致敬改革开放40周年——后发赶超的贵州磷化工进展

孙志立，问立宁，黄 平

(1.贵州省磷酸盐工业协会 贵州贵阳 550000； 2.中国无机盐工业协会 北京 100013； 3.攀枝花学院 四川攀枝花 617000)

0 前言

根据贵州省政府公布的主要统计数据，贵州省2018年GDP增速连续8年居全国前列，地区生产总值14 806.45亿元，增速比2017年提高了9.1%，人均地区生产总值比2017年增加了3 288元，达到41 244元。

改革开放40年来，贵州人民凭着一股解放思想、勤奋辛劳的力量和实事求是的精神，强有力地推动着贵州由国内唯一没有平原支撑的封闭、传统型社会向现代型社会前进，使封闭落后千年的省份实现了起步、跨越、转型到腾飞的创新，创造了让国人震撼瞩目的“贵州奇闻”、“贵州速度”，其中磷化工已成为贵州省名副其实的支柱和优势产业[1-3]。

1 我国重要的磷化工后起之秀——贵州

1.1 贵州的磷矿资源

1949年前，有记载的贵州省磷资源量为零，1950—1978年探明磷矿资源(储)量为20.22亿t，成为建立贵州开磷集团最早的资源基础。1978—1990年，贵州省地矿局开始进行为瓮福大型磷肥基地的建设提供充足资源基础的瓮福磷矿勘查会战[4-6]。进入21世纪，根据国家和省委找矿战略行动要求，继续在开阳、瓮福和织金地区开展磷矿资源整装勘查，新增各级资源(储)量70.95亿t，为贵州磷化工可持续发展提供了有力的化工矿物资源保障。

改革开放40年来，贵州省地矿局对全省磷矿资源展开了全面、广泛、深入的普查勘探，尤其是开阳、瓮福(瓮安福泉)、织金新华3个特大型磷矿的发现与储量的探明，使贵州省成为我国富矿全国第1、保有资源量名列全国第2的重要磷矿基地，累计探获各级资源(储)量92.17亿t，为保障磷、电、煤供应和打造贵州千亿级磷化工园区奠定了基础。

贵州开磷集团的前身是国家“二五”期间投资建设的三大磷矿基地之一，当时称开阳矿务局(又称为贵州开阳磷矿)。开阳磷矿虽然经过了58年的开采，但目前储量仍高达11亿t，不仅具有品位高、杂质少、探明磷矿资源储量大的特点，是国内可直接用于生产高浓度磷复肥的优质磷矿，而且对农作物有害的重金属元素镉的含量几乎为零，享有“磷中之王”的美称，是国内外有名的大型富矿生产基地，与昆阳、襄阳一同被称为国内化工矿物的“三阳开泰”[4，7]。2011年，开磷集团被国家授予首批“矿产资源综合利用示范建设基地”、“绿色矿山”单位称号，是贵州省唯一入选的非金属类矿山企业[4]。

改革开放40年来，开磷集团的洞采磷矿经历了2次重大技术变革和创新。20世纪80年代末，开磷集团开展了锚杆护顶分段技术空场采矿法试验，将洞采回收率由50.0%提高至70.0%；在开磷集团的用沙坝矿首次成功应用充填采矿技术后，建成了世界首套超细物料低高程输送充填系统。截止至2015年底，开磷集团的洞采回收率提高至92.3%，贫化率下降至4.0%以下(原为6.0%)，盘活增加磷矿存量2.38亿t，生产能力由原来的5 000 kt/a提高至8 000 kt/a[4-5]。

改革开放40年来，开磷集团坚持以采矿创新技术为依托，积极推广应用获得国家科技进步奖的采矿新工艺、新技术，与信息化、数字化、智能化相融合，建设国际一流、国内领先的现代化化工矿物基地。历经60年艰辛磨砺，2018年矿山的劳动生产率达到人均24 kt/a，矿山员工从初期的4 400人降至1 200人，在人员减少了72.73%的情况下，却实现了10 000 kt/a的产矿目标[4，6-7]。

2017年，中化地质矿山总局宣布开阳磷矿深部勘查项目完成，勘探总工程超过400 km，新探明磷矿资源量8.01亿t，磷矿床位于开阳洋水磷矿区东翼，矿层分布在50 km2范围内，平均厚度5.49 m，平均品位为33.47%，是近年来国内磷矿资源深部探矿的重大突破[4，8]。

1.2 贵州磷化工进展的后发赶超

贵州是我国西部内陆省份，属欠开发、欠发达区域，直到明朝才独立成省，素有“八山一水一分田”之称，交通极为不便，经济长期落后。在抗日战争时期，一批沿海工厂内迁，贵州省曾有几家生产硫酸、橡胶的小化工厂，但化工生产和化学工业基础十分薄弱。1957年，贵州全省的化工总产值仅2 537万元。准确地讲，1958年贵州化工产业才算真正起步[1]。

据资料记载，贵州省在20世纪50年代末期开始陆续兴建化学肥料工业，逐步发展基本化工原料工业，在全省范围配合有关农业科技部门对农村主要粮油作物进行化肥肥效试验，取得了显著效果，从而促进了贵州省化学工业的发展。

在1980—1983年的4年间，贵州省化工总产值分别为49 906、45 336、51 903和55 810万元，占全省工业总产值的比重分别为11.33%、10.35%、9.89%和8.97%[1]。

1982年(“六五”期间)，贵州全省的化工总产值只占全国化工总产值的1.17%，位居全国的末尾(第24位)。

2000年(“九五”末期)，贵州省仅有9.6亿元的磷化工销售收入，生产能力(以P2O5计，下同)270 kt/a，产量126 kt(不含磷矿)。

2005—2010年(“十一五”)，先进技术及项目的引进推进了贵州磷化工产业的迅猛发展。2008年，贵州高浓度磷复肥产量1 404.5 kt，占省内磷肥总产量的95.52%，产量居全国第3位；黄磷产量225.0 kt，居全国第2位(占比28%)；当年省内磷化工销售收入占全省化学工业销售收入的66%，实现产值200亿元[9]。2010年，高浓度磷复肥产量为1 917.0 kt，是全省磷肥产量的88.63%，磷酸铵产量居全国第3位；当年省内磷化工销售收入、磷化工产量(不含磷矿)和生产能力分别为230亿元、2 500.0 kt和3 580.0 kt/a，分别是“九五”末期的2 396%、1 984%和1 326%。

2012年1月，《国务院关于进一步促进贵州经济社会又好又快发展的若干意见》颁布，贵州省各行各业依靠自身的努力以及国家政策的引导，地区生产总值以及社会经济总量实现了全面跨越腾飞。2015年，全省磷化工产业销售收入实现1 035亿元，贵州省“十二五”磷化工产业发展目标提前完成。

2016年10月27日，亚洲唯一的大型坑口磷复肥生产基地——开磷集团大水工业园全水溶多功能磷复肥装置全面建成投产，形成5 700 kt/a磷复肥生产能力，巩固并提高了开磷集团在行业中的领先地位，开启了精细磷化工发展平台的新纪元，搭建了我国磷矿石资源就地转化加工的新模式。

2017年，贵州省磷矿和磷复肥产量分别为48 170 kt和3 200 kt(折标居全国第2位)，占全国产量的比重分别提高至30%和20%；全省化工销售收入达到1 237亿元，是1980年全省化工产业销售收入的248倍；全省磷化工产业销售收入达1 100亿元，是1980年全省化工产业销售收入的220倍。

2018年，贵州第一产业、第二产业和第三产业增加值分别为2 159.54亿元、5 755.54亿元和6 891.37亿元，分别比2017年增长6.9%、9.5%和9.5%，实现了贵州地区生产总值增速连续8年位居全国前三位[1，9]。

改革开放40年来，贵州磷化工在前行的道路上不忘初心、埋头苦干、勇毅笃行、敢为人先、锐意创新，在国内已经形成了一个以湿法磷复肥、热法磷酸盐、精细磷化工产品和独具规模的后发赶超产业体系。贵州省的净化磷酸、磷矿伴生元素回收、高浓度磷复肥、黄磷三废资源化综合利用、发展循环经济和生产能力、装置设备水平等专业技术方面已经走在全国的前列[4]，瓮福集团、开磷集团、金正大、芭田、贵州川恒等公司在国际、国内同行中已经具有较强的竞争能力和较高的知名度[10]。

2017年，仅开磷集团就申请了专利201件，其中实用新型专利93件、发明专利31件，授权专利124件。截止至2018年，瓮福集团共申请专利1 532件，授权专利997件；瓮福集团拥有国家级研发中心及博士后工作站各1个，贵州川恒、芭田、金正大等公司都有国家级或省级研发中心，省内各大中型磷化工企业与清华、川大、贵大及中科院等开展产学研合作开发，形成了一支庞大的高水平科研创新开发队伍[5]。

2018年10月20日，“首套国产化冷冻法硝酸磷肥装置技术”在贵州瓮安通过由中国氮肥工业协会及有关专家的鉴定，为我国硝酸磷肥产业的发展写下了浓墨重彩的一笔[5]。

改革开放40年来，瓮福集团非常重视科技创新及人才培养，通过博士后工作站以及国家、企业技术中心等平台，保证满足技术研发需求，年投入科研经费一直保持在3亿元左右，使中低品位磷矿综合高效利用系列装备等技术的研发达到了国际先进水平，实现了从初期的买技术到卖技术、卖产品，再到卖标准、项目总承包的转变。2007年，瓮福集团以优质优价成功击败欧美及中东地区多个国际承包工程公司，中标Sabic(沙特阿拉伯)12 500 kt/a磷矿石选矿工程总承包项目[5]。

1.3 贵州多电极制磷电炉创新技术的进展和影响

“湿热并举，湿法先行，宜热则热，宜湿则湿”是20世纪60年代贵州省制定的全省磷化工发展技术路线方针政策。1965年3月，国家计划在息峰小寨坝建设贵州省第1个热法黄磷化工项目，但由于经历了3年经济困难，1963—1965年为国民经济的调整期，使该项目未能实施，与贵州失之交臂[11]。

经过多年的奋起直追，1972年5月，贵阳黄磷厂800 t/a的第1台黄磷电炉建成投产，其后又有花溪化工厂、镇远黄磷厂等18家黄磷生产企业的25台容量在3 200～5 000 kVA的小型制磷电炉相继建成投产[11]。1980—1983年，贵州省的黄磷产量分别仅有226、377、687和779 t。

20世纪90年代中后期是贵州热法黄磷生产技术的发展创新起始点，13台按照云南图纸先后建成的黄磷电炉相继出现了一些技术问题，15 000 kVA三相3根Ф 600 mm石墨电极黄磷电炉存在产量不达标、进口电极价格高等问题。为此，采用国产Ф 500 mm的石墨电极和增加电极组数量的创新理念对按云南图纸建设的黄磷电炉进行了改造[11-12]。1997年9月，贵州设计发明的我国第1台三相6根电极呈圆周形布置的多电极制磷电炉在开阳黔能天和磷业有限责任公司建成投产；2008年5月15日，贵州设计的我国第1台三相9根多电极制磷电炉在瓮安成功磷业有限责任公司建成投产；2015年，贵州开磷(息烽)磷业有限责任公司2×10 000 t/a黄磷装置率先在省内实现了单台电炉年产量超过13 500 t、装置全年产量突破25 000 t的好成绩。

贵州多电极黄磷电炉创新技术的发明，为我国发展热法磷酸盐及国内热法黄磷工业的崛起指明了产业发展的技术方向，解决了国内外热法黄磷工业无需大直径石墨电极、采用自焙电极设计建设大容量黄磷电炉装置的世界性工艺装备难题[11]。随着国内炭素材料转型升级和改造完善，石墨电极型号增加、质量提高，湖北保康、南漳以及四川雷波等黄磷生产企业已先后在多电极黄磷电炉上成功使用了Ф 700 mm的国产石墨电极，多电极磷炉变压器的容量也不断扩大，单台黄磷电炉的日产量和年产量已经分别超过了50 t和15 000 t[13]。

2014年，全国黄磷产量首次突破1 000 kt(1 025 kt)；2017年，全国大中小型黄磷电炉装置有200套，生产企业94家，黄磷产量940 409 t，是改革开放前的50倍以上[14]；2018年，全国黄磷产量954 616 t，黄磷生产企业在90家左右，黄磷电炉总数在190台左右，其中正常生产的黄磷企业有47家。

改革开放40年来，贵州的黄磷生产企业积极向清洁生产、达标排放的行列迈进[15]，尾气净化后用于发电及作为下游磷酸盐生产的热源，或生产甲酸、甲酸钠等碳一化工产品；系统内含磷水循环使用，实现污水零排放；磷渣全部实现资源化利用，磷泥回收采用密闭连续蒸磷技术，消除了二次污染，使操作环境得到了进一步改善。

1.4 贵州能源强省的优势将会进一步得到发挥

优胜劣汰是市场经济和市场竞争的规律特点，保护落后将影响技术创新、产品质量的提高及社会的进步。

热法黄磷产业是供电系统最优质的“储能调峰”的载体[13]。按照国家规划，至2020年之前，我国至少还要新建百万千瓦级的核电机组58座，俄罗斯已公开对外宣布要帮助中国生产2 600块中子释放反应堆用的铀钚核燃料，这对我国发展核能无疑是锦上添花。照此推算，目前我国平均每年都以5～6台百万千瓦级的核电机组速度在建设发展。

截止至2016年，贵州全省火电、水电、风电和太阳能的装机容量分别是26 830、18 270、3 226和30 MW，总计48 356 MW，其中工业和民用电总量约12 000 MW，仅占24.82%，剩余的75.18%(36 356 MW)电量需要输出[4]。由于清洁能源的迅速发展，如上述的核电、水电、风电、太阳能等，国内电力能源供需将会出现新的变化，预计国内电力能源供大于求的局面将会变得越来越严峻，供电的数量、质量、价格也都会出现质的提升和供需双方共同协商的可能。热法黄磷产业用电将会由卖方市场向买方市场转换，发展用电大户中的热法黄磷产业，应该是受供电部门欢迎的。政府有关部门应调整现行的供用电政策并加大灵活性，电力部门调度不弃水，消耗过剩的电力，水资源不浪费，清洁能源才会产生经济效益。

2 风正帆悬再启航，探索发展无穷期

2.1 贵州磷化工产业发展的重点

①环保、清洁生产压力大，磷化工湿、热法工艺的三废处理，尤其是磷石膏及磷炉尾气的综合利用尚待加强落实；②磷化工产品结构不合理，90%以上的大宗产品基本都是磷肥，竞争激烈，企业效益下降明显，抵御风险的能力下降，给企业生存和可持续发展增加了困难；③磷化工高端产品少，低端和常规产品多，特别是热法黄磷下游的精细化高端产品几乎处于空白状态。

2.2 湿法工艺路线需要推进解决的两大任务

首先要积极鼓励推进二水法工艺改二水-半水法新工艺、新技术的应用，从源头提高磷石膏品质，坚决贯彻、认真执行贵州省人民政府全面实施磷石膏生产企业“以用定产”的通知，在2018年基本实现磷石膏零排放的基础上，2019年开始消化原有堆存，加快磷石膏资源综合利用，从源头找到问题的切入口，推进磷化工产业的绿色发展[4]。其次要改变湿法磷酸单一的传统磷肥路线，想方设法解决好湿法磷酸的多用途问题，利用现有湿法磷酸净化的规模、技术优势，进一步提高磷酸品质，以满足下游磷酸盐各种类型、各种档次品种的加工需求，提高P2O5单位产品价值，促进磷化工产业的转型升级、绿色发展。

2.3 热法工艺路线需要推进解决的三大任务

(1)贵州是我国重要的能源基地和能源输出省，磷、电、煤资源极其丰富，发展高载能黄磷产业及其磷化工产业具有得天独厚的物质基础和自然条件。黄磷生产装置初步布局：瓮安400 kt/a，福泉150 kt/a，开阳200 kt/a，息烽150 kt/a，其他100 kt/a。到2025年，贵州省黄磷产能由300 kt/a发展至1 000 kt/a，年消耗中低品位磷矿13 500 kt以上，年销售收入约666亿元，热法磷化工产品产量、产值所占比重由现在的18%提高至40%左右，品种发展至200余种。

(2)将热法黄磷化工产品的质量和成本优势发挥到极致。由于热法黄磷产品是高温下熔融的磷矿与碳还原升华冷凝而得，磷矿中的重金属等杂质不会被带入磷蒸气中，故以黄磷作为母体生产磷酸、磷酸盐下游精细产品的质量比湿法磷酸好，湿法磷酸是不可能完全替代热法磷酸的，只会随产业的变化而变化、随时代的进步而进步，有条件、有资源的区域发展热法黄磷产业可以收到事半功倍的效果[16]。

(3)贵州省以热法黄磷为母体的磷化工产业的战略重点在精细化、高端化、专用化、绿色化上应更加凸显，特别要在新能源、功能新材料、含磷医药等方面下功夫，重点发展现代化生态农业急需的全溶性新型肥料。按照“前端节能降耗减排、中端强化三相治理(液相、气相、固相污染物)、末端资源综合利用”的“三端治理”思路，着力打通磷化工产业生态化和生态产业化的“最后一公里”。贵州新增黄磷产能全部用于深加工，原有300 kt/a黄磷产能逐步退出市场，加快贵州热法黄磷转型升级发展磷化工的步伐[4]。

3 贵州磷化工产业发展的机遇和设想

改革开放40年来，贵州磷化工产业一路走来实属不易，有条件的企业在升级改造的同时，可进行强强联手、兼并重组，逐步实施集团化的经营管理模式，积极鼓励、支持贵州的磷化工创新技术智力输出，走出国门，借助“一带一路”的东风，拓展国际市场合作领域，把贵州的磷化工创新技术和技术服务产业进一步做大、做强、做出特色，彰显贵州的智慧和形象。

当前，磷化工产业面临着环保压力、经济形势和产业结构调整的要求，企业的数量和磷化工生产装置将会逐步优化，面临的难题在业内已经引起广泛关注和行业专家学者的研究，落后企业被淘汰将成为工业发展的必然规律。作为水电行业“调峰储能”的重要载体，我国黄磷生产企业今后仍然只会集中在磷矿与电力资源(特别是水电资源)丰富的云、川、贵、鄂，开车时间主要还是集中在丰水期，开车率将继续维持在40%～50%。

“十三五”是贵州省由大变强的关键时期，贵州磷化工行业应积极制定鼓励黄磷产业使用中低品位磷矿的技术措施，拓宽黄磷用矿渠道，将中低品位磷矿“吃干榨净”，其原料制备新技术、新工艺的落实及应用可以在很大程度上解决、弥补湿法产品质量和中低品位磷矿综合利用方面的诸多技术问题。政府及有关金融部门在电价优惠、税收减免、贷款融资等方面应向热法磷化工产业倾斜，促进新技术、新工艺的产业化应用。

贵州发明多电极制磷电炉至今也就19年的时间，由于热法黄磷生产在物料、能耗和生产工艺方面的特殊性，涉及的学科多，在生产实践中对创新的新技术、新工艺还需要作进一步的补充、完善、优化及提高[17]。对多电极制磷电炉进行科学的技术鉴定、考核和评价工作，在电炉设计的技术参数上要有样板，对多电极制磷技术标准化，加强磷化工人才(尤其是熟练技术工人)的培养，才能进一步缩小生产操作和工艺技术经济指标的偏差，使装置实现安、稳、长、满、优生产。

4 结语

继往开来，在回顾改革开放40年来取得前所未有伟大成绩的同时，也应该清醒地看到贵州在发展磷化工过程中仍然存在的一些问题和需要加大力度完成的重点内容。

未来，贵州磷化工产业将进入大集团公司整合重组、由大变强变优变美、由内向外发展的关键时期，实现磷化工产业湿热并举、耦合共生、循环互补、多元精细、环保和谐，将是今后贵州磷化工产业可持续发展的必然趋势和重点。

贵州几代磷化工人以孜孜不倦、立足本地、胸怀全局、不畏艰险的进取开拓精神为贵州磷化工的繁荣做出了巨大贡献，贵州磷化工行业将不忘初心、牢记使命、再整戎装、鼓足勇气、扬帆起航，在改革开放、“一带一路”的新时代共同续写贵州辉煌灿烂的新篇章。