磷化工企業(yè)利用磷礦伴生氟資源生產(chǎn)氟化氫，并深度延伸氟化工產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)了磷、氟化工產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。介紹了磷、氟化工產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的現(xiàn)狀，從技術(shù)、資源、政策、市場等方面闡述驅(qū)動(dòng)磷、氟化工產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的關(guān)鍵因素，圍繞生產(chǎn)、業(yè)務(wù)、產(chǎn)業(yè)等層面分析磷、氟化工產(chǎn)業(yè)協(xié)同發(fā)展的效應(yīng)，并對(duì)發(fā)展前景進(jìn)行展望。
磷、氟化工均是我國的傳統(tǒng)化工產(chǎn)業(yè)，隨著產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)不斷推進(jìn)，磷、氟化工已成為支撐我國產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重要組成部分。在長期的發(fā)展過程中，磷、氟化工產(chǎn)業(yè)形成了各自鮮明的產(chǎn)業(yè)特色，因而過去極少提及磷、氟化工產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。而隨著近些年磷化工企業(yè)紛紛布局氟化工產(chǎn)品，如何在固有的磷化工產(chǎn)業(yè)中有效“嵌入”氟化工，最大程度地發(fā)揮磷、氟化工產(chǎn)業(yè)的協(xié)同效應(yīng)，成為磷化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展面臨的重大課題。
01 發(fā)展現(xiàn)狀
磷、氟化工產(chǎn)業(yè)鏈的基礎(chǔ)分別是螢石、磷礦資源，螢石、磷礦資源的地域分布存在明顯差異。根據(jù)中國無機(jī)鹽協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，我國螢石資源主要分布于江西、浙江、湖南、福建、內(nèi)蒙古等地，五省螢石儲(chǔ)量占全國總儲(chǔ)量的73.96%；磷礦資源主要分布于云南、湖北、四川、貴州等地，四省磷礦資源儲(chǔ)量占全國總儲(chǔ)量的93.64%。同時(shí)，由于過往缺乏成熟的技術(shù)工藝，磷礦伴生的氟資源無法被有效利用，磷、氟化工產(chǎn)業(yè)難以從原料端建立關(guān)聯(lián)。而磷、氟化工重資源屬性的產(chǎn)業(yè)特征，決定其產(chǎn)業(yè)布局與資源的地域分布密切相關(guān)，導(dǎo)致大部分磷、氟化工企業(yè)亦分別集中于資源稟賦優(yōu)異的上述區(qū)域。此外，磷、氟化工的終端消費(fèi)市場亦存在較大差異，前者主要應(yīng)用于肥料、食品、工業(yè)、農(nóng)藥等領(lǐng)域，后者主要應(yīng)用于制冷、半導(dǎo)體、新能源、機(jī)械、農(nóng)藥、醫(yī)藥等領(lǐng)域，因此，磷、氟化工形成了在區(qū)域上錯(cuò)位分布、產(chǎn)業(yè)上相互獨(dú)立的發(fā)展態(tài)勢(shì)。磷、氟化工產(chǎn)業(yè)鏈見圖1。
圖 1 磷、氟化工產(chǎn)業(yè)鏈
近年來，隨著磷礦伴生氟資源生產(chǎn)氟化氫技術(shù)的成熟與推廣，許多磷化工企業(yè)開始跨界氟化工領(lǐng)域，主要路徑是提取磷礦中氟資源生產(chǎn)氟化氫，并向下游延伸電子級(jí)氫氟酸、聚偏氟乙烯、六氟磷酸鋰等深加工產(chǎn)品，具體如表1所示。雖然上述項(xiàng)目大多在規(guī)劃或建設(shè)階段，但在磷化工企業(yè)的推動(dòng)下，磷、氟化工產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展開始進(jìn)入起步階段。
表 1 主要磷化工企業(yè)（擬）布局的氟化工產(chǎn)品
02 驅(qū)動(dòng)因素
2.1關(guān)鍵技術(shù)突破
氟化氫是氟化工的基礎(chǔ)原材料。根據(jù)百川盈孚統(tǒng)計(jì)，2022年我國氟化氫產(chǎn)能約286.6萬噸/年，其中螢石法氟化氫產(chǎn)能約272.1萬噸/年，占比達(dá)95%。螢石法貢獻(xiàn)了絕大多數(shù)的氟化氫產(chǎn)能，是導(dǎo)致氟化工企業(yè)集聚在螢石資源豐富區(qū)域的重要原因。但是，隨著以甕福（集團(tuán)）有限責(zé)任公司為代表的氟硅酸法工藝的成熟，利用磷礦伴生氟資源生產(chǎn)氟化氫得以實(shí)現(xiàn)，且氟硅酸法相較于螢石法生產(chǎn)成本更低，這既在一定程度上減輕氟化工對(duì)螢石資源的依賴性，促進(jìn)氟化工產(chǎn)業(yè)在磷資源豐富區(qū)域的布局，又使磷化工企業(yè)掌握了成本更低的氟化工原材料，為其進(jìn)軍氟化工產(chǎn)業(yè)奠定基礎(chǔ)。
與此同時(shí)，氟化工深加工產(chǎn)品具有較高技術(shù)門檻，部分產(chǎn)品存在高端產(chǎn)能被國外壟斷、低端產(chǎn)能國內(nèi)過剩的情況。但隨著近年來國內(nèi)企業(yè)在技術(shù)上的積累與突破，電子級(jí)氫氟酸、六氟磷酸鋰、聚偏氟乙烯等產(chǎn)能迎來大幅增長，我國已發(fā)展成為全球最大的氟化工產(chǎn)銷國，譬如以多氟多新材料股份有限公司、湖北興力電子材料有限公司生產(chǎn)的電子級(jí)氫氟酸品質(zhì)可達(dá)G4及以上級(jí)別；廣州天賜高新材料股份有限公司、多氟多新材料股份有限公司的六氟磷酸鋰產(chǎn)能位居全球前二；以東岳集團(tuán)有限公司、浙江巨化股份有限公司為代表的氟化工龍頭紛紛上馬鋰電級(jí)聚偏氟乙烯、高端聚四氟乙烯產(chǎn)能等。上述技術(shù)的成熟與推廣，為國內(nèi)磷化工企業(yè)往氟化工下游延伸增強(qiáng)了信心，亦一定程度上提供了足夠的技術(shù)合作選擇空間。
2.2螢石資源困局
單一型螢石礦是目前生產(chǎn)螢石的主要來源。根據(jù)USGS（美國地質(zhì)勘探局）統(tǒng)計(jì)，截至2021年我國單一型螢石礦基礎(chǔ)儲(chǔ)量（折合CaF2）約4200萬噸 ，但螢石產(chǎn)量卻高達(dá)540萬噸，以此計(jì)算，靜態(tài)儲(chǔ)采比僅7.78年，螢石資源的緊缺性成為影響氟化工可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵因素；截至2021年我國磷礦資源儲(chǔ)量約32億噸，而磷礦通常伴生有3%～4%的氟，具有巨大的發(fā)展?jié)摿?。在此情況下，磷礦伴生氟資源作為新的氟來源，其開發(fā)與利用成為緩解螢石資源短缺危機(jī)、保障氟化工持續(xù)發(fā)展的有效措施。
2.3政策鼓勵(lì)
我國對(duì)螢石行業(yè)采取準(zhǔn)入管理，并對(duì)螢石礦實(shí)行開采總量控制，且環(huán)保政策日趨嚴(yán)格。同時(shí)，根據(jù)國家發(fā)改委發(fā)布的《產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整指導(dǎo)目錄（2019年本）》， “磷礦、螢石礦伴生資源綜合利用”屬于鼓勵(lì)類目錄， “新建氟化氫（HF，企業(yè)下游深加工產(chǎn)品配套自用、電子級(jí)及濕法磷酸配套除外）”屬于限制類目錄。政策的指向性將進(jìn)一步限制螢石法氟化氫產(chǎn)能增長。此消彼長之下，磷礦伴生氟資源生產(chǎn)氟化氫的市場空間有望持續(xù)擴(kuò)大，進(jìn)而推動(dòng)磷化工企業(yè)向氟化工產(chǎn)業(yè)鏈深度延伸。
2.4新能源市場的發(fā)展
新能源是磷、氟化工在眾多應(yīng)用場景中，契合磷化工企業(yè)發(fā)展方向且能夠在產(chǎn)業(yè)鏈中形成合力的結(jié)合點(diǎn)。2020年以來，新能源市場快速發(fā)展，電池材料供不應(yīng)求，且磷酸鐵鋰路線逐步成為主流。新能源市場的快速發(fā)展及巨大空間引起了磷化工企業(yè)的關(guān)注，磷化工企業(yè)憑借磷礦資源儲(chǔ)備及產(chǎn)業(yè)鏈一體化所帶來的成本優(yōu)勢(shì)，快速建立起以磷系材料為主的新能源產(chǎn)業(yè)鏈，初步進(jìn)入新能源市場。同時(shí)，氟化工下游產(chǎn)品，譬如電子級(jí)氫氟酸、六氟磷酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、聚偏氟乙烯、氟代碳酸乙烯酯等均是重要的新能源材料。磷化工企業(yè)擁有成本較低的氟化氫原材料，進(jìn)一步往下游延伸氟系新能源材料，與磷系材料共同豐富新能源材料矩陣，成為進(jìn)軍新能源市場、打造第二增長點(diǎn)的不二選擇。
綜上，在技術(shù)、資源、政策以及市場等因素的驅(qū)動(dòng)下，磷化工企業(yè)跨界氟化工產(chǎn)業(yè)，繼而推動(dòng)了磷、氟化工產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。
03 協(xié)同效應(yīng)
3.1生產(chǎn)協(xié)同
在成熟的磷化工生產(chǎn)系統(tǒng)中，恰當(dāng)有效地實(shí)現(xiàn)與氟化工生產(chǎn)系統(tǒng)的耦合，可達(dá)到在生產(chǎn)端降本增效的目的，是磷化工企業(yè)推動(dòng)磷、氟協(xié)同發(fā)展的重要方向。圍繞生產(chǎn)協(xié)同，主要有以下幾個(gè)方面考慮：
（1）采用濃硫酸與氟硅酸法反應(yīng)生成氟化氫過程中，會(huì)副產(chǎn)大量的70%～75%的稀硫酸。稀硫酸屬于危險(xiǎn)廢物，單獨(dú)處置成本較高，同時(shí)，硫酸是濕法磷酸生產(chǎn)的重要原材料，通過調(diào)節(jié)磷礦漿的含水率可以實(shí)現(xiàn)濕法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)對(duì)稀硫酸的接納。因此，直接回收稀硫酸到濕法磷酸生產(chǎn)系統(tǒng)中，既可降低稀硫酸處置成本，還可減少濕法磷酸系統(tǒng)中濃硫酸的消耗，且稀硫酸加入還有利于濕法磷酸反應(yīng)槽溫度控制。
（2）磷化工企業(yè)通常建設(shè)有規(guī)模較大的濃硫酸生產(chǎn)裝置，在濃硫酸生產(chǎn)過程中，會(huì)副產(chǎn)大量的蒸汽，該蒸汽在滿足下游濕法磷酸、凈化酸等生產(chǎn)系統(tǒng)所需外，剩余的還被用于發(fā)電，而蒸汽亦是氟化工產(chǎn)品生產(chǎn)過程中必不可少的原料。在建設(shè)氟化工生產(chǎn)系統(tǒng)過程中，可接入磷化工生產(chǎn)系統(tǒng)的蒸汽管網(wǎng)，實(shí)現(xiàn)蒸汽的自給自足與充分利用。
（3）鹽酸是氟化工生產(chǎn)的重要副產(chǎn)物，在六氟磷酸鋰、聚偏氟乙烯、聚四氟乙烯及相關(guān)制冷劑產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中均會(huì)副產(chǎn)大量不同濃度的鹽酸。實(shí)現(xiàn)大量副產(chǎn)鹽酸的完全消納具有一定難度，已成為制約氟化工發(fā)展的一個(gè)瓶頸。但對(duì)于磷化工企業(yè)而言，副產(chǎn)鹽酸經(jīng)一定處理可用于生產(chǎn)氯化銨，并最終應(yīng)用到肥料生產(chǎn)系統(tǒng)中。依托肥料的巨大產(chǎn)能，可消納氟化工生產(chǎn)系統(tǒng)副產(chǎn)的大量鹽酸。
3.2業(yè)務(wù)協(xié)同
磷、氟化工產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展有利于磷化工企業(yè)在業(yè)務(wù)層面實(shí)現(xiàn)協(xié)同。一方面，磷系新能源材料主要為磷酸鐵鋰，是電池正極材料；氟系新能源材料主要為電解質(zhì)六氟磷酸鋰、四氟硼酸鋰、雙氟磺酰亞胺鋰、添加劑氟代碳酸乙烯酯等，屬于電池電解液材料，聚偏氟乙烯屬于電池粘結(jié)劑材料。兩者均屬于電池材料，但相較于磷系新能源材料，氟系新能源材料涉及種類更多、產(chǎn)品附加值更高。因此，推動(dòng)磷、氟化工產(chǎn)業(yè)鏈發(fā)展有利于磷化工企業(yè)形成多元化的新能源材料產(chǎn)品布局，進(jìn)一步做大做強(qiáng)新能源材料業(yè)務(wù)，增強(qiáng)在新能源產(chǎn)業(yè)鏈中的議價(jià)能力，亦有利于打造第二增長曲線，推動(dòng)業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型與發(fā)展。另一方面，區(qū)別于肥料產(chǎn)品，新能源材料對(duì)生產(chǎn)的精細(xì)化管理程度、產(chǎn)品品質(zhì)等要求更高，因此，其在進(jìn)入下游廠商的供應(yīng)鏈時(shí)往往需經(jīng)過嚴(yán)格的產(chǎn)品認(rèn)證，客戶黏性較強(qiáng)。磷、氟系新能源材料下游客戶均為電池企業(yè)，便于在客戶渠道開發(fā)與維護(hù)等方面實(shí)現(xiàn)協(xié)同。
3.3產(chǎn)業(yè)協(xié)同
磷、氟化工產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展有利于形成產(chǎn)業(yè)集群效用，推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。隨著新能源產(chǎn)業(yè)競爭日益激烈，圍繞資源布局成為鋰電企業(yè)的重要考量。而磷、氟化工作為新能源產(chǎn)業(yè)鏈的重要組成部分，由于其重資源屬性的特征，在產(chǎn)業(yè)分布方面具有嚴(yán)重的地域隔離，使鋰電企業(yè)在選擇區(qū)域布局時(shí)難以實(shí)現(xiàn)磷、氟兼顧。而磷化工企業(yè)在氟化工產(chǎn)業(yè)方面的技術(shù)突破與產(chǎn)業(yè)延伸，打破磷、氟化工產(chǎn)業(yè)的地域隔離，將推動(dòng)同一區(qū)域內(nèi)磷、氟化工產(chǎn)品的生產(chǎn)與流通，進(jìn)而為區(qū)域鋰電產(chǎn)業(yè)鏈的布局、發(fā)展與完善奠定更好的產(chǎn)業(yè)基礎(chǔ)，最終實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)集聚并推動(dòng)區(qū)域經(jīng)濟(jì)發(fā)展。地方政府亦關(guān)注到了磷、氟化工產(chǎn)業(yè)協(xié)同的潛力。貴州省在《關(guān)于推進(jìn)鋰電池材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的指導(dǎo)意見》中提出利用伴生氟資源產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，延伸氟化工產(chǎn)業(yè)鏈，進(jìn)而“引導(dǎo)磷系正極材料、電解液原料和制備項(xiàng)目向長江經(jīng)濟(jì)帶合規(guī)園區(qū)集中布局”；《湖北省新材料產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展“十四五”規(guī)劃》亦明確提出要依托湖北省豐富的磷礦資源和本地磷化工回收氟資源，發(fā)展磷化工產(chǎn)業(yè)、氟基新材料產(chǎn)業(yè)鏈，打造“以化工新材料為主的宜昌新材料產(chǎn)業(yè)基地”“以無機(jī)非金屬、新能源材料為主的荊門新材料產(chǎn)業(yè)基地”。
04 前景展望
全球新能源市場的蓬勃發(fā)展將進(jìn)一步帶動(dòng)氟化工市場需求增加。據(jù)金石資源年報(bào)統(tǒng)計(jì)，到2025年全球新能源對(duì)螢石需求將達(dá)到150萬～200萬噸，2030年可能超過500萬噸。氟化工市場的快速發(fā)展與我國螢石資源的短缺，將吸引更多有實(shí)力的磷化工企業(yè)跨界氟化工并延伸產(chǎn)業(yè)鏈，繼而在更大范圍內(nèi)、更深層次地推動(dòng)磷、氟化工產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展。未來，部分磷化工企業(yè)有望由單一的磷化工業(yè)務(wù)轉(zhuǎn)型為磷、氟化工并重的多元業(yè)務(wù)體系，并成為新能源市場的重要參與者。同時(shí)，隨著氟化工產(chǎn)業(yè)布局的改變，將吸引相關(guān)產(chǎn)業(yè)集聚到磷資源豐富的區(qū)域，進(jìn)而推動(dòng)區(qū)域產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)變革，為經(jīng)濟(jì)發(fā)展提供新的增長點(diǎn)。最后，磷化工企業(yè)擁有成本更低的氟化工基礎(chǔ)原材料氟化氫，其成本優(yōu)勢(shì)在氟化工低端產(chǎn)品領(lǐng)域?qū)⒏鼮轱@著。未來隨著磷化工企業(yè)逐步釋放氟化工產(chǎn)品產(chǎn)能，將驅(qū)動(dòng)氟化工企業(yè)向具有更高技術(shù)水平、更高附加值的氟化工產(chǎn)品延伸，從而推動(dòng)磷、氟化工企業(yè)在氟化工領(lǐng)域形成錯(cuò)位發(fā)展，增強(qiáng)我國氟化工行業(yè)的國際競爭力。
但是，磷、氟化工產(chǎn)業(yè)的協(xié)同發(fā)展亦將面臨多方挑戰(zhàn)。氟化工屬于技術(shù)密集性產(chǎn)業(yè)，具有產(chǎn)品品類多、技術(shù)壁壘高、反應(yīng)過程復(fù)雜、工藝控制嚴(yán)格、質(zhì)量要求高等特征，且磷、氟化工產(chǎn)品在下游消費(fèi)市場、客戶群體方面亦存在較大差異。磷化工企業(yè)可能將面臨氟化工技術(shù)沉淀不夠、人才儲(chǔ)備與客戶積累不足等挑戰(zhàn)。同時(shí)，隨著未來磷化工企業(yè)更多的氟化工項(xiàng)目產(chǎn)能釋放，還可能對(duì)氟化工行業(yè)造成一定沖擊，導(dǎo)致氟化工行業(yè)出現(xiàn)產(chǎn)能更加過剩、無序競爭、惡意競爭等局面。這需要磷化工企業(yè)、氟化工企業(yè)、行業(yè)協(xié)會(huì)及政府多方努力，共同探討，有序規(guī)劃，共同推動(dòng)行業(yè)健康穩(wěn)定發(fā)展。
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