专家观点
郑州大学教授、《生态产业科学与磷氟工程》主编
汤建伟
中低品位磷资源利用:破局资源约束,重构产业生态
※以下观点来自2025年6月18-20日在湖北武汉召开的“磷肥/磷化工产业创新发展大会暨第四届磷石膏综合利用交流会”上的专家报告,不代表协会观点。
01
资源禀赋倒逼转型
中低品位磷矿成必答题
我国磷资源呈现“高产量、低储量、贫矿为主”的突出矛盾:2022年磷矿石产量占全球43.7%,但储量仅占4.99%,储采比35远低于全球平均309;90%以上磷矿为中低品位,平均品位仅16.85%,且伴生氟、硅、碘、稀土等资源未被充分利用。
长期以来,我国磷产业存在“优矿劣用、高质低用”的结构性浪费,高品位磷矿过度消耗于传统磷肥生产,而中低品位磷矿因加工成本高被大量堆存。随着富矿资源日益枯竭,开发中低品位磷矿及副产资源(磷石膏、磷尾矿、萃余酸等)已不是“选择题”,而是保障粮食安全与产业可持续的“必答题”。
02
技术创新突破瓶颈
从“低效利用”到“全值开发”
技术创新需跳出 “单一选矿富集磷资源”的线性化模式,转向资源选矿与加工(或金属冶金)协同融合的“选加(冶)一体”、“资源全元素高值高效利用”多维模式。例如,硝酸分解磷矿法可同步回收磷、钙、镁,窑法磷酸工艺无需硫酸且能耗降低50%,这些技术不仅解决环保痛点,更能提升资源综合效益。
报告系统梳理了中低品位磷资源利用的关键技术突破,核心方向包括:
酸解工艺革新
郑州大学首创的促进磷资源活化的“浓酸矿粉法”工艺,将“选加(冶)一体”绿色工艺和绿色产品开发理念结合,无需磷矿选矿,工艺灵活性高,无熟化过程,直接利用中低品位磷矿(P?O?≤20%)、含磷资源(磷尾矿、白肥、渣酸)和各种大中微量元素及有机养分资源生产复合肥或调理剂, 磷转化率达93%以上,同步回收氟资源,解决中低品位(质)磷资源利用及传统工艺磷石膏污染问题。
热法工艺升级
探索“绿电(风光电)+富氢还原”工艺,代替传统焦炭还原,降低黄磷生产能耗(当前电耗占成本40%)和环境问题,通过开发绿色低碳高效的生态工艺,复兴热法磷酸和钙镁磷肥产业,分流湿法磷酸净化、深度净化制高值高质磷制品的单一路径依赖,同时推动黄磷尾气、炉渣等高值化利用。
固废协同利用
磷石膏(堆存超8亿吨)可通过净化技术生产建筑材料、土壤调理剂;磷尾矿(年产生700万吨,利用率仅7%)可提取镁、钙等元素制备肥料或阻燃材料,实现“变废为宝”。
03
产业生态重构
从“线性生产”到“循环共生”
磷资源不仅是农业的“粮食”,更是新能源、新材料产业的关键原料。未来产业竞争的核心,在于能否以循环经济理念打通“磷—氟—硅—稀土”多元素协同利用链条,实现从“资源依赖”到“技术驱动”的转变。
磷产业升级需构建“资源—产品—废弃物—二次资源”的循环体系:
横向耦合:推动磷化工与建材、新能源、农业的跨界融合,例如磷石膏制硫酸联产水泥、磷尾矿制备磷酸铁锂电池材料,形成产业集群效应。
纵向延伸:从传统磷肥向精细磷化工升级,开发电子级磷酸、磷系阻燃剂、磷基新能源材料等高附加值产品,推动价值链从“低端肥料”向“高端制造”跃迁。
政策协同:建议修订《过磷酸钙》国家标准,放宽低水溶性磷产品出口限制,建立中低品位磷矿利用补贴机制,为产业转型提供制度保障。
04
联盟聚力破局
构建政产学研用协同体系
单打独斗难以应对资源与环境的双重约束,唯有通过联盟整合高校、企业、协会资源,才能加速技术转化、降低创新成本,让中低品位磷资源真正成为产业高质量发展的“新蓝海”。
成立“中低品位磷资源产业发展创新联盟”,通过技术攻关、标准制定、信息共享,破解行业共性难题:
推动磷矿伴生资源回收、磷石膏大掺量利用等技术产业化;
建立低浓度磷肥、土壤调理剂等产品标准,规范市场竞争;
搭建国际交流平台,借鉴巴西、印度等国在低品位磷矿应用中的经验。
05
结语
中低品位磷资源的高效利用,既是破解我国磷资源短缺的战略选择,也是磷产业实现“碳达峰、碳中和”的必由之路。行业需以技术创新为刃、以循环经济为纲、以协同合作为桥,推动磷产业从“规模扩张”向“质效提升”转型,为保障国家粮食安全与新能源产业发展提供坚实支撑。