任何物質(zhì)的生產(chǎn)都以消耗能源、資源為前提。對(duì)化肥生產(chǎn)而言,生產(chǎn)氮肥要消耗較多的能源,但只要太陽存在,能源將用之不盡;海水是巨大的鉀資源庫,只要海水尤存,鉀資源可供人們長期利用;唯有磷礦資源是未來億年內(nèi)不可再生,而且,對(duì)生物體是不可替代的資源。
自2006年起,許多國家的專家、學(xué)者對(duì)磷資源的形勢(shì)發(fā)出了緊急呼吁,尤其對(duì)中國磷資源的合理開采、可持續(xù)利用給予了極大的關(guān)注。不同領(lǐng)域的專家對(duì)世界及中國磷礦可開采多久,做出了相差很大的估計(jì)。對(duì)世界磷礦的估計(jì)為90~350年,對(duì)中國磷礦的可利用年限為30~176年,這是因?yàn)椴煌淖髡哌x取的數(shù)據(jù)不同及計(jì)算方法各異所導(dǎo)致。
磷礦儲(chǔ)量是指可經(jīng)濟(jì)開采的,可商品化的磷礦實(shí)物量。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)査局(USGS)統(tǒng)計(jì),2012年世界磷礦儲(chǔ)量為670億噸,中國為37億噸。磷礦資源量是指已探明的各種品級(jí)未加工的磷礦實(shí)物量。據(jù)國際肥料開發(fā)中心(IFDC)估計(jì),2010年世界磷礦資源量2900億噸,中國為168億噸,磷礦資源量是由3%~35%P2O5不同品級(jí)的磷礦所構(gòu)成。世界磷礦平均品位為21.5%P2O5,中國為18%。磷礦的商品產(chǎn)量,大多數(shù)國家是指含P2O530%的所謂“標(biāo)磷礦”。
磷礦開采過程有采礦損失。將平均品位18%P2O5的磷礦富集至30%P2O5的商品磷礦有選礦損失,據(jù)IFDC報(bào)道,美國的選礦損失約為20%~30%,北非、中東約為30%,南美洲磷礦選礦損失達(dá)40%。
茲以2007年中國磷礦資源量176.3億噸,計(jì)算生產(chǎn)不同品種的磷肥,中國磷礦可開采多久?
按2012年全國磷肥產(chǎn)量1700萬噸,實(shí)物產(chǎn)量5500萬噸,肥料用磷礦6400萬噸,磷礦回采率64%,每年減少磷資源量1億噸計(jì)算,若商品磷礦均要求30%P2O5,則大于30%P2O5高品位礦還能開采10年;20%~30%的中品位磷礦48.5億噸,按1.5噸原礦選得1噸30%的商品磷礦,可開采32年;10%~20%的低品位磷礦82億噸,按2.5噸原礦選得1噸商品磷礦,可開采33年;2%~10%的超低品位磷礦29.2億噸,按8噸原礦選得1噸商品礦,可開采4年。以此估算,中國176.3億噸磷礦資源,若按2012年的開采規(guī)模,不斷通過選礦生產(chǎn)含P2O530%的商品磷礦,供生產(chǎn)磷銨類產(chǎn)品,79年后將開采殆盡。
按優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),使磷銨類高濃度磷肥每年實(shí)物產(chǎn)量1000萬噸,折純產(chǎn)量500萬噸;酸法低濃度磷肥,過磷酸鈣類磷肥的年實(shí)物產(chǎn)量2500萬噸,折純產(chǎn)量300萬噸;熱法低濃度磷肥,鈣鎂磷肥類磷肥的年產(chǎn)2000萬噸,折純產(chǎn)量200萬噸;實(shí)物總量仍為5500萬噸,但折純產(chǎn)量僅為1000萬噸P2O5。
為生產(chǎn)1000萬噸磷銨類肥料,每年約需1900萬噸30%P2O5商品磷礦。2007年高品位磷礦資源量16.6億噸,平均品位31.9%。2007~2012年6年間已生產(chǎn)磷礦石4億噸,導(dǎo)致減少磷資源量6億噸,尚存平均含P2O531.9%的磷礦10.6億噸,按采礦回收率90%計(jì)算,可供53年使用。29.2億噸含2%~10% P2O5的超低品位磷礦,通過選礦提供30%P2O5商品礦,可供4年使用。即中國尚存高品位磷礦及超低品位磷礦選礦,可供磷銨類肥料生產(chǎn)使用57年。57年后或從現(xiàn)在起,中國應(yīng)逐步增加從摩洛哥進(jìn)口所需高品位商品磷礦。
為生產(chǎn)2500萬噸含P2O512%、S11%、CaO 25%的過磷酸鈣類肥料,可直接使用20%~30%P2O5的中品位磷礦,平均品位24.3%P2O5,每噸過磷酸鈣消耗580公斤含24.3%P2O5的磷礦,年用量1450萬噸,中品位磷礦資源量48.5億噸,采礦回收率90%,可開采301年。
為生產(chǎn)2000萬噸含P2O510%、MgO12%、CaO30%、有效SiO228%的熱法低濃度磷肥或酸性土壤調(diào)理劑,可直接使用含P2O510%~20%的低品位磷礦,平均含P2O516.3%。每噸產(chǎn)品耗低品位磷礦700公斤,年用量1400萬噸,82億噸低品位磷礦,采礦回收率90%,可開采527年。
按這種不同品級(jí)的磷礦生產(chǎn)不同類型的磷肥,輔以進(jìn)口商品級(jí)磷礦,中國磷礦可開采300~500年,與摩洛哥磷礦開采年限同步枯竭。
5500萬噸實(shí)物磷肥每年提供1000萬噸P2O5、275萬噸S、240萬噸MgO、1225萬噸CaO、560萬噸 SiO2,它們都是作物可利用的營養(yǎng)元素,可等同2012年產(chǎn)1700萬噸P2O5磷肥的肥效。足見優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)可達(dá)到更佳的生態(tài)效益。(農(nóng)資導(dǎo)報(bào))