出現(xiàn)新的變化，預計國內電力能源供大于求的局面將會變得越來越嚴峻，供電的數(shù)量、質量、價格也都會出現(xiàn)質的提升和供需雙方共同協(xié)商的可能。熱法黃磷產業(yè)用電將會由賣方市場向買方市場轉換，發(fā)展用電大戶中的熱法黃磷產業(yè)，應該是受供電部門歡迎的。政府有關部門應調整現(xiàn)行的供用電政策并加大靈活性，電力部門調度不棄水，消耗過剩的電力，水資源不浪費，清潔能源才會產生經(jīng)濟效益。

2 風正帆懸再啟航，探索發(fā)展無窮期

2.1 貴州磷化工產業(yè)發(fā)展的重點

①環(huán)保、清潔生產壓力大，磷化工濕、熱法工藝的三廢處理，尤其是磷石膏及磷爐尾氣的綜合利用尚待加強落實；②磷化工產品結構不合理，90%以上的大宗產品基本都是磷肥，競爭激烈，企業(yè)效益下降明顯，抵御風險的能力下降，給企業(yè)生存和可持續(xù)發(fā)展增加了困難；③磷化工高端產品少，低端和常規(guī)產品多，特別是熱法黃磷下游的精細化高端產品幾乎處于空白狀態(tài)。

2.2 濕法工藝路線需要推進解決的兩大任務

首先要積極鼓勵推進二水法工藝改二水-半水法新工藝、新技術的應用，從源頭提高磷石膏品質，堅決貫徹、認真執(zhí)行貴州省人民政府全面實施磷石膏生產企業(yè)“以用定產”的通知，在2018年基本實現(xiàn)磷石膏零排放的基礎上，2019年開始消化原有堆存，加快磷石膏資源綜合利用，從源頭找到問題的切入口，推進磷化工產業(yè)的綠色發(fā)展[4]。其次要改變濕法磷酸單一的傳統(tǒng)磷肥路線，想方設法解決好濕法磷酸的多用途問題，利用現(xiàn)有濕法磷酸凈化的規(guī)模、技術優(yōu)勢，進一步提高磷酸品質，以滿足下游磷酸鹽各種類型、各種檔次品種的加工需求，提高P2O5單位產品價值，促進磷化工產業(yè)的轉型升級、綠色發(fā)展。

2.3 熱法工藝路線需要推進解決的三大任務

(1)貴州是我國重要的能源基地和能源輸出省，磷、電、煤資源極其豐富，發(fā)展高載能黃磷產業(yè)及其磷化工產業(yè)具有得天獨厚的物質基礎和自然條件。黃磷生產裝置初步布局：甕安400 kt/a，福泉150 kt/a，開陽200 kt/a，息烽150 kt/a，其他100 kt/a。到2025年，貴州省黃磷產能由300 kt/a發(fā)展至1 000 kt/a，年消耗中低品位磷礦13 500 kt以上，年銷售收入約666億元，熱法磷化工產品產量、產值所占比重由現(xiàn)在的18%提高至40%左右，品種發(fā)展至200余種。

(2)將熱法黃磷化工產品的質量和成本優(yōu)勢發(fā)揮到極致。由于熱法黃磷產品是高溫下熔融的磷礦與碳還原升華冷凝而得，磷礦中的重金屬等雜質不會被帶入磷蒸氣中，故以黃磷作為母體生產磷酸、磷酸鹽下游精細產品的質量比濕法磷酸好，濕法磷酸是不可能完全替代熱法磷酸的，只會隨產業(yè)的變化而變化、隨時代的進步而進步，有條件、有資源的區(qū)域發(fā)展熱法黃磷產業(yè)可以收到事半功倍的效果[16]。

(3)貴州省以熱法黃磷為母體的磷化工產業(yè)的戰(zhàn)略重點在精細化、高端化、專用化、綠色化上應更加凸顯，特別要在新能源、功能新材料、含磷醫(yī)藥等方面下功夫，重點發(fā)展現(xiàn)代化生態(tài)農業(yè)急需的全溶性新型肥料。按照“前端節(jié)能降耗減排、中端強化三相治理(液相、氣相、固相污染物)、末端資源綜合利用”的“三端治理”思路，著力打通磷化工產業(yè)生態(tài)化和生態(tài)產業(yè)化的“最后一公里”。貴州新增黃磷產能全部用于深加工，原有300 kt/a黃磷產能逐步退出市場，加快貴州熱法黃磷轉型升級發(fā)展磷化工的步伐[4]。

3 貴州磷化工產業(yè)發(fā)展的機遇和設想

改革開放40年來，貴州磷化工產業(yè)一路走來實屬不易，有條件的企業(yè)在升級改造的同時，可進行強強聯(lián)手、兼并重組，逐步實施集團化的經(jīng)營管理模式，積極鼓勵、支持貴州的磷化工創(chuàng)新技術智力輸出，走出國門，借助“一帶一路”的東風，拓展國際市場合作領域，把貴州的磷化工創(chuàng)新技術和技術服務產業(yè)進一步做大、做強、做出特色，彰顯貴州的智慧和形象。

當前，磷化工產業(yè)面臨著環(huán)保壓力、經(jīng)濟形勢和產業(yè)結構調整的要求，企業(yè)的數(shù)量和磷化工生產裝置將會逐步優(yōu)化，面臨的難題在業(yè)內已經(jīng)引起廣泛關注和行業(yè)專家學者的研究，落后企業(yè)被淘汰將成為工業(yè)發(fā)展的必然規(guī)律。作為水電行業(yè)“調峰儲能”的重要載體，我國黃磷生產企業(yè)今后仍然只會集中在磷礦與電力資源(特別是水電資源)豐富的云、川、貴、鄂，開車時間主要還是集中在豐水期，開車率將繼續(xù)維持在40%～50%。

“十三五”是貴州省由大變強的關鍵時期，貴州磷化工行業(yè)應積極制定鼓勵黃磷產業(yè)使用中低品位磷礦的技術措施，拓寬黃磷用礦渠道，將中低品位磷礦“吃干榨凈”，其原料制備新技術、新工藝的落實及應用可以在很大程度上解決、彌補濕法產品質量和中低品位磷礦綜合利用方面的諸多技術問題。政府及有關金融部門在電價優(yōu)惠、稅收減免、貸款融資等方面應向熱法磷化工產業(yè)傾斜，促進新技術、新工藝的產業(yè)化應用。

貴州發(fā)明多電極制磷電爐至今也就19年的時間，由于熱法黃磷生產在物料、能耗和生產工藝方面的特殊性，涉及的學科多，在生產實踐中對創(chuàng)新的新技術、新工藝還需要作進一步的補充、完善、優(yōu)化及提高[17]。對多電極制磷電爐進行科學的技術鑒定、考核和評價工作，在電爐設計的技術參數(shù)上要有樣板，對多電極制磷技術標準化，加強磷化工人才(尤其是熟練技術工人)的培養(yǎng)，才能進一步縮小生產操作和工藝技術經(jīng)濟指標的偏差，使裝置實現(xiàn)安、穩(wěn)、長、滿、優(yōu)生產。

4 結語

繼往開來，在回顧改革開放40年來取得前所未有偉大成績的同時，也應該清醒地看到貴州在發(fā)展磷化工過程中仍然存在的一些問題和需要加大力度完成的重點內容。

未來，貴州磷化工產業(yè)將進入大集團公司整合重組、由大變強變優(yōu)變美、由內向外發(fā)展的關鍵時期，實現(xiàn)磷化工產業(yè)濕熱并舉、耦合共生、循環(huán)互補、多元精細、環(huán)保和諧，將是今后貴州磷化工產業(yè)可持續(xù)發(fā)展的必然趨勢和重點。

貴州幾代磷化工人以孜孜不倦、立足本地、胸懷全局、不畏艱險的進取開拓精神為貴州磷化工的繁榮做出了巨大貢獻，貴州磷化工行業(yè)將不忘初心、牢記使命、再整戎裝、鼓足勇氣、揚帆起航，在改革開放、“一帶一路”的新時代共同續(xù)寫貴州輝煌燦爛的新篇章。