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磷化工行业初探

来源:刀刀网
I磷化工行业初探

战略研究室

前言 磷化工行业情况..................................................................................................... 3 一、对中国磷化工产业的初步认识 ................................................................................... 7 1.1中国磷化工具有资源基础 ........................................................................................... 7 1.2高浓度磷肥:全球产能过剩难以消除 ......................................................................... 7 1.3精细磷化工:稳定上游,延伸下游深度和宽度是发展方向 .......................................... 8 1.4在矿电磷一体化平台上打开发展空间 ......................................................................... 8 1.5国内相关公司的分析 .................................................................................................. 9 1.5.1澄星股份 ................................................................................................................ 9 1.5.2兴发集团 .............................................................................................................. 10 二、磷化工产业链.......................................................................................................... 12 三、磷矿石是稀缺的不可再生资源 ................................................................................. 15 3.1相关产业 .......................................................................................................... 15 3.2磷矿石资源具有稀缺性 ............................................................................................ 16 3.3我国磷矿石资源分析 ................................................................................................ 17 四、磷酸工艺决定成本................................................................................................... 19 4.1 磷酸的生产工艺分析 ............................................................................................... 19 4.1.1 热法磷酸 ............................................................................................................. 19 4.1.2 湿法磷酸 ............................................................................................................. 19 4.1.3 窑法磷酸 ............................................................................................................. 20 4.2 磷酸生产工艺的综合对比 ........................................................................................ 21 4.2.1 技术层面 ............................................................................................................. 21 4.2.2 层面 ............................................................................................................. 21 4.2.3 投资层面 ............................................................................................................. 21 4.2.4 成本层面 ............................................................................................................. 22 五、一体化和精细化使磷化工产业向中国转移................................................................ 23 5.1黄磷 ........................................................................................................................ 24 5.2热法磷酸与湿法磷酸的竞争——矿磷电一体化设置了企业竞争力平台 ...................... 25

5.3竞争激烈,电力自给将使行业成本下降 .................................................................... 28 5.4磷酸需求增长迅速 ................................................................................................... 30 5.4.1工业磷酸 .............................................................................................................. 30 5.4.2食品级磷酸 .......................................................................................................... 31 5.4.3电子级磷酸 .......................................................................................................... 32 5.4.4三聚磷酸钠(五钠,STPP) .................................................................................. 32 5.4.5饲料级磷酸钙盐 ................................................................................................... 34 5.4.6食品级和牙膏级磷酸氢钙 ..................................................................................... 35 5.4.7其它特种磷酸盐 ................................................................................................... 36 5.4.7.1六偏磷酸钠 ....................................................................................................... 36 5.4.7.2次磷酸钠 .......................................................................................................... 36 5.4.7.4食品添加剂磷酸盐 ............................................................................................ 38 5.5其它磷化工产品 ....................................................................................................... 39 5.5.1塑料橡胶制品添加剂 ............................................................................................ 39 5.5.2水处理剂和稀土萃取剂 ......................................................................................... 39 5.5.3表面活性剂 .......................................................................................................... 39 5.5.4有机膦农药 .......................................................................................................... 40 六、全球性的磷化工行业整合和产业转移....................................................................... 40 七、行业内企业状况 ...................................................................................................... 40 7.1高浓度磷肥 .............................................................................................................. 40 7.2精细磷化工 .............................................................................................................. 41 八、结论: .................................................................................................................... 42

摘要:本文研究了目前中国磷化工行业的情况,对磷化工原料及产品、行业发展趋势作了一定程度的分析,提出了具有长期竞争力的企业应具备以下条件:1、 具有足够矿电磷资源,企业靠近主要市场,考虑物流成本的综合成本在全球具有竞争力。2、具有优良的产品品质和下游稳定客户,客户具有较大的更换成本。3、 瞄准需求高增长的产品和市场。4、具有技术创新和新产品开发能力。5、 优秀的管理团队和激励机制。从行业角度讲,磷肥行业长期将过剩,而精细磷化工的发展方向,应是稳定上游,延伸下游深度和宽度,在磷矿电一体化的基础上打开发展空间。

前言 磷化工行业情况

我国已成为全球第一大磷化工生产国,磷化工行业总生产能力超过1200万吨,产品品种(规格)约100个左右,产量为800万吨,其中生产能力在1万吨/年以上的有10多种。我国磷化工发展从以磷肥和黄磷为主的初级磷矿加工发展成为以黄磷深加工和磷酸精细加工为主的精细化工产业,产品的精细化和专用化将更加丰富。

我国已建立起较为完善的磷化工生产体系,从资源开采到基础原料的生产,从各种大宗磷化工产品生产,到精细的无机、有机磷化工产品的生产,已基本满足国内各行业的需求,并有大量产品出口。其中出口量较大的有黄磷、磷酸、三聚磷酸钠、饲料和牙膏级磷酸氢钙、次磷酸钠等,在世界贸易中占有重要地位。

我国磷化工行业已经形成了一定的规模和水平,部分骨干企业经过科研与开发,逐渐形成了自己的经营特色与品牌,建立了自己固定的销售渠道和长期客户群,形成了一定的竞争优势。有相当多的大型磷化工企业,尤其是云、贵、川、江、浙的磷化工发展速度较快,已经占领了大部分的国内区域磷化工市场,并向大量国外出口产品。

近年来,由于磷矿资源的日益紧张,以及生产磷化工产品所造成环境污染严重,使得磷化工产品的生产成本逐年提高,环保压力越来越大,对行业发展造成不利影响。世界主要磷酸盐生产国受此影响,生产萎缩,产量下降,大宗的基础磷化工产品生产呈现出从发达国家向发展中国家转移的趋势,而国外磷化工则逐步转向了新产品、新技术的开发和研究。

这些为我国磷化工产品大量出口提供了难得的机遇,近年来我国磷酸和三聚磷酸钠出口量均居世界首位。2008年出口的磷酸和三聚磷酸钠出口量分别为37.1万吨和56.2万吨,居世界首位。我国已成为主要的磷酸盐产品出口国。

不过,我国磷化工产品进入国际市场并非畅通无阻。从产品结构上看,我国磷化工产品目前主打品种是黄磷—磷酸—三聚磷酸钠以及通用的正磷酸铵,钠,钾,钙和偏磷酸钠、焦磷酸钠盐,这些产品的量占磷酸盐产品的绝大部分,而技术含量高,附加价值高的精细品种数量少,规格少,在整个磷化工产品中的比例很小。近十多年来,我国出口的磷酸、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等连年遭受国外的反倾销调查,销售价格很低,贸易摩擦不断。出口耗掉的磷资源折合成矿石每年有400万吨,但换得的效益并不多。

近年来,特别是2008年以来,化工行业经历了黄磷价格的狂涨,经历了钾盐价格的爆涨,还有全球都普遍关心的石油价格暴涨,这些都使我们深深的认识到,资源对于发展的极端重要性,没有自己的资源就无法保证国家的经济健康、稳定、持续的发展。例如,2008年间,硫黄价格在一年中几乎涨了8倍,这就对我国的硫酸工业和磷肥丁业造成了极大的冲击。许多大磷肥企业因为储备硫磺造成了很大的损失,整个2009年都非常难过。

当前国内外磷化工业的发展趋势,特别是我国磷化工行业发展有五大趋势:一是要构建磷化工循环经济产业链,实现可持续发展;二是产品结构向精细化、专用化发展;三是行业集中度不断提高;四是区域布局优化;五是注重技术创新。

淘汰落后产能是结构调整的重要任务。同时,新增产能也将被严格控制,提高准入门槛,遏制盲目重复建设。此外,也要着力培育新型产业,努力抢占未来经济发展的制高点,这是行业结构调整的重中之重。要着眼于未来国际竞争和可持续发展的需要,更好地发挥科技对经济增长的支撑作用,加快培育和发展精细、

高端、高附加值磷化工产品。特别是为高端产业如电子产业服务的磷化工产品。

磷化工行业的发展方向,必然是进一步提高产业集中度,使竞争优势向优势地区和优势企业集中。一方面横向兼并重组,整合市场资源,减少企业数量,提高产业集中度,另一方面纵向重组上下游相关企业,延长产业链,发挥资源配套优势,提高市场竞争力。鼓励有条件的企业走出国门,并购海外企业,扩大国际市场份额。企业兼并重组要真正实现资源的统筹配置,实现互利共赢。同时,磷化工及其配套化工产品的园区建设,也将得到长足的发展。

金融危机给我国磷化工行业带来了机遇。由于磷化工产品在出口市场上基本处于消费行业的中、低端市场,属于工业生产原料或日用消费必需的原料。因此,危机对磷酸盐产品在国外市场消费需求的影响有限,特别是有竞争实力的企业,完全可以通过加强管理,降低成本等措施,渡过难关。预计未来两年,行业中的大型一些骨干企业,由于拥有完整的产业链条,占有优势资源,在面对危机的挑战时可以做到应对有方,使企业的经营管理保持稳定,还可以利用这次机会对行业进行优化整合,进行产业结构调整。因此,经济危机既带来挑战也蕴藏着机遇。对于规模小,生产成本较高的中小企业,可以通过竞争促使企业向更有优势的行业转型,也可以通过科技进步,将企业转型向中高端市场发展,生产具有科技含量的精细磷酸盐和有机磷化工产品。

湿法磷精制技术是发展下游磷化工产品的基础技术,应积极研究国内外技术情况,适时引进技术,加快项目建设进度。同时依托磷矿资源优势,建设大型黄磷装置,对初级黄磷产品进一步加工精细磷化物和磷酸盐产品,以实现产品的升级。另外加大对磷肥副产品的利用,尤其是对氟硅资源的利用。大型企业的加入,将会使磷化工产业的发展形成更加完整的产业链,提高综合经济效益和环境效益。

磷化工产品的调整必须坚持效益第一的原则。磷首先是生命元素,它是作物生长的三大营养元素之一。因此磷化工最重要的应用首先将它用于使农作物增产方面,具体品种例如滴灌、喷灌用的高纯度磷酸一铵、磷酸二氢钾。各地的试验已证明它们对于农作物有很好的增产效果,远非常规化肥可比。。

磷酸盐化合物的另一个特点是能生产保护膜,具有阻垢、缓蚀等作用,并且具有无毒无害等特点,从这一点出发,应大力发展磷酸铝或者聚磷酸铝(含改性

物)防锈颜料。防锈颜料在造船、冶金建筑、化工设备等领域的重要性众人皆知,尤其是目前上述领域多使用含铅、钡、铬等重金属有毒化合物做防锈颜料。它们不仅危害操作工的健康,而且进入水体会污染环境,毒害生物,甚至通过生物链危害人类。如果改用磷酸铝系防锈颜料,就可以消除铅、钡、铬污染。

目前全世界磷化工的产品品种(不包括磷肥和农药)约200种,加上不同规格,总数达300种以上。生产能力约2700万t/a(以P2O5计),生产量以每年4%的速度增长。目前中国磷化工企业总数在500家以上,磷化工产品生产能力在600万t/a以上,年产量约400万t,生产80多个品种,100多种规格。从生产能力和产量上是世界磷酸盐大国,但却不是磷酸盐强国。由于中国有丰富的磷矿资源、水电资源,给中国发展以黄磷为原料的磷化工产品,特别是磷精细化工产品创造了良好的条件。在未来的几年中,世界磷化工的格局还将发生变化,重心将向中国转移。

目前中国磷化工产品仍以基本产品为主,主要为黄磷、磷酸、三聚磷酸钠,此3种产品产量都居世界第一,而磷精细化工产品只占4%。中国磷化工产品结构不合理,致使初级产品低价出口,其它行业所需的磷化工高级产品又高价进口,导致中国磷化工产品虽然在世界市场占有量大,但效益并不高,五氧化二磷的价值仅为国外产品的1/10-1/6。中国黄磷生产能力已近100万t/a,还在继续增加。

磷酸铵盐主要用作食品工业发酵和焙制品添加剂、医药工业抗菌素生产培养

剂、干粉灭火剂和阻燃剂,但要达到上述产品质量标准必须采用黄磷生产,对黄磷的需求量还将增加。磷酸一、二铵是近年中国发展最快的产品,并大量出口。2006年我国磷酸铵的产量为1172.77万吨,同比增长21.27%,2007年产量为1496.72万吨,同比增长20.72%,2008年上半年,产量为714.62万吨,同比增长20.72%。我国磷酸盐的数量也还将持续增长。2006年我国磷肥的产量为1226.42万吨,同比增长16.55%,2007年产量为1257.23万吨,同比增长8.5%,2008年上半年,产量为652.12万吨,同比增长4.01%,由此看来磷肥的产量增速变缓,主要是因为磷矿石缺乏以及磷肥价格持续下滑,不过由于美国从2006年开始陆续关闭和减产了一些磷肥装置,导致全球磷肥供应在2007年下半年出现了明显的紧张状况,磷肥价格暴涨。目前,国际磷肥价格在880~900美元/吨左右,国内出厂价为4100元/吨,执行新的关税,出口仍有10%左右的获利空

间。因此,对国内厂商而言,出口仍有吸引力。整体上,在限价作用下,磷肥价格上涨速度将减缓,但仍将继续稳中上行。

一、对中国磷化工产业的初步认识

1.1中国磷化工具有资源基础

广义的磷化工产业,包括了从磷矿石到下游磷肥和含磷各类化学品的整条产业链。磷是生物体内不可缺失的关键元素,多数磷化工最终目的的为生物提供养分。以产量来说,磷肥是最大的品种,占磷矿石消耗比例达到80%,行业竞争激烈。而下游的精细磷化工广泛用于食品饮料和工业各领域,具有消费品的特性,需求增长较为稳定。中国企业具有低成本磷矿石和低成本能源的两大优势,成为国际上主要的磷化工产品供应国。

全球磷矿石集中度比较高,目前磷矿石的资源价格并没有体现。中国和摩洛哥出口减少导致全球贸易量下降,但全球磷肥过剩,磷矿石价格短期内并不会大幅度上涨。中国磷矿石总储量世界第一,但丰而不富,平均品位在17%左右。随着高浓度磷肥产能的快速发展、高品位矿的大量低价出口,国内富矿显得供应紧张,预计2014 年左右将消耗殆尽。大量储量的低品位胶质矿的利用必将带来行业开采成本的上升。

我国正在通过行为和市场行为实施磷矿的整治,大型国有企业和行业优势企业将是主要的磷矿资源获得者,小型矿将逐渐关闭整顿,供应量的减少将导致短期磷矿石价格上升。随着行业集中度提高,磷矿资源分配完成和磷肥产能扩张速度放缓,磷矿石价格将逐渐稳定。

1.2高浓度磷肥:全球产能过剩难以消除

磷肥为低增长行业,全球需求增速在2%左右,发展中国家能达到4%。北美是全球主要的高浓度磷肥(DAP、MAP 和TSP 等)生产和出口地区,近几年由于主要的磷肥进口国中国和印度都在自建高浓度磷肥产能,导致全球产能过剩,尽

管美国美盛公司(占全球产能25%左右)不断关闭部分产能,由于中国、摩洛哥等地区利用磷矿石资源优势,中东等利用能源优势大量建设高浓度磷肥装置,未来全球性的产能过剩无法消除。

中国高浓度磷肥产能增加速度远远超过需求增长,企业存在销售压力。云南省把主要的磷肥资产全部装入云天化国际化工,使国内DAP 的行业集中度大幅提升,未来国内DAP 市场竞争状况可能略好于预期。

1.3精细磷化工:稳定上游,延伸下游深度和宽度是发展方向

磷化工分成热法(黄磷)路线和湿法精制路线,湿法精制磷酸成本低,能耗低,但技术要求和资本开支比较高;中国企业利用能源资源价格带来的成本优势,将磷化工产品逐渐推向国际市场。精细磷化工主要是日化产品、食品添加剂和电子级磷酸等为主,应用领域非常广泛,需求的周期性不明显,需求随着中国经济的快速发展增长迅速。中国精细磷化工主要和国际湿法精制酸路线的磷化工竞争,国内黄磷价格的大起大落曾使中国企业国际市场份额丢失,随着国内黄磷行业集中度提高,未来黄磷价格将变得稳定。目前中国的黄磷热法路线比欧洲国家的湿法路线在成本上占有优势,未来随着国内技术水平和产品层次的提高,中国磷化工产品能够实现双向发展,即国内替代进口,延伸下游,国际上扩大市场份额。

1.4在矿电磷一体化平台上打开发展空间

在目前中国的磷化工领域,我们认为具有竞争优势的企业应该是能够稳定上游原材料价格降低成本,以主力产品实现规模化效应,然后在下游特种磷化工领域具有一定的研发实力和技术创新力的企业。

1.5国内相关公司的分析

1.5.1澄星股份

江苏澄星磷化工有限公司于2000 年转型后,将自己定位于专业磷化工企业,并不断向精细化发展。目前形成了有40多万吨磷酸、4 万吨磷酸氢钙、12 万吨高纯磷酸、15 万吨三聚磷酸钠和2 万吨多功能磷酸盐的生产能力。共四十多个品种,生产工业级、食品级、药用级、试剂级、牙膏级等各种规格,是国内精细磷化工的龙头企业。

全球化视野:在磷化工行业的低端精细产品如三聚磷酸钠和饲料级磷酸氢钙走向大规模化和低价战略时,澄星及时抢占了牙膏级产品等技术和产品要求较高的高端市场,在产品精细化方面领先了一步。公司已经成为第一家牙膏级碳酸钙生产商、最大的综合性食品级磷酸盐生产基地、最大的高纯磷酸供应商。

牙膏级磷酸氢钙成为高露洁等国际知名牙膏商的固定供应商之一,牙膏磷酸氢钙占国内90%的有效份额。公司的食品级磷酸是可口可乐和百事可乐亚太区独家供应商,三聚磷酸钠是宝洁和汉高的供应商。公司变更供应商的成本很高,未来下游需求稳定增长。

澄星生产的准电子级高纯磷酸具有较高的技术水平,目前国内规模最大,主要出口日本和韩国,并开始打入市场,每年需求30%~40%以上高速增长。

获取上游,低成本竞争力:由于磷矿资源和西南地区电力供应紧张,国内黄磷价格波动导致公司盈利能力波动。2004 年开始公司在云南收购和兼并了8 个磷矿和东川(2 万吨/a)和弥勒(3 万吨/a)两个黄磷生产基地;同时澄星集团在弥勒建设了10.8 万KW 的水电站,于2007 年丰水期全线投产;在宣威建设了磷电一体化装置,包括3×5 万KW 火电和6 万吨/a 黄磷装置,2007年初投产。

集团在弥勒建设的水电站顺利运行后,公司弥勒黄磷工厂电价在0.25 元/KWh,公司在宣威火电的发电成本低于0.24 元/KWh。随着自产磷矿和煤矿能力提高以及黄磷尾气、磷铁等回收等措施,成本仍有下降空间,其磷化工产品在全球将具有成本竞争力。

重视研发,激励机制比较完善:公司每年在研发投入1000 万元左右,公司

还引进了一些国际化的研发人才。在法国罗地亚磷化工事业部解散后,公司计划引进其研究人员,进行一些新领域的精细磷化工产品的开发,在公司上游稳定黄磷成本以后,新产品的开发将是公期持续成长的动力。公司完全有潜力在矿磷电一体化的平台上,拓展产品的深度和广度。未来将开展国际化合作,将在磷化工下游领域,包括公司尚未进入的阻燃剂、催化剂和高端特种磷酸盐领域谋求发展。

公司为民营企业,股份公司高管和核心人员在持有集团的股份,相对激励机制比较完善。 澄星股份产品流程

1.5.2兴发集团

公司是国内规模最大磷化工生产企业之一,具有5 万吨黄磷、15 万吨磷酸、26 万吨三聚磷酸钠(五钠)和6.6 万吨六偏磷酸钠(六偏)产能规模,国内规模最大,公司磷化工产品线比较丰富,还拥有次磷酸钠、5000 吨高纯度五硫化二磷、1.2 万吨牙膏级磷酸氢钙和1 万吨焦磷酸钠等产品。

国内五钠和六偏竞争比较激烈,公司具有部分磷矿和水电自给,盈利相对稳定,公司目前正致力于在磷化工的上游和下游寻求新的发展方向和盈利增长点。

目前公司黄磷自给率达到70%、电力自给率达到50%。公司目前是国内最大的三聚磷酸钠(五钠)、六偏磷酸钠(六偏)和二甲基亚砜生产企业,其中三聚磷酸钠2005 年产量和出口量国内排名第一,六偏磷酸钠产能世界最大。

磷矿资源是最大亮点:公司地处湖北省宜昌市兴山县,是中国主要的磷矿资源基地之一,公司拥有瓦屋磷矿、马家湾磷矿和武山磷矿3 个矿区,总计储量7600 万吨。

电力成本和其它成本有下降空间:公司所处兴山县水力资源丰富,是全国有名的水电明星县。公司依托当地的水力资源,兴建和收购了一批水电站。目前,拥有水电站13 座,装机容量10 万千瓦,每年发电量达到4 亿KWh左右,可满足公司黄磷生产所需电力的50%,公司自发供电成本平均在0.2 元/度,而外购电力成本在0.45元/Kwh。

公司2007 年和2008 年建设部分大型水电站,使电力自给程度继续上升。同时兴山县地处三峡库区,公司正在申请“三峡库区”电力优惠,如果成功,外购电价将下降0.1 元/Kwh 以上。

建有4.5 万吨/年湿法磷酸精制装置,未来逐渐用于五钠和六偏,成本有望比原来热法降低500~1000 元/吨。

运输主要通过长江,三峡大坝通航后运输成本有望有所下降。

黄磷尾气用于五钠生产和次磷酸钠废液联产饲料级磷酸氢钙等循环经济回收方面也做得相当出色,未来计划通过循环经济降低成本近2000 万元。

较强的新产品开发能力:公司在五钠、六偏和次磷酸钠产品有一定的品牌知名度,五钠客户主要供应宝洁、联合利华、汉高、立白等国内外公司。公司食品级五钠和六偏的毛利率较高,分别达到22%和25%,比工业级毛利率高7~8 个百分点,未来将加大食品级产品的市场拓展。

在新产品开发方面有一定能力,近几年公司开发了二甲亚砜(DMSO)、碳酸二甲酯(DMC)等产品。公司在宜昌猇亭设立了有机膦生产基地,计划生产双甘膦等低毒广谱除草剂等产品。

二、磷化工产业链

广义的磷化工产业,包括了从磷矿石到下游磷肥和含磷各类化学品的整条产业链,以产量来说,磷肥是最大的品种,占比例达到80%,而以品种来说,下游的精细磷化工应用广泛,以黄磷和磷酸为基础,包括磷酸氢钙、三聚磷酸钠、五氧化二磷、六偏磷酸钠和其它磷酸盐。一些精细磷化学品如食品级磷酸、食品级和牙膏级磷酸氢钙等广泛应用于饮料、饲料、化妆品和牙膏等领域,三聚磷酸钠大量用于洗涤剂的生产,含磷阻燃剂、防蚀剂和电子磷化学品等近几年发展也很迅速。由于中国在磷矿资源和能源方面的成本优势,目前中国磷化工企业达到500 家,磷化工生产能力在600 万吨/年以上,实际年产量约400 万吨,成为世界第一大磷酸盐生产国。磷化工产品已经占到全球总量的50%以上,其中黄磷、磷酸和三聚磷酸钠的生产能力均居世界第一位。

除了洗涤剂和工业应用之外,大多数的磷产品的最终用途是为人体提供营养元素,磷元素是人体最重要的元素之一,比如遗传信息的储存和传递通过磷酸与核苷生成核苷酸,核苷酸生成核酸,核糖核酸和脱氧核糖核酸是重要生命遗传基因物质;能量代谢与腺苷磷酸,腺苷三磷酸(ATP)、腺苷二磷酸(ADP)、腺苷一磷酸(AMP)储存和传递能量;腺苷磷酸参与各种需能过程,如生物合成、养分的主动吸收及植物体内同化物运输等。几乎任何有意义的代谢反应都通过磷酸盐衍生物进行。

随着中国产品结构的不断调整,磷化工也逐渐由粗放型向精细化发展。磷化工产品是资源型产品,而中国磷化工资源2/3 是在西部地区。中国已经发展成为全球最大的黄磷生产国与出口国,并且在精细化道路上已开发出牙膏级、电子级和专用级的磷化工新产品。

图1:磷化工产业链

图2:中国和世界磷化工产业分布比例(以磷矿消耗估算)

图3 全球磷资源消费结构

三、磷矿石是稀缺的不可再生资源

3.1相关产业

磷矿资源属于不可再生资源,对于磷矿资源的开采国家制定了一系列的保护措施,禁止无证开采,越界开采,依法设置探矿权、采矿权,建立矿业权交易制度。同时,国家也加大了磷矿资源的规范和整治,坚决关闭破坏环境、污染严重、不具备安全生产条件的矿山企业。对于矿产资源的开发,提出了“在开发中保护,在保护中开发”的方针,鼓励矿山企业依靠科技进步和科学管理,提高采选综合回收率。对于磷矿石资源的出口,国家采取了一定的措施,今年通过不断的提高磷矿石的出口关税以出口。自2009 年1 月1 日起对磷矿石的出口实行出口配额许可证管理,2009 年磷矿石的出口配额总量为150 万吨,约为全国总产量的3%,出口也表明了国家对磷矿石资源的保护。

我国几个主要的富磷省份对磷矿石的开采制定了一系列的措施,以保护和规范磷矿石资源的开发利用。

云南省针对省内磷矿资源集中区勘查、开发布局不合理,小勘查、小矿山数量偏多等现状,要求新建露天开采矿山设计规模必须达到50 万吨/年以上。2008 年底前,开采规模达不到15万吨/年的矿山予以关闭;2010 年底前,开采规模达不到50万吨/年的矿山予以关闭。新建擦洗脱泥装置处理能力必须达到30 万吨/年以上,2010 年底前关闭30 万吨/年以下的装置。新建浮选装置的处理能力不得低于30 万吨/年。

为规范磷矿采选秩序,提高资源开发利用水平,实现磷化工产业可持续发展,贵州省要求在开阳洋水矿区、瓮福矿区和织金矿区新建磷矿山的设计生产规模必须达到50 万吨/年以上,其余区域必须达到10 万吨/年以上。新建浮选装置的处理能力不得低于10 万吨/年。采矿回采率:露天采矿大于98%,地下采矿大于67%;采矿贫化率:原则上不得高于5%。浮选装置选矿回收率:平均入选矿石品位大于20%时,回收率不低于80%;平均入选矿石品位大于24%时,回收率大于85%。

湖北省为加强磷矿资源的开发管理,合理利用和保护磷矿资源,提高磷矿

资源开发利用效益,湖北省严格控制磷矿采矿许可证的审批发放,对于矿山开采规模小于10 万吨/年的矿山企业,限期三年内整改,到期整改仍达不到要求的,应责令其关闭。要求矿山企业必须兼采。对磷矿石(粉)实行凭准运单运输的准运制度,准运单由采矿权人到矿山所在地经委免费领取,随货备查。任何单位和个人不得收购和运销无证开采所生产的磷矿石及磷矿产品。

同时,湖北省规定在省内从事磷矿石开采的企业和个人必须按规定缴纳磷矿石价格调节基金,征收标准按销售价格确定,即:吨销价达200 元以上的按15%征收;吨销价100-199 元的按5%征收;吨销价100 元以下的免征。对出口的磷矿石应单独核算,未单独核算或暂不能准确提供出口数量、销售价格的,一律按20%的征收标准。

3.2磷矿石资源具有稀缺性

据美国地质调查局统计,全球磷矿石经济储量180 亿吨,基础储量500 亿吨( 经济储量是指开采成本低于35 美元/吨的磷矿,基础储量是指开采成本低于100 美元/吨的磷矿), 主要分布在非洲、北美、亚洲、中东、南美等60 多个国家和地区,其中80%以上集中分布在摩洛哥、美国、南非、约旦和中国。按基础储量摩洛哥位居第一位,中国居第二位,美国居第三位。

表一 全球磷矿资源储量(百万吨)

图三 全球磷矿石经济储量(百万吨)

目前世界上共有30 多个国家生产磷矿,生产能力约为1.72 亿吨,产量约1.67 亿吨。主要生产国有美国、摩洛哥、中国和俄罗斯,四国的产量约为总产量的67.6%。按照全球每年消耗1.67亿吨磷矿石计,目前全球磷矿的经济储量仅够开采108年,虽然基础储量可够开采300年,但是开采成本要大幅提升。随着现有经济储量内的矿石不断消耗,磷矿石的品味会不断下降,2000年世界磷矿石品位为31.4%,2006年为30.9%,下降了0.5%,因而我们认为随着磷矿的大力开发,高品位的磷矿将越来越少,未来可经济开采的磷矿尤其是品位高于30%的富矿的稀缺性将进一步凸显。

3.3我国磷矿石资源分析

据中国地质调查局的调查,我国磷矿的可采储量21.11亿吨,基础储量40.5亿吨,资源量127.32亿吨,属于磷矿相对富有的国家。我国的磷矿石分布相对比较集中,主要储量分布于云南、贵州、湖北、四川和湖南。

表二 我国磷矿资源储量分布(亿吨)

与世界上磷矿储量丰富的国家相比,我国磷矿资源特点是中低品位矿多,富矿少。据了解,俄罗斯、摩洛哥、美国以及非洲的一些国家都是富矿汇集的地区,这些地区的磷矿品位一般都在30%以上,有的甚至达到39%。但我国90%以上的磷矿品位低于26%,平均品位仅为16.85%,是世界上磷矿石平均品位最低的国家。由于我国磷矿大多出产中低品位矿石,除少数富矿可直接作为生产磷复肥和黄磷的原料以外,大部分矿石需经选矿才能利用,选矿成本较高。

表 三 中国主要P2O5 大于30%的磷矿富矿矿区

2007 年我国磷矿石产量4500 万吨,同比增速放缓,主要是由于我国各级加大了对磷矿资源的整顿力度,关停了中小产能的矿山。预计今年的产量将达到4800 万吨。按每年消耗磷矿石4500 万吨,矿山的回采率80%计算,我国现

有的磷矿资源可采储量只够使用37.5 年,磷矿资源的稀缺性由此可见一斑。

四、磷酸工艺决定成本

磷酸处于磷化工产业链的中游,是主要的中间产品,主要用来生产精细磷化工产品和磷肥。在国内生产精细磷化工产品主要采用热法路线,即磷矿石—黄磷—磷酸—精细磷酸盐,磷矿石—黄磷—三氯化磷、五氯化磷、三氯氧磷—精细磷化合物,生产磷肥采用湿法路线,即磷矿石—磷酸—磷肥。

4.1 磷酸的生产工艺分析

4.1.1 热法磷酸

热法磷酸的生产原理:热法磷酸是在一定温度下,在电炉中用焦碳还原磷矿石,制得黄磷,再将黄磷燃烧氧化,制得P2O5,经水化吸收制取磷酸。

优点:由于制备黄磷过程中,金属离子无法在黄磷生产过程中还原和挥发,因此,热法磷酸纯度高,杂质少,主要用于高品质磷酸及磷酸盐的生产,如医药级、食品级、电子级磷酸以及特种磷酸盐。

存在的问题:黄磷燃烧的热能未得到充分回收与利用,单位产品能耗偏高,一吨黄磷耗电量约为1 万5 千度;一氧化碳尾气排放等环境污染严重;国内热法生产的磷酸盐产品附加值低。总体而言,尽管热法磷酸纯度高,能满足制取高纯度磷酸的要求,但从长远看,由于生产黄磷能耗高,污染大,如在矿电一体化和尾气利用技术上没有突破,热法磷酸技术将会面临严重困难。

4.1.2 湿法磷酸

湿法磷酸的生产原理:湿法生产是用强酸如硫酸与磷矿石直接反应后进一步净化得到磷酸产品。在酸分解磷矿的过程中,磷矿中的杂质随同反应过程进入了磷酸产品(如Mg2+、Fe3+、Al3+、K+、Na+等等),酸中杂质含量较高,其主要

用途是直接用于化肥的生产。

优点:国外湿法制酸技术已比较成熟,国外净化湿法磷酸的质量已达工业级、食品级标准,能与热法磷酸的纯度相媲美,同时湿法技术的环保压力较小,在硫酸价格走低后,湿法将具有一定的成本优势。

存在问题:磷酸的生产,需要大量的硫酸,生产成本受硫酸价格影响大,1 吨磷酸(折100%P2O5)约消耗3.7 吨磷矿石和0.9吨硫磺,这两者约占湿法磷酸生产成本的70%左右;对矿石的品位要求高,而国内磷矿石以中低品位为主,需要经过选矿;湿法酸的杂质多,需要进行净化后,才能生产精细磷化工产品。

目前,尽管国外采用先进湿法磷酸净化技术制得的高品质磷酸的质量能与热法磷酸的纯度相媲美,但其严格控制该技术向中国的转让,而我国国内的净化技术尚不成熟,但未来湿法磷酸将是我国制酸技术的主流发展趋势。

4.1.3 窑法磷酸

窑法磷酸的生产原理:先用焦炭把磷矿中的磷还原成气态元素磷,进而氧化和水合成磷酸。窑法是在同一设备内完成磷的还原和氧化的全过程,并且充分利用了磷氧化时所放出的热量。

优点:可直接利用中低品位磷矿石制磷酸;生产过程中的热能可以循环利用,使总能耗大大降低。

存在问题:对磷矿石中钙和硅的含量要求较严格,CaO/SiO2 摩尔比要等于0.3。工业化的生产尚未能展开,技术稳定性尚需要检验;窑渣综合回收利用尚无经济上具有竞争力的技术方案,有待研究开发生产高附加值的副产品。

窑法磷酸工艺实际上是用一般的生产设备和中低品位磷矿石来生产高质量、高浓度的磷酸。与电炉法磷酸相比,其能耗大大降低;与湿法磷酸相比,它不受硫资源,矿石品位要求不高,具有生产工序简单,投资较少,产品酸浓度高,质量好的特点。

4.2 磷酸生产工艺的综合对比

4.2.1 技术层面

目前国内热法制酸技术最成熟,所制酸纯度最高,杂质少,可用于制精细磷化工产品,但能耗和污染比较大,西方国家已停止使用该技术。

湿法制酸技术较为成熟,是国际上主流的制酸法,国内用湿法制肥的技术也已经成熟,但湿法酸的净化技术在国内还不成熟,尚未工业化推广。生产过程中产生的磷石膏,如何处理也是湿法磷酸行业面临的重大问题。

窑法制磷酸的技术刚刚在推广期,适合中低品位矿石直接制酸,但窑法酸对磷矿石有一定的选择性。窑法酸所制的酸品质略低于热法酸,好于湿法酸。在国内磷矿主要是中低品位的情况下,窑法制酸有比较好的前景。

4.2.2 层面

关于磷产业,国家支持发展的项目包括:鼓励发展与磷矿开采相配套的中低品位磷矿资源浮选项目;鼓励采用新技术进行商品磷酸生产及分级利用项目;鼓励湿法商品磷酸净化分级利用项目;鼓励以黄磷为原料就地深加工项目,利用商品磷酸从事精细磷酸盐(铵盐除外)产品生产项目;以磷肥或其他磷化产品为原料的复混肥、特种肥项目。

国家和地方发展的项目包括:新建的单一湿法商品磷酸生产项目;新建的高浓度磷复肥(含磷酸一铵、磷酸二铵、重钙)项目,湿法路线的饲料级磷酸氢钙项目;新建或扩能改造黄磷、过磷酸钙、钙镁磷肥生产装置的项目。

4.2.3 投资层面

热法制磷酸的主要投资在于电炉装置,目前装置设备等国内都比较成熟,每万吨黄磷的投资约1 亿元。由于黄磷产能已过剩,新扩建黄磷装置受到严格控

制。由于黄磷的生产要消耗大量的电力,吨黄磷耗电量约15000KWH,因此黄磷只适合在水电丰富的地区投资建设。

湿法制磷酸的主要投资包括:中低品位磷矿石的选矿设备、硫磺制酸设备(如生产地有烟气酸配套,可省去该项投资),制磷酸设备,在使用国内技术的情况下,万吨酸的总投资投资额约为3-4 千万元。如果引进国外先进的湿法酸净化技术及装置,投资将大幅增加,参考贵州瓮福10 万吨装置数据,每万吨酸投资约1 亿元。

窑法磷酸的主要投资包括回转窑,球磨设备、收酸设备等。按目前设计,5 万吨酸装置投资约2 亿元,每万吨酸投资约为4千万元。窑法磷酸装置尚未工业化推广,成规模后投资能有所降低。

4.2.4 成本层面

热法制磷酸的主要成本主要由电,磷矿石,及焦炭组成,先是将磷矿石中的磷还原成磷单质,即黄磷,然后再用黄磷制磷酸。

目前黄磷的成本主要在矿石和电力环节,只有拥有上游资源的黄磷企业才能得以维持。

湿法制磷酸的主要原料包括磷矿石和硫酸。目制一吨磷酸(100%P2O5)需硫酸约3 吨。湿法产业链中主要利润在磷矿石,磷酸及磷肥的利润受硫酸价格的影响大。

窑法磷酸的主要成本由磷矿石,无烟煤、硅石等组成。磷矿石可直接使用中低品位磷矿,磷矿石消耗:按100/矿石P2O5 含量/80%回收率推算,硅石消耗:按球团CaO/SiO2 摩尔比=0.3推算,一般为磷矿石量的70%-100%(视磷矿石中SiO2 含量不同而不同);无烟煤或焦粉消耗:2.45 吨/吨P2O5;电力消耗:1000-1200KWh/吨P2O5;新水消耗:15 吨/吨P2O5。

按目前的原料价格计算,湿法磷酸的生产成本已经可能低于热法磷酸的生产成本。在硫磺价格大幅价格下跌之后,湿法磷酸的优势已经明显的体现出来了。由于湿法磷酸具有如此大的成本优势,我国的一些磷化工企业和一些科研院所已经投入湿法磷酸技术的研发,随着技术的突破,未来热法磷酸将在一定程度上被

湿法磷酸所取代。

窑法磷酸的成本略高与湿法磷酸,目前窑法磷酸的技术尚不成熟,依然处于工厂试生产阶段,但窑法磷酸对磷矿石的品味要求较低,使得该技术在我国具有广阔的发展空间。

表五 磷酸生产原料消耗比较(以吨P2O5 计)

表六磷酸生产成本比较

五、一体化和精细化使磷化工产业向中国转移

磷化工分成热法(黄磷)路线和湿法精制路线,湿法精制磷酸能耗低,资

源利用率高,但技术要和资本开支比较高;中国的矿电磷一体化企业的热法磷酸比湿法精制酸更具有成本优势。精细磷化工主要是应用领域非常广泛,需求随着中国经济的快速发展增长迅速。中国精细磷化工主要和国际湿法精制酸路线的磷化工竞争,国内黄磷价格的大起大落曾使中国企业国际市场份额丢失,随着国内黄磷行业集中度提高,未来黄磷价格将变得稳定。未来随着中国技术水平的提高和产品类别的增加,中国磷化工产品能够实现双向发展,即国内替代进口,延伸下游,国际上扩大市场份额。

5.1黄磷

黄磷是典型的资源产品,循环经济有利于成本降低,黄磷是国内几乎所有精细磷化工产品的源头。一般磷化工产品都由黄磷生产,下游产品如磷酸、三聚磷酸钠、六偏磷酸钠等产品价格都随黄磷价格波动,黄磷成本约占磷酸生产成本85%,三聚磷酸钠的60%。

黄磷通过磷矿石、硅石、焦炭在电炉中还原得到,生产成本主要由电耗和磷矿石消耗决定,由于矿石成分的不同,磷矿石含量高的矿相对电耗较低,而硅石消耗则可能较高。从贵州磷酸盐厂的实践来看,黄磷炉装置规模对电耗的影响不是很大,部分国产化的万吨以上黄磷炉由于设计上的问题,消耗并没有比5000t/年的黄磷炉更具成本优势。

对于没有磷矿资源和外购电的黄磷企业而言,磷矿石价格和电力价格的上扬,使成本迅速升高,国内最大的黄磷企业马龙产业在2006 年出现了亏损。

由于黄磷高消耗的自然属性,对于黄磷企业而言,除了努力获取上游资源外,节能降耗和废弃物循环利用是未来的重要课题,比如矿前处理和炉内改造可大幅减少电耗和矿耗;每吨黄磷产生3000m3 尾气,尾气中含有85~90%的一氧化碳气体,可用来生产甲醇、DMF 等化工品或发电;黄磷废渣可用作水泥原材料等。

图四 黄磷生产的原材料消耗和成本结构

5.2热法磷酸与湿法磷酸的竞争——矿磷电一体化设置了企业竞争力平台

国际上磷化工有两条路线,一条是湿法精制磷酸路线,即将磷矿石和硫酸生产出粗磷酸,再将磷酸精制净化(一般采用有机溶剂萃取)得到高纯磷酸,然后进行下游深加工;另外一条是热法磷酸路线,即将磷矿石加工成黄磷,黄磷制成磷酸。湿法精制磷酸没有黄磷生产中的大量电耗,变动成本低,资源利用效率高,目前是发达国家的主流生产工艺。

1980 年代,黄磷的产能集中在美国、俄罗斯、哈萨克斯坦、西欧和中国,由于环保要求逐渐严格和能源价格上涨,发达国家逐渐被湿法磷酸替代或向中国等进口黄磷。而中国凭借磷矿石资源和西南地区的水电优势带来的成本优势,成为全球最大的黄磷供应国,目前黄磷企业达到120 多家,总产能达到160 多万吨/年,占全球产能的70%以上,俄罗斯和哈萨克斯坦由于能源价格较低,也有一些黄磷产能。

湿法精制酸的变动成本低于热法40%,我们测算的美国Potashcorp 湿法精制磷酸工厂的生产成本大约为292 美元/吨,处于国际湿法精制酸最低端,主要是Potashcorp 自备磷矿石成本很低,同时加拿大硫磺成本全球最低,根据British Sulfur 的统计,国际上湿法精制酸的平均成本在350 美元左右。欧洲Ecophos 公司测算的湿法精制酸成本为340 美元/吨,湿法三聚磷酸钠成本在540 美元/吨左右,相当于黄磷9500 元/吨的水平。

中国的湿法磷酸相对于国内的低成本的热法磷酸并没有明显的成本优势,根据四川大学钟本和教授的测算(无机盐工业2006/2),国内溶剂萃取法湿法磷

酸成本在3300~3400 元/吨;云南省化工研究院的刘江林等测算的化学沉淀法生产成本在3260 元/吨。这样的湿法制造成本和中国热法磷酸的成本平衡点在黄磷价格10800 元/吨左右。对于国内磷电一体化企业(拥有磷矿和自备电厂),黄磷成本在7800 元/吨左右,相当于磷酸成本2330 元/吨。

但是,要达到超高纯的磷酸品质要求,湿法精制酸深度提纯难度更大,成本反而高于热法磷酸,日本的电子和半导体磷酸基本全由高纯黄磷加工或热法高纯酸再深加工而来,这也是中国黄磷和高纯热法酸大量出口的原因。我们认为,中国湿法精制和国际上比较具有相对劣势,不会全面取代热法磷酸,主要理由是:

(1)欧洲和美国的湿法装置磷矿的物流成本比较低,我国的磷矿区域则远离海岸线,而主要磷酸市场都在沿海地区,由于磷酸本身附加值不高,物流成本导致在矿区生产湿法磷酸成本上优势并不明显。同时中国磷矿分布区基本上缺乏硫铁矿或硫磺供应(磷酸的另一原料硫酸的原料),而北美企业具有低价硫磺优势。

(2)目前湿法精制磷酸技术都需要引进,10 万吨级技术引进成本在1000 万欧元左右,每吨磷酸的技术成本在50 元以上。湿法精制磷酸主要采用的有机溶剂萃取技术,对部分有机溶剂要求较高,可能需要进口。

(3)总体来说中国磷矿的品位较低,平均品位在23%左右,而摩洛哥矿的平均品位达到33%以上,相对粗磷酸成本较低;同时中国矿有机杂质高,国外矿重金属杂质高,对于有机溶剂萃取的湿法精制技术处理重金属杂质效果更好。

贵州宏福引进以色列技术的5 万吨/年湿法精制酸装置已经投产,据专家估计其不含税成本不低于2600 元,和9000 元左右黄磷热法磷酸接近,但品质尚未达到食品级水平。六国化工计划引入Prayon技术合资建设一期8 万吨湿法精制酸装置,但产品品质和成本仍需观察。中国湿法磷酸有望在离矿比较近的区域得到发展。

中国在吸收美国经验情况下自主研发的CDK 窑法工艺,将磷矿石还原、磷酸生产和热量转换在窑体内完成,万吨级装置已经突破,实现节能35%,成本大幅下降。如果未来在工艺改进和产品纯度方面有进一步提高,也可能是一种具有中国特色的经济性路线。

图五 国际湿法精制酸成本比较

表七 欧洲Ecophos 公司测算的湿法三聚磷酸钠成本(美元/吨)

图六 中国磷酸和黄磷出口均价变化

5.3竞争激烈,电力自给将使行业成本下降

2003 年由于西南地区供电紧张,黄磷限电导致开工率下降,引起国内黄磷价格大幅攀升,2004年上半年最高达到20000 元/吨,生产企业的高毛利率吸引了大量新建产能,2005 和2006 年新增产能达到50 万吨以上,随着电力供应的平稳,黄磷产能出现了过剩,黄磷价格开始暴跌。同时产品价格上升和2005 年20%出口关税的征收使出口量迅速下降,哈萨克斯坦和俄罗斯的出口量有所增加,中国磷化工的市场份额有所下降。

2004 年和2005 年中国黄磷价格的大幅波动使国际上湿法磷酸产能利用率有所上升,也使哈萨克斯坦等黄磷生产国市场份额上升,这是我国包括黄磷在内的几乎所有磷化工产品出口量有一定幅度下降的原因。同样黄磷价格上升也使没有黄磷自供的磷化工企业盈利大幅度下降。从黄磷价格和企业毛利率关联来看,兴发集团由于部分自供黄磷,产品毛利相对比较稳定,而澄星股份的磷酸盐毛利和黄磷价格基本反向。

未来来看,大量没有磷矿石、水电资源或自备电厂的黄磷企业将逐渐退出市场,留下的是规模较大或者拥有资源的企业。短期来看,电价(如云南对高能耗产品采取差别电价)和磷矿石价格上涨带来行业成本上升。中长期看,由于下

游磷化工产品中最大的三聚磷酸钠增量不大,再加上湿法磷酸的部分替代,未来黄磷的总体需求增长不大,由于黄磷企业纷纷寻求电和磷矿石资源,行业成本将有所下降。同时云南湖北都设定了《黄磷企业准入标准》,减少新进入者,淘汰规模小的黄磷炉和企业,行业集中度逐渐提高,黄磷价格将变得稳定。

图七 中国黄磷出口量和出口均价反向

图八 澄星股份和兴发集团磷化工产品毛利率和黄磷价格的关系

5.4磷酸需求增长迅速

5.4.1工业磷酸

工业级磷酸可直接用作铝材抛光剂、钢铁防锈剂、磷化剂、金属清洗剂、电子行业蚀刻剂、有机合成催化剂、精密电镀和工业水处理剂等。中国电子、金属加工制造业和机械装备业的快速发展也带来了工业用酸需求的快速增长。同时中国低成本的高质量热法磷酸还大量出口,我们预计在中国工业领域磷酸需求增长在10%以上。

包括磷肥用酸在内的磷酸生产,全球主要在北美、中国和非洲地区,全球过去7 年磷酸产量复合增长率为3%,东亚(主要是中国)的产量复合增长率达到28%。由于工业需求旺盛,全球磷酸产能利用率还在上升通道,据British Sulfur(英国硫磺)预测,由于部分化肥用磷酸装置的关闭,全球磷酸开工率上升势头将保持到2009 年。

中国有热法磷酸产能约230 多万吨,产能利用率取决于黄磷供应和黄磷成本,产品价格和黄磷价格走势基本一致,但相对下游需求范围较广,波动没有黄磷剧烈。

图九 全球磷酸产量分布

图十 全球磷酸开工率

5.4.2食品级磷酸

从1998 年到2005 年中国碳酸饮料消费的平均增长率达到12%,预计06 年可乐消费量可达850万吨。在食品加工中一般添加0.3~0.5%,在可乐中添加0.06%。2006 年碳酸饮料中食品级磷酸消耗量达到0.6~0.8 万吨。中国食品级磷酸总需求达到20 万吨以上,饮料食品行业的持续增长将进一步带动食品磷酸的需求。加上出口的需求,我们预计未来需求增速可达15%左右。

食品级磷酸广泛用于可乐、啤酒、糖果、色拉油、乳制品等食品行业的酸味剂、酵母营养剂以及其他日用工业中的添加剂。用于面包烘焙、果蔬罐头的特色保水剂,抑制微生物生长,延长保质期;用于饮料、果汁、可可制品、乳酪和食用油等之中。可用于干酪涂味的乳化作用和酸化。与抗氧化剂并用,可防止猪油等动物性脂肪及其制品的氧化性酸败;还可用于蔗糖精制。

5.4.3电子级磷酸

中国IT 和电子行业近几年高速增长,带来电子级磷酸(杂质含量低于10-6)需求的快速增长,近年来中国液晶显示器和相关电子行业的蓬勃发展,全球LCD产量过去3 年复合增长率达到30%,未来3 年我们预计复合增长率达到15%以上,同时液晶显示器显示屏(LCD)的尺寸不断加大(六代线是五代线面积的2 倍多),高纯磷酸的用量也成倍增加。由于国内企业技术没有完全突破,基本上依赖于进口。高纯磷酸盐是荧光材料的主要原料,为了满足高清晰彩电和电脑,需要开发新型荧光粉材料。

在高纯磷酸方面,在10500 元/吨黄磷价格下,中国热法磷酸比诸国际上的湿法磷酸具有成本优势,同时热法磷酸中的杂质比湿法精制酸更容易深加工。、日本和韩国磷酸企业从中国进口高纯度的磷酸(准电子级,杂质含量低于10-6),深加工成为电子级、半导体级磷酸再出售,附加值大大提高。日本化学由于LCD 蚀刻方面的需求,高纯磷酸装置从3 万吨/年扩到6 万吨/年,初级磷酸需要增加进口。我们预计热法高纯磷酸的出口需求仍将维持高速增长,以澄星股份的出口情况来看,高纯磷酸的出口需求增速未来我们预计可以在20%以上。

尽管磷酸的价格跟着黄磷价格波动,但毛利率比较稳定,维持在15%~20%,而高纯磷酸则由于技术含量较高,毛利率一直保持在30%以上。这也是澄星股份磷酸盐毛利随黄磷价格波动较大,而磷酸毛利相对稳定的原因。

四川成洪开发出电子级磷酸,六国化工引进国外技术的湿法精制酸中据称将有万吨级电子级磷酸,但据我们了解这些产品纯度要达到完全电子级的水平有一定难度。

5.4.4三聚磷酸钠(五钠,STPP)

洗涤剂应用。三聚磷酸钠具有良好的络合金属离子能力,它能与钙、镁、铁等金属离子络合,生成可溶性络合物,能软化硬水。还具有一定有机物表面活性剂的性质,在工业冷却水处理、建筑、食品、日用化工、制革、造纸等领域用途广泛,其中合成洗涤剂的消费量占总消费量的50% 以上。 随着我国合成洗涤

剂生产迅速发展,我国三聚磷酸钠产量和表观消费量增长较快。1990 年我国三聚磷酸钠产量只有 20 万吨,2002 年增长到94.23 万吨,12 年间年均增长率为13.8%。近几年来,许多环保专家认为含磷洗涤剂是污染水环境的重要因素,国家环保总局推出的“禁磷”令(推广无磷洗涤剂),先由“太湖”和“滇池”区域开始,到目前全国性的“禁磷”活动。发达国家则认为60%以上的湖泊磷来自于农田施肥以及农药施用导致生物链失调引起湖泊富营养。

从我国洗涤剂行业的发展规划来看,我国洗涤用品到2010 年将发展到500 万吨/年的水平,三聚磷酸钠规划需求将达到63 万吨/年水平。从无磷洗涤剂规划发展来看,由于4A 沸石和二偏硅酸钠等替代物供应量较低,不足以满足全国无磷洗涤剂的需求,同时由于无磷洗涤剂的去污能力要比含磷的洗涤剂降低10~20%左右,在一定程度上影响了消费者对无磷洗涤剂的接受程度。短时间内,三聚磷酸钠的需求减少会是一个缓慢的过程,同时出口的增长(10%左右每年)将是未来消化产量的一个重要方向,我们预计三聚磷酸钠的总需求将保持在80 万吨左右。

全球来看,三聚磷酸钠全球需求量在150~200 万吨左右,市场每年增长率在3%左右,2004 年以来中国企业出口量的减少和市场份额的萎缩主要是由于国内黄磷价格大幅波动,导致国内生产企业成本高于欧洲和南美的湿法磷酸企业,湿法三聚磷酸钠的开工率上升以及哈萨克斯坦等黄磷出口增加导致国内企业市场份额的下降。随着国内黄磷价格的降低和稳定,中国在全球的市场份额将逐渐增加。

食品中应用。在食品工业中主要用于罐头、奶制品、果汁饮料及豆乳等的品质改良剂;火腿、午餐肉等肉制品的保水剂和嫩化剂;在水产品加工中不但能起到保水和嫩化,而且起膨胀和漂白的作用;在蚕豆罐头中可使皮豆软化;也可作为软水剂、螯合剂、PH 调节剂和增稠剂以及啤酒行业中。三聚磷酸钠在食品加工中一般添加0.3-0.5%,在水产加工中最大量为3%。

三聚磷酸钠还能用在水处理、粘土处理和铜矿加工中。

国内供应。中国现有的五钠产能达到200 万吨以上,在国内成本上升和前几年“禁磷”带来的需求萎缩,产能出现过剩,高成本企业已经开始退出市场,未来行业集中度将逐渐上升。目前单纯加工五钠的企业毛利很低,主要的生产企

业一般具有低成本的黄磷企业。

图十一 北美三聚磷酸钠应用分布

图十二 中国五钠表观消费量、出口量和合成洗涤剂产量

5.4.5饲料级磷酸钙盐

作为动物饲料中的钙补充剂,主要有3 种:磷酸氢钙(DCP)、磷酸二氢钙(MCP)和脱氟磷酸钙(DFP),其中DCP 是最广泛使用的产品。过去7 年中,全球饲钙需求复合增长率达到5.3%;欧洲大规模爆发疯牛病和口蹄疫后,肉类加工厂逐渐放弃了传统的用骨粉和肉类做饲料添加剂的习惯,开始转向磷酸氢钙,复合增长率也达到7.5%;中国由于国内饲料工业发展迅猛,出口增速很快,复合增长率达到16%。

中国饲料行业增长比较稳定,每年增长在8%左右,未来几年提高农民收入,粮食价格的提高也带动了农畜产品的价格,预计饲料需求增长有望达到10%。同时随着中国产品品质的提高,出口国际市场增长也非常块,我们预计未来饲钙仍

能保持10%左右的需求增速。

饲料级磷酸氢钙进入壁垒不高,一般采用湿法工艺,国内产能相对充裕,未来产品价格将随磷矿石价格波动。国内最大的生产企业是四川龙蟒集团,具有产能50 万吨,占有25%以上的市场份额。

图十二 全球饲料磷酸钙盐生产和需求分布

5.4.6食品级和牙膏级磷酸氢钙

食品级磷酸氢钙主要用于酸奶和一些乳制品作为磷和钙的营养补充剂,一般添加量为2%~3.8%。牙膏级磷酸氢钙作为牙膏磨擦剂之一,是国际上公认的软性磨料,是中高档产品的代表。以磷酸氢钙为磨擦剂的牙膏口感好,对口腔粘膜的刺激性小,有适当的洁齿力而不损牙齿,牙膏外观光泽度好,特别是与牙膏中主要防龋成分单氟磷酸钠和氟化钠有良好的化学配伍性。一般在牙膏配方中添加40%,磷酸氢钙占牙膏摩擦剂的50%比例,其余为二氧化硅、碳酸钙或焦磷酸钙。传统的牙膏生产中采用硬性磨料碳酸钙、氢氧化铝作摩擦剂。随着市场的激烈竞争,酸氢钙在牙膏中的比例将上升。

据中国口腔保健协会统计表明,目前我国城市居民有三分之一人群没有良好的刷牙习惯(即未能每日早晚两次刷牙);在广大农村地区,约有57%的人不刷牙,而农村目标消费群人口基数在5亿以上,因此未来市场潜力巨大。随着人

口的增加和居民卫生习惯的改善,全球牙膏的消费量继续保持稳定增长,2005 年中国牙膏产量达到42 万吨,同时中国也是牙膏出口大国,2006 年出口量将超过6 万吨。牙膏品牌中高露洁市场份额为24%,宝洁市场份额为20%,联合利华占10%,国有品牌占40%左右。

2005 年国内牙膏级磷酸氢钙的需求达到8 万吨左右,加上东南亚地区进口需求约3 万吨,市场容量在10 万吨以上,同时我们预计未来将保持10%以上的增速。发达国家牙膏磷酸氢钙年产量在10 万吨/年左右,中国产能已经达到8 万吨以上。

5.4.7其它特种磷酸盐

5.4.7.1六偏磷酸钠

我国六偏磷酸钠产量已达8 万吨,产品80%用于出口,但由于产品规模偏小,消耗高,产品成本相应增高,影响了企业的效益。贵州磷酸盐厂采用联产新工艺生产的六偏磷酸钠产品,经济效益比较好。

工业上主要用作软水剂、洗涤剂、防腐剂、水泥促硬剂,纤维和漂染清洗剂,也用于医药、食品石油、印染、鞣革和造纸等。在食品工业中作为品质改良剂、PH 调节剂、金属离子螯合剂、粘合剂和膨胀剂。在豆类、罐头、豆沙馅料中能稳定天然色素,保持色泽;在罐头中可使脂肪乳化,保持质地均匀;用于肉类罐头和肉制品可提高保水性,防止脂肪变质。加入啤酒中,能澄清酒液,防止混浊。是优良的水质无沉淀的软水剂。在水产品加工中起着保水、膨胀和漂白的作用。六偏磷酸钠在食品加工中一般添加3-5‰,在水产品加工中最大添加量为3%。

5.4.7.2次磷酸钠

次磷酸钠是一种理想的还原剂,主要用于化学镀、电镀、有机合成、食品工业等,随着研究的深入和其衍生物的大量增加,其应用领域不断扩大,已成为

一种重要的精细无机盐产品。当前国外生产次磷酸钠的厂家不多,我国的生产企业亦不多,且规模不大。

美国年均消耗6 千吨,西欧和日本对次磷酸钠的消耗每年增长4~5%左右。我国对次磷酸钠的消费量2000 年为7~8 千吨,2005 年达2.75~3.45 万吨。2001 年~2005 年中国次磷酸钠的出口复合增长率达到22%,到2005 年出口量达2.04 万吨。主要生产企业有张家港恒昌、湖北兴发集团和泰兴金缘精细化工等。

5.4.7.3多聚磷酸和盐

多聚磷酸最大的用途是生产表面活性剂、沥青改性剂和石化催化剂。多聚磷酸表面活性剂主要使用于洗涤剂、护肤用品、化妆品,每年国内需求量6.5 万吨左右,其中用量最大的是宝洁公司,大约每年用量在4.2 万吨。多聚磷酸在纺织油剂方面的年需求量约为3 万吨以上。此外,在阻燃剂方面的年需求量约在1.8 万吨左右,在汽车用油催化剂、柏木油、医药、饲料添加剂等方面的年需求量接近1 万吨。在国际市场上,多聚磷酸在阻燃剂和汽车用油催化剂领域应用较多,在阻燃剂领域用量最大是美国萨默斯公司(Smers),每年需用多聚磷酸5.5 万吨左右,其他的如日本星和产业株式会社(Seiwa)、泰国Thai Polyphosate&Chemicals 等公司每年用量大约在6.8 万吨;在汽车用油催化剂量领域用量最大的是美国杰克逊实业公司(Jackson IndustryCo.,LTD),每年需用多聚磷酸4 万吨左右。目前国内的生产能力在1.5 万吨左右。预计到2005 年国内对多聚磷酸的需求。总量将达到13-15 万吨。多聚磷酸将是一个非常有潜力的磷化工产品,我们预计需求年增长在15%以上。国内襄樊高隆磷化工、成都武侯化工技术开发公司等生产。

多聚磷酸钠可作为食品添加剂。适用于粗碎和乳化型肉制品及家禽食品的加工,如法兰克福香肠、热狗肠、鸡肉肠、台式香肠、汉堡饼、火腿肠、方便面、米粉及米线加工等,是一种高品质的海产品添加剂,可有效保持海产品特有的风味,增强口感,改善质地,使产品表面富有光泽、鲜亮有韧性。在加工和冷冻过程中,使肉质和水分粘合性明显增强,防止储藏过程中水分的损失,使脂肪和水分的结合力更强,从而使食物的可食性和柔嫩性在储藏中得到了很好地保持,使

食品的味道和色泽更持久稳定。在食品加工中一般添加3~5‰,最大添加量为3%。

5.4.7.4食品添加剂磷酸盐

磷酸盐在食品中有广泛应用,磷酸盐功能包括金属离子封锁作用、分散作用、防止难溶性物质产生结晶分离的作用、有防止蛋白质和高分子物质的作用、有pH 缓冲剂的作用、可以抑制pH 的变化、能改善食品的风味。它们都是抗氧化剂的助剂,有抗氧化作用,也可作为食品调味剂和营养剂,广泛用于面制品、水产品、肉产品、饮料和乳制品等各类食品添加剂。

近几年果冻、方便食品以及饮料行业的快速发展引起市场对磷酸盐食品添加剂的需求激增。国内目前在高端磷酸盐生产技术和复配技术领域差距较大,生产的磷酸盐主要用于方便面和饮料等普通领域,高品质磷酸盐基本依赖于进口。

目前已开发使用的食品磷酸盐类别有钠盐、钾盐、钙盐及特殊功能的铁盐、锌盐等,应用领域涉及肉制品、面制品、海产品、奶产品、饮料等行业。常用品种有三十多个,复配型磷酸盐品种更为繁多,仅日本市场上就有300 余个品种。食品磷酸盐的市场消费量增长很快 。

表八 各类食用制品中磷酸盐用量预测

5.5其它磷化工产品

5.5.1塑料橡胶制品添加剂

中国塑料制品行业快速发展,一些改性添加剂需求快速增加,特别是对于无毒、耐热、耐寒、阻燃的增塑剂需求加快,包括新型有机磷酯阻燃剂、聚磷腈和各类磷铵阻燃剂,市场容量在20 万吨以上,国内开发力度还不够。

磷系阻燃剂高效低毒无烟,对材料的机械性能和使用性能影响小,是非常有前景的绿色阻燃材料。全球阻燃剂市场规模在180 万吨左右,以6%~8%的速度增加,中国目前主要还是以卤系阻燃剂为主,每年需求30 万吨以上高端阻燃剂需要进口,需求增速在15%以上。

5.5.2水处理剂和稀土萃取剂

有机膦酸如ATMP、EDTMP、HEDP、DTPMP 和HPA 以及一些衍生物均是良好的阻垢缓蚀剂,广泛用于工业水处理。磷酸酯类、硫代磷酸酯类和氧化膦类则作为稀有和稀土元素的萃取富集剂,随着中国稀土工业的发展需求潜力很大。

5.5.3表面活性剂

磷酸酯表面活性剂是一类性能优良、应用广泛的精细化学品,具有良好的抗静电、润湿性、洗净性、增溶性、乳化性、分散性、润滑性、缓蚀防锈等特性、其生物降解性好,毒性和刺激性低。可以广泛用作洗涤助剂、日化产品、纺织印染助剂、皮革加工助剂、造纸化学品、矿物浮选剂、油品添加剂等领域,其主要品种有烷基(芳基)磷酸酯、脂肪醇(烷基酚)磷酸酯、咪唑类磷酸酯、硅氧系磷酸酯和高分子聚磷酸酯等。

5.5.4有机膦农药

有机膦农药以三氯化磷、五氯化磷和五硫化二磷为原料的衍生物,约占黄磷用量的10%左右,包括即将淘汰的甲胺磷、乐果、1605、1059、敌敌畏、敌百虫等高毒农药,毒死蜱以及草甘膦等优良除草剂。

六、全球性的磷化工行业整合和产业转移

由于磷化工业务受到成本变化和中国等发展中国家产能大幅扩张的影响,国际特种磷化工行业经历了一系列的整合过程,影响最大的要数全球最大的特种磷化工企业罗地亚(Rodia),分拆出售了其几乎所有的磷化工业务。

同样中国的企业已经开始整合,对于没有从成本优势的只生产粗放型产品如黄磷和三聚磷酸钠的企业,将被收购或者逐渐退出市场。中国企业近几年也引进了一些国际先进技术和人才,技术水平有一定提高。未来中国企业将在高品质特种磷酸盐、磷系阻燃剂等领域进入全球市场。

随着中国和摩洛哥等磷矿资源相对丰富国家技术水平的提高和产能扩张,欧洲和北美大量成本较高的磷化工装置将继续关闭。我们认为全球主要的精细磷化工产业将集中在美国、中国和摩洛哥,长期随着技术进步,其中中国凭借矿磷电一体化平台,最有希望成为全球磷化工的中心。全球磷化工产业将向中国转移,中国行业优势企业如澄星股份和兴发集团等将成为全球化的特种磷化工企业。

七、行业内企业状况

7.1高浓度磷肥

生产企业除六国化工外,大多在富产磷矿石的云南、贵州、四川和湖北,六国化工在获得宿松山磷矿和宜昌磷矿资源后,由于靠近市场,在市场营销方面具有一定优势;云天化集团总体规模遥遥领先,加上丰富的磷矿资源和整合完毕后的技术生产销售协同效应,将对行业竞争的有序产生很大影响;中化化肥(开

磷和涪陵)具有销售渠道优势;贵州宏福、湖北宜化集团也有一定资源和规模优势。

中国2006 年底放开化肥流通市场后,预计美盛等公司仍将通过国内渠道进入中国,所以关键的还是国内公司的竞争,但磷肥是一个低增长行业,获得增长的途径有三个:1)降低成本;2)行业整合,收购兼并或夺取市场份额;3)进入其它新领域。

国内没有磷矿石资源的磷肥企业将失去竞争力,被兼并收购或退出市场。同时贵州宏福通过引进湿法精制技术建设了5 万吨食品级磷酸,计划进入精细磷化工领域,而六国化工和欧洲Prayon 即将开展技术合作,引进湿法精制酸技术。

7.2精细磷化工

除了江苏澄星以外,大部分的产能较大的磷化工生产企业也主要集中在产磷矿石区。磷矿石和电力供应的富余程度、企业内部管理和下游产品开发能力往往成为企业盈利的关键。

在粗放型磷化工领域,由于国内企业的激烈竞争,产能已经过剩,价格也大幅下降如饲料级磷酸氢钙价格由1996 年最高时2500 元到目前的1500 元左右,黄磷和普通三聚磷酸钠价格均逼近行业成本,毛利率只有5~8%左右,国内规模最大的黄磷企业云天化马龙产业也出现全线亏损。而精细型产品如高纯磷酸毛利率达到30%,牙膏级磷酸氢钙的毛利率在25%左右。除了降低成本之外,精细磷化工企业必须向市场细分产品和精细化深度发展才能保持利润的增长。

中国正在成为消费品的生产大国和需求大国,食品级磷酸、特种磷酸盐和牙膏级磷酸氢钙等产品的国内市场和出口市场均有很大潜力。高纯度磷酸,特别是电子级和光学级的产品,以及国内还没有完全开发的磷系阻燃剂、抗氧剂、催化剂等,如果国内技术能够突破,市场空间很大。

上市公司中的四家磷肥和磷化工企业中,我们认为澄星股份最符合竞争力条件,在矿磷电一体化的平台上,下游拓展宽度和深度的潜力最大;兴发集团在成本控制、产品多元化和新品开发方面也有一定优势;而六国化工在获得磷矿以后,如果能顺利在精细磷化工领域打开市场,也将有一定发展潜力,相对而言马

龙产业由于产品主要为黄磷,下游能力较弱,即使未来获得部分磷矿石和电力资源,长期竞争力不明朗。

八、结论:

通过我们的研究,可以认为,符合以下条件的磷化工企业具有长期竞争力: 具有足够矿电磷资源,企业靠近主要市场,考虑物流成本的综合成本在全球具有竞争力。

具有优良的产品品质和下游稳定客户,客户具有较大的更换成本。 瞄准需求高增长的产品和市场。 具有技术创新和新产品开发能力。 优秀的管理团队和激励机制。

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