磷化工产业以磷矿石为基础原料,主要通过湿法和热法加工为磷酸,并进一步与其他化学原料反应生成磷肥和磷酸盐等化工品,最终广泛应用于农业、医药、食品、纺织等行业。
磷矿石主要以磷酸盐的形式存在,是磷产业链主要的矿产原料,系磷化工行业的立业之本。2016年,我国出台了《全国矿产资源规划(2016-2020年)》,首次将石油、天然气等24种矿产资源纳入战略性矿产目录,其中亦包括磷矿石。由于磷化工企业具有较强的资源依赖属性,且磷矿石具有不可替代、不可再生的特性,因而核心原料磷矿石的供给对整个磷产业链的发展有决定性的作用。
全球磷矿石分布不均衡,我国为第二大磷矿储量国。美国地质勘探局2021年1月统计数据显示,全球磷矿石储量共710亿吨,其中摩洛哥和西撒哈拉储量最大,达到500亿吨,占比超过70%;中国磷矿石储量为32亿吨,占比为4.5%,为全球第二大磷矿石储量国,与第一名差距较大。
我国磷矿储量主要分布在湖北、四川、贵州、云南、湖南五个省份,其合计磷矿资源储量占比超过80%;我国磷矿产量主要来自湖北、贵州、云南和四川,四省合计磷矿石产量占比超过90%。
我国为全球磷矿石最大生产国,磷矿石产量在全球产量占比超过40%。2020年,我国磷矿石产量约为8,800万吨,储采比仅为36,远低于世界平均值324,存在开采过度问题。
我国磷矿资源存在富矿少贫矿多、开采难度大、伴生矿多、品位低等特点。我国磷矿近90.8%为中低品位磷矿,平均品位为16.85%,较摩洛哥(33%)和美国(30%)存在较大差距,且在技术上可利用、具有经济价值的磷矿储量只有总储量的22%。
2005年至2016年期间,我国磷矿开采量迅速增长。2016年,长江生态保护提高至国家战略高度,加大整治长江沿线磷矿开采及下游磷化工企业,长江生态保护对全国磷矿石开采量影响显著。2017年至2020年期间,我国磷矿石开采量逐年减少;2021年及2022年,我国磷矿石年开采量略有回升。
经过多年开采,国内富矿资源不断消耗,磷矿石整体品位下降趋势明显,再加之环保压力增加,使得国内磷矿石开工率进一步降低,在环保督查和供给侧改革持续推进的背景下,磷矿石供应紧张将成为常态。2022年2月,国家矿山安监局印发《关于加强非煤矿山安全生产工作的指导意见》,迫使部分中小安全生产不达标的产能进一步退出市场,进一步导致磷矿供需紧张。
2021年以来,随着新能源汽车磷酸铁锂动力电池市场规模的高速增长,叠加我国磷矿石供给增长有限,带动我国磷矿石市场价格快速提升。长期来看,随着磷矿石品位的下降、开采边际成本不断提高以及国家对磷矿石开采管制更加严格,磷矿石稀缺度将逐渐增强,预计未来我国磷矿石市场价格将维持高位运行。
本公司控股子公司福麟矿业持有的小坝磷矿、新桥磷矿山正常生产,报告期内,公司控股子公司福麟矿业开采的磷矿石主要提供给公司使用,保障公司正常生产。报告期磷矿石的营业收入较去年减少30.95%,主要系子公司部分装置投产,与上年同期相比磷矿石自用量增加所致。
磷矿石开采业务均由子公司福麟矿业实施。福麟矿业根据市场供需情况和公司生产计划配套制定磷矿石年度、月度开采计划。福麟矿业主要负责矿山采掘生产技术及安全管理工作,采矿、井下掘进和充填则通过委托具有相应采掘资质的工程建设公司进行,福麟矿业与受托公司分别根据磷矿石开采数量、井下的掘进作业面积及充填面积结算采矿、井下掘进和充填的劳务费用。开采出的磷矿石主要提供给公司满足日常生产,部分富余磷矿石根据市场价格对外销售。
磷元素广泛存在于生物体和自然界中,是构成基础化工和现代农业不可或缺的元素。磷化工产业以磷矿为基础原料,主要通过湿法和热法加工为磷酸,并进一步与其他化学原料反应生成磷肥和磷酸盐等化工品,最终广泛应用于农业、医药、食品、纺织等行业。
磷化工所涵盖的行业比较广泛,通常不同公司聚焦于不同的细分行业,公司磷化工产业链系以磷矿石为起点,磷矿石经采选加工得到磷精矿浆,而后通过湿法工艺生产磷酸,进一步与其他化学原料反应生成磷酸二氢钙和磷酸一铵等化工产品。按照公司产品所涉及和应用的行业进行分析,具体如下:
如前所述,因受磷矿石持续开采、环保因素、磷化工新建产能投产等因素影响,我国磷矿石稀缺度将逐渐增强,价格总体呈上涨趋势。
截止本报告期末,本公司控股子公司福麟矿业已持有小坝磷矿采矿权、新桥磷矿山采矿权、鸡公岭磷矿采矿权三个采矿权,福麟矿业自产磷矿石主要提供给公司使用,保障公司正常生产;其余部分磷矿石外销,未来公司自产磷矿石将主要提供给公司自用,满足生产所需。
在能源、原材料价格不断上涨、电力供应十分紧张和环保要求日益严格的今天,黄磷及其下游产品的制造成本大幅度上升,美国、欧盟等发达国家早已限制或禁止黄磷生产,我国近年来也已采取限制措施,一是提高了黄磷生产门槛,二是限制和调整“高耗能、高污染和资源性”的产品企业生产活动,热法制酸面临政策和成本双重压力。从我国可持续发展的战略需要以及节能降耗的政策出发,同时借鉴国外磷化工发展经验,用具有能耗和成本优势的湿法磷酸替代高能耗的热法磷酸是我国磷酸工业的发展方向。
公司目前主要采用自主开发的半水湿法磷酸生产工艺技术,该技术具有工艺流程短、技术水平先进可靠、产品质量好、总能耗低、生产成本低、生产运行平稳等优点。根据中国石油和化合会组织鉴定并出具的关于公司CH半水湿法磷酸成套技术开发及产业化的科学技术成果鉴定文件(中石化联鉴字[2013]第81号),公司该技术达到国际同类技术先进水平。公司的湿法磷酸净化技术,通过化学净化和溶剂萃取法去除酸液中的有害杂质,就脱氟净化而言,磷收率较两段中和法提高15%以上。
公司的半水湿法磷酸成套技术相比二水磷酸技术具有明显的成本优势,主要表现为:硫酸消耗比二水法低2%左右;比二水法节约了磷酸贮槽和浓缩工程设备投入;磷石膏结晶水含量较低,仅5%-6%,通过与公司矿井填充技术结合可实现一定程度的有效利用;磷酸杂质含量比二水法低,易于提纯和净化。
(3)从磷化工产业链下游来看,公司主要产品饲料级磷酸二氢钙、消防用磷酸一铵的市场需求稳定,新能源材料市场未来可期,进一步打开磷化工产业发展的新空间
饲料级磷酸二氢钙在国内市场主要用作水产饲料添加剂,具有较高生物学效价及水体环保优势,随着未来水产养殖精细化程度、国内环保要求的逐步提升,在水产饲料领域具有良好的增长潜力。
饲料级磷酸二氢钙因其具有高生物学效价及促进生长、抗病等优势,在禽畜饲料领域具有逐步替代饲料级磷酸氢钙的趋势,随着国内饲料总产量的稳步增长及饲料级磷酸二氢钙需求在国内禽畜饲料添加剂领域的逐步释放,饲料级磷酸二氢钙市场份额将进一步扩大。
饲料级磷酸二氢钙在国外市场广泛用作水产、禽畜饲料添加剂,出口的饲料级磷酸二氢钙80%以上用作禽畜饲料添加剂,2013年-2021年,全球饲料产品整体呈增长趋势,海外的禽畜饲料逐渐成为饲料级磷酸二氢钙的重要市场。
磷酸一铵是一种白色晶体,具有一定的吸湿性及良好的热稳定性,主要用于速效复合肥、高端复合肥原材料、消防干粉灭火剂等产品领域。
公司生产的磷酸一铵主要用于生产ABC干粉灭火剂。2017年12月,国家标准化管理委员会发布《干粉灭火剂》(GB4066-2017)国家标准,并于2018年7月开始实施,要求干粉灭火剂中主要成分含量最低要求由50%提升至75%。随着干粉灭火剂新国标的实施,消防用磷酸一铵市场需求亦保持稳定。
磷酸铁也称正磷酸铁,主要用来制作磷酸铁锂正极材料,也可作催化剂、添加剂等。磷酸铁的制备方法有均相沉淀法、固相合成法、溶胶-凝胶法和水热合成法等,我国工业生产使用方法主要是沉淀法,由磷酸/磷酸盐提供磷源,硫酸亚铁提供铁源。
在我国三元动力电池补贴退坡后,下游企业逐渐从对“能量密度”的追逐回到成本优势和安全性能之上。磷酸铁锂电池因其具有成本低廉、安全性好、寿命长等优点,且随着CTP技术、刀片电池技术的出现与成熟,显著提升磷酸铁锂动力电池能量密度,磷酸铁锂电池在动力电池领域市场占比快速提升。中国汽车动力电池产业创新联盟数据显示,2022年度我国动力电池产量累计545.9GWh,同比累计增长148.5%,其中磷酸铁锂电池产量累计332.4GWh,占总产量60.9%,同比累计增长165.1%。中国有色金属工业协会锂业分会数据显示,2022年我国磷酸铁锂产量达到119.6万吨,同比增幅为160.6%。
磷酸铁是制备磷酸铁锂的关键前驱体,以磷酸铁为前驱体的固相法工艺成熟度较高,且产品具有较高的压实密度,是目前使用最为广泛的磷酸铁锂生产方法之一。
磷石膏作为磷化工行业湿法磷酸生产方式的副产品或固体废物,其处理方式通常以渣场堆存为主,以综合利用为辅。磷石膏综合利用主要有两个途径:一是用作水泥缓(调)凝剂;二是生产石膏建材制品,包括纸面石膏板、石膏砌块、石膏空心条板、干混砂浆、石膏砖等。工业和信息化部关于工业副产石膏综合利用的指导文件指出,由于区域之间不平衡、磷石膏品质不稳定、标准体系不完善、缺乏共性关键技术等原因,磷石膏综合利用水平还比较有限,整个磷化工行业的磷石膏主要通过渣场堆存处理。磷石膏堆存需要有配套的土地资源,在土地资源紧缺的情况下磷石膏的堆存空间会受到影响,进而影响磷化工企业的生产经营。
2018年4月,贵州省人民政府发布《省人民政府关于加快磷石膏资源综合利用的意见》(黔府发[2018]10号),提出:“2018年,全面实施磷石膏‘以用定产’,实现磷石膏产消平衡,争取新增堆存量为零。按照‘谁排渣谁治理,谁利用谁受益’原则,将磷石膏产生企业消纳磷石膏情况与磷酸等产品生产挂钩,倒逼企业加快磷石膏资源综合利用,加快绿色化升级改造步伐,确保全省磷石膏新增堆存量为零,并逐年消纳已有存量。2019年起,力争实现磷石膏消大于产,且每年消纳磷石膏量按照不低于10%的增速递增,直至全省磷石膏堆存量全部消纳完毕。”湖北、四川、云南等省市也相继开展“三磷”(即磷矿、磷肥和含磷农药制造等磷化工企业、磷石膏库)专项排查整治行动,在长江大保护等环保政策趋严、国家和地方政策多管齐下的形势下,磷石膏合理处置已成为行业和社会持续发展关注的重点之一,磷石膏的无害化、资源化利用已成为影响磷化工企业发展的关键环节。
公司与北京科技大学共同开发的“半水磷石膏改性胶凝材料及充填技术”旨在使用公司半水湿法磷酸生产技术产生的副产品半水磷石膏改性后用于矿井充填,公司该项技术经中国石油和化学工业联合会鉴定,并出具《科学技术成果鉴定证书》(中石化联鉴字[2019]第163号)认为该研究成果达到国际领先水平,该研究成果成功解决磷化工企业磷石膏堆存难、磷矿山企业充填成本高两大难题,可大幅度提高矿山回采率和磷石膏大量化利用,降本增效效果显著,对绿色矿山建设和磷化工产业转型升级具有重要意义。公司已使用该技术进行工业化生产。
报告期内,公司磷化工产品板块主要为磷酸二氢钙、磷酸一铵、磷酸及磷酸铁的生产、销售。其中:磷酸二氢钙为饲料级;磷酸一铵主要为消防用,少量为肥料用;磷酸主要为商品磷酸,用作肥料生产的原料;磷酸铁主要用来制作磷酸铁锂正极材料。具体如下:
饲料级磷酸二氢钙是一种高效、优良的磷酸盐类饲料添加剂,用于补充水产动物和禽畜所需的磷、钙等矿物质营养元素,具有含磷量高、水溶性好的特。