热法磷酸是磷矿加工产业的基础产品之一,主要用于电子化学品、阻燃材料、功能性磷酸盐产品的加工,如液晶、芯片的高纯电子级磷酸,动力电池正极材料磷酸铁锂,食品级、医药级、牙膏级磷酸盐等。
中国是黄磷和热法磷酸生产大国,总生产能力及产量均超过世界产能和产量的70%。黄磷产能集中于云、鄂、贵、川四省,热法磷酸产能则主要分布在消费与交通枢纽地区,集中于桂、云、苏、鄂、贵、川等六省(自治区) [7] 。图1.4给出了中国2009—2013年的黄磷产量、表观消费量、净出口量的数据。图1.5给出了中国2009—2013年热法磷酸产量图。从图1.4、图1.5可以看出,国内黄磷、热法磷酸产量近5年来基本稳定。
图1.4 中国2009—2013年黄磷产量、表观消
图1.5 中国2009~2013年热法磷酸(实物)产量示意图
世界上有200多种功能性磷化工产品,我国可生产近百种 [8] ,其中以磷酸为原料、产量在10万吨/年(不含饲料级磷酸钙盐)以上的有磷酸二氢钾、磷酸二氢钠、磷酸氢二钠(DSP)、磷酸三钠(TSP)、六偏磷酸钠(SHMP)、三聚磷酸钠(STPP)、磷酸二氢钙(MCP)、工业磷酸一铵(MAP)、工业磷酸二铵(DAP)等;产能在1~10万吨/年的有磷酸钾、磷酸锌、磷酸铝、磷酸脲、磷酸二氢锌、磷酸氢钙(DCP)、磷酸三钙(TCP)、磷酸二氢铝、焦磷酸钠、酸式焦磷酸钠、亚磷酸、焦磷酸钾、次磷酸钠、聚磷酸铵、磷酸二氢铝、氯化磷酸三钠等。
以热法磷酸为原料生产的产品主要覆盖了工业级、食品级、医药级、电子级磷酸及其磷酸盐,应用领域包括洗涤剂、医药、食品、电子、汽车、陶瓷、钢铁、涂料、饲料、阻燃剂、工业催化剂等。图1.6给出了近年来功能性磷化学品在相关领域的市场增长率。全球食品、牙膏、医药用磷酸盐的产销量自2006年以来以年均3%幅度增长,且以磷酸钠盐、磷酸钙盐占主导地位。
图1.6 功能性磷化学品相关领域的市场增长率
高纯磷酸用于半导体刻蚀、集成电路板清洗、液晶清洗 [9,10] ;磷酸铁锂用于锂离子电池正极材料。涂料磷酸盐用于替代红丹(Pb 3 O 4 )、铅粉、锌铬黄及锌、钡、铅的铬酸盐等,其中磷酸锌和三聚磷酸铝是目前用量最大、应用最广泛的磷酸盐系无毒防锈颜料 [11~13] 。美国等发达国家已禁用红丹(Pb 3 O 4 )、铅粉、锌铬黄及锌、钡、铅的铬酸盐产品,国外各大港口也不允许涂料中含铅、铬的轮船入港,全国涂料行业协会明确提出,涂料的重点发展方向是“加快复合磷酸盐、复合钼酸盐防腐颜料的开发应用,取代红丹和铬酸盐防腐涂料”。我国生产的涂料用磷酸盐与国外产品存在较大差距,防腐防锈性能达不到防腐涂料行业的要求,高端应用领域所用的磷酸盐几乎全部来自进口,市场空间很大。