磷酸鹽巖
作為一種礦產資源,“磷酸鹽巖”被定義為含有某種形式磷灰石的未加工礦石和加工精礦,磷灰石是一組磷酸鈣礦物,是磷肥中磷的主要來源,對農業至關重要。
磷礦的形成
磷酸鹽巖礦床可以是沉積的或火成巖的,但目前世界上超過 80% 的磷酸鹽巖產量是從海洋環境中富含磷酸鹽的物質沉積形成的沉積礦床中開采出來的。
大型沉積礦床分布在中國、中東、北非和美國;鸪蓭r沉積物與碳酸鹽巖和缺乏二氧化硅的侵入體有關。這些在巴西、加拿大、芬蘭、俄羅斯、南非和津巴布韋開采。磷酸鹽巖的開采主要采用露天開采方法,大型礦床使用拉鏟和斗輪挖掘機,小型礦床則使用電鏟或推土機。地下礦使用房柱法,類似于煤礦開采。
2013 年,磷礦石幾乎全部來自露天礦,磷酸鹽巖在以未經處理的形式使用時,溶解性不是很好,并且除了在一些潮濕的酸性土壤中外,向植物提供的可用磷很少。用硫酸處理磷酸鹽巖會產生磷酸,磷酸是大多數磷酸鹽肥料的來源的水溶性材料。
在全球范圍內,超過 85% 的磷礦石開采用于制造磷肥。剩余的 15% 用于制造元素磷和動物飼料補充劑,或直接施用于土壤。元素磷用于制造多種化合物。
第一次記錄在案的磷酸鹽巖開采發生在 1847 年的英格蘭,當時使用的是鎬和鐵鍬。采礦業于 1867 年在美國南卡羅來納州開始。磷酸鹽巖于 1880 年代在佛羅里達州中部被發現,由于其廣泛、優質的礦床和較低的開采成本,它迅速成為了主要的磷酸鹽生產州。目前,在佛羅里達州、愛達荷州、北卡羅來納州和猶他州開采磷礦。在 20 世紀下半葉,佛羅里達州占世界磷礦石總產量的 25% 左右。
磷礦床的類型
磷酸鹽巖 (PR) 中存在的各種磷酸鹽礦物具有不同的來源以及化學和物理特性。磷酸鹽巖的磷含量或品位通常以五氧化二磷 (P2O5) 的形式報告。PR 中的主要磷酸鹽礦物是磷酸鈣,主要是磷灰石。純氟磷灰石含有 42% P2O5,而磷灰石的碳酸鹽取代形式 francolite 可能含有 34% P2O5。
世界上正在開采五種主要類型的磷酸鹽資源:
沉積海洋磷酸鹽礦床
火成磷酸鹽沉積物
變質礦床
生物礦床
風化造成的磷酸鹽沉積物
全球約 75% 的磷酸鹽資源來自沉積、海洋磷酸鹽巖礦床,15-20% 來自火成巖和風化礦床,只有 1-2% 來自生物礦床,主要是鳥類和蝙蝠鳥糞堆積。
“磷酸鹽巖”一詞是指含有磷酸鹽礦物的巖石,通常是磷灰石,可以直接或經過加工后用于商業用途。2004 年世界磷酸鹽巖產量為 138 公噸(Jasinski 2005)。美國、中國和摩洛哥/西撒哈拉、北非是主要生產國,約占全球總產量的 60%。下面主要講述磷礦的主要三種類型,分別是
火成磷酸鹽礦床
生物礦床
海洋沉積磷酸鹽礦床
火成磷酸鹽沉積物
火成侵入堿巖,特別是碳酸鹽巖復合體和相關的接觸變質巖,提供了世界上約 15-20% 的磷酸鹽,通常以氟磷灰石的形式提供。
磷酸鹽礦床由堿性火成巖形成,例如霞石正長巖、碳酸鹽巖和伴生巖石類型。在這種情況下,磷酸鹽包含在巖漿磷灰石、獨居石或其他稀土磷酸鹽中;鸪闪姿猁}精礦產自主要在俄羅斯、南非共和國、巴西、芬蘭和津巴布韋開采的礦床。
火成磷酸鹽礦石品位通常較低(低于 5% P2O5),但可以升級為高檔產品(從大約 35% 到超過 40% P2O5 );鸪蓭r中的磷酸鹽巖石含有略高的 P2O5,通常為 35 - 40%。
生物礦床
這些是鳥類或蝙蝠排泄物的古老和/或化石沉積物。鳥類和蝙蝠的排泄物被浸出形成不溶性磷酸鈣殘留物。鳥類鳥糞沉積物最常見于海洋島嶼,特別豐富——如一些南太平洋島嶼。蝙蝠的鳥糞沉積物存在于大型洞穴系統中。鳥糞沉積物的保存需要干燥的氣候。
鳥類和哺乳動物排泄物的堆積也提供了重要的磷礦石來源。小海島上的鳥糞沉積物,例如瑙魯和圣誕島,曾經是磷酸鹽的主要來源,但現在其重要性正在下降或已停止生產。在這些地方,由于有機廢物與下面的石灰巖發生反應,鳥糞形成了厚厚的磷酸鈣或鳥糞堆積物。
沉積海洋磷酸鹽礦床
沉積海相磷酸鹽礦床遍布每個大陸,年齡從前寒武紀到近代不等,盡管幾乎所有已開發的礦床都屬于顯生宙。大約 80% 的商業使用的磷酸鹽巖來自海洋沉積物(磷酸鹽)。大量磷酸鹽資源出現在大西洋和太平洋的大陸架和海山上。然而,以目前的技術,它們無法進行商業開采。
亞磷礦床由隱晶質磷灰石(膠頁石)的顆粒、球團或碎片組成,通常有幾厘米到幾十米厚。這些礦床通常表現出廣泛的返工、二次富集和置換。淺海區域和大陸架通常有厚厚的富含磷的有機碎片堆積,主要來自與上涌的冷、富含營養的水流相關的深海來源。磷酸鹽的沉積沉積在地球歷史的大部分時間里都發生過,并且一直持續到今天。
磷酸鹽巖世界儲量
在世界各地的沉積和精巧礦床中都發現了磷酸鹽巖。磷酸鹽用于生產肥料,該肥料對于替代植物從土壤中去除的磷至關重要。磷酸鹽巖主要采用分裂技術開采。然而,中國和俄羅斯等國的大量礦床是通過地下開采開采的。2017 年,美國地質調查局估計全球磷酸鹽儲量約為 680 億公噸。2010年,國際化肥開發中心估計,如果儲量零增長,全球磷酸鹽儲量將持續數百年。
世界上大部分磷酸鹽儲量都在摩洛哥,約占總儲量的 70%,即 500 億噸。它也是第二大生產商,大部分產量來自西撒哈拉的 Bou Craa 礦。摩洛哥仍然是最大的磷酸鹽出口國。然而,高昂的采礦成本和戰爭威脅使該國的磷酸鹽生產脫軌。
中國居第二,占總儲量的 5%,約為 31 億噸。然而,中國仍然是最大的磷酸鹽生產國,產量為 1.38 億噸。如果中國保持目前的生產速度,其磷酸鹽儲量將在未來 35 年內枯竭。
敘利亞和阿爾及利亞擁有世界第三大磷酸鹽儲量。這兩個國家各自占世界磷酸鹽儲量的 3%,分別約為 1.8 和 22 億公噸。自 2010 年以來,敘利亞一直在擴大其磷酸鹽儲量,但該國的內亂極大地影響了生產水平。
俄羅斯、南非、美國、埃及和約旦各占世界磷酸鹽儲量的 2%。俄羅斯最大的磷酸鹽原料供應商是 OJSC Apatit。南非是非洲第二大磷酸鹽生產國,產量約為 15 億噸。盡管美國的儲量僅占世界儲量的 2%,但它仍然是世界第三大磷酸鹽生產國。美國約有 10 座活躍的磷酸鹽礦分布在佛羅里達州、愛達荷州、北卡羅來納州和猶他州,總產量約為 11 億公噸。秘魯、沙特阿拉伯、塞內加爾、澳大利亞和伊拉克各占世界磷酸鹽儲量的 1%。全球其他磷酸鹽生產商各占總儲量不足1%。
全球磷礦產量TOP10
隨著全球人口不斷增長,農業需求的增長,磷酸鹽需求也在上升。磷酸鹽產量最高的國家主要生產作物肥料和動物飼料補充劑。世界農業資源磷酸鹽和鉀鹽產量中只有 5%用于其他用途,包括建筑、肥皂和洗滌劑。
根據美國地質調查局 (USGS) 的最新礦產商品報告,由于 Covid-19以及磷酸鹽價格上漲,按產量計算的頂級磷酸鹽國家在 2020 年全球產量下降。美國地質調查局指出,全球磷肥消費量預計將從 2020 年的 4700 萬噸富含營養的巖石略微增加到 2024 年的 4900 萬噸。亞洲和南美洲將占這一增長的大部分磷酸鹽需求。
為滿足需求,全球磷礦產能預計將從 2020 年的 2.38 億噸增加到 2024 年的 2.61 億噸。磷酸鹽產能增加的大部分將歸因于非洲和中東正在進行和計劃中的重大擴建項目。2020 年,全球磷酸鹽總產量為 2.23 億噸,低于 2019 年的 2.27 億噸。以下是 2020 年產量最高的磷酸鹽國家。
01
中國--9000 萬噸
2020 年,我國的磷礦產量從 2019 年的 9500 萬噸下降至 9000 萬噸,但仍位居全國磷礦產量首位。除了 Covid-19的影響之外,我國產出下降可能是由于該國對采礦業的環境打擊。
我國還擁有世界第二大磷酸鹽儲量,儲量為 32 億噸。但我國的采礦和加工業處理環境合規費用、更高的生產成本以及由于水污染和其他環境問題可能會影響其采礦量。
02
摩洛哥和西撒哈拉--3700 萬噸
盡管 2020 年的產量大大低于中國,但摩洛哥和西撒哈拉的磷酸鹽儲量最大。該地區的磷酸鹽儲量為 500 億噸,占全球總量的 70% 以上。到 2020 年,他們共同生產了 3700 萬噸磷酸鹽。
西撒哈拉是摩洛哥和波利薩里奧政治運動之間有爭議的領土。2017 年,一家歐洲法院裁定,在歐盟和摩洛哥的交易中,西撒哈拉不應被視為摩洛哥的一部分。摩洛哥的 Cherifien de Phosphate 辦公室在摩洛哥控制的西撒哈拉地區開采磷酸鹽,這導致過去磷酸鹽運輸中斷。
03
美國--2400 萬噸
2020 年,美國磷酸鹽開采量比上一年小幅增加了 70 萬噸。最大的磷酸鹽生產州佛羅里達州和北卡羅來納州占國內產量的 75% 以上。美國另外 25% 的產量來自愛達荷州東南部和猶他州。
美國開采的磷酸鹽巖大部分用于制造磷酸和過磷酸。這些類型的濕法磷酸鹽產品用于動物飼料補充劑等產品。大約一半的此類磷酸鹽以商品級磷酸、顆粒二銨和磷酸一銨肥料的形式出口。
04
俄羅斯--1300 萬噸
俄羅斯的磷酸鹽產量在 2020 年比上一年減少了 100 萬噸,達到 1400 萬噸。根據美國地質調查局的數據,該國的磷酸鹽儲量為 6 億噸。
鎘是一種重金屬和致癌物質,對健康的擔憂可能會為該國的磷酸鹽開采業創造更多機會。歐盟以外的肥料要求限制了磷酸鹽進口中允許的鎘殘留量。
這一提議促使波蘭 MEP Tomasz Wlostowski 說:“這些限制只會使俄羅斯生產商受益,這些生產商壟斷了低鎘磷灰石礦床,并且已經主導了歐盟化肥市場。”
05
約旦---920 萬噸
約旦 2020 年的磷酸鹽開采產量保持穩定,為 920 萬噸。其磷酸鹽儲量估計為 8 億噸。該國唯一的國有磷酸鹽生產商約旦磷酸鹽礦業公司 (JPMC) 于 2018 年 2 月與印度公司簽署了六項新協議。這些協議和諒解備忘錄將允許 JPMC 在 2018 年至 2022 年期間向印度出口 300 萬噸磷酸鹽.
另一家以約旦為重點的生產商是阿拉伯鉀肥公司,這是一家中國國投持有股份的私營公司。
06
沙特阿拉伯---650 萬噸
沙特阿拉伯去年生產了 650 萬噸磷酸鹽,與 2019 年的產量相同。該國擁有 14 億公噸的磷酸鹽儲量。
沙特阿拉伯礦業公司,也稱為 Ma'aden,經營著世界上最大的磷礦開采設施。Wa'ad Al Shamal 礦產工業城是一個綜合磷肥生產綜合體,由 Ma'aden(60%)、化學品制造商(15%)和美國最大的鉀肥和磷酸鹽生產商共同投資 80 億美元。
該公司一直在與 Fluor合作開發 Waad al-Shamal 設施,并由 Fluor 提供項目管理咨詢以進一步開發該項目。商業級酸和肥料的生產于 2017 年 8 月開始。
07
巴西---550 萬噸
巴西是另一個磷酸鹽產量最高的國家,其 2020 年的磷酸鹽產量為 550 萬噸,而 2019 年為 470 萬噸,躍居榜單第七位。巴西擁有蓬勃發展的農業部門,是第五大化肥消費國;從現在到 2025 年,該國的需求增長速度預計將是世界其他地區的兩倍。
淡水河谷是美國最大的磷酸鹽和氮氣生產商。該公司還經營著該國唯一的鉀鹽礦。
08
埃及---500 萬噸
埃及 2020 年的磷酸鹽開采產量與 2019 年的產量水平保持不變。根據美國地質調查局的數據,埃及的磷酸鹽儲量目前為 28 億噸。隨著該國在阿斯旺建立一個新的磷酸鹽工業區,未來可能會挖掘出更多的儲量。它還將擴大薩法加港。
09
越南---470 萬噸
越南在 2020 年生產了 470 萬噸磷酸鹽,比 2019 年的第 7 位下降了兩位。越南擁有 3000 萬噸磷酸鹽儲量。
采礦對環境的影響一直是越南采礦業的一個持續問題,對煤炭和鋁土礦的擔憂占據了討論的主導地位。
10
突尼斯---400 萬噸
突尼斯在 2020 年以 400 萬噸的產量重返磷酸鹽國家名單,在 2018 年跌落后重返前 10 名。磷酸鹽工業是這個北非國家經濟的重要組成部分。2020 年末,罷工和抗議活動減少了該國一家關鍵工廠的磷酸鹽產量。
磷礦價格趨勢
2015-2035年磷礦價格走勢(以美元/公噸計)
用于生產磷肥的磷礦石價格在 2020 年為每公噸 76 美元。預計該商品的價格在未來幾年將持續上漲,到 2035 年將達到每噸 130 美元。
磷酸鹽巖市場
根據 The Brainy Insights 發布的報告,全球磷礦石市場預計將從 2020 年的 270.8 億美元增長到 2030 年的 476.5 億美元,復合年增長率為 7.60%在 2021-2030 年的預測期內。磷礦石市場在過去幾年中以可觀的速度增長。全球人口的快速增長增加了對糧食生產的需求。
聯合國 (FAO) 預測,到 2050 年,不斷增長的人口預計將使糧食需求增加 70%。糧食產量的增加需要更多的投入,例如土地、水和化肥。因此,對食品生產不斷增長的需求正在推動化肥行業的增長,從而推動了對磷礦石生產磷肥的需求。
磷酸鹽巖是一種天然存在的巖石,具有高磷含量。它是可通過采礦獲得的最大磷源之一。磷礦石經過進一步加工以生產磷,磷是肥料中使用的關鍵元素。磷是繼氮之后植物生長的重要營養元素之一。大部分磷礦采用大面積地表法開采。大多數磷礦目前是通過露天鏟/挖掘機采礦方法或露天拉鏟開采的。
由于全球磷肥消費量的增加,磷礦石市場正在經歷高速增長;市袠I的強勁增長和全球人口的增長正在推動全球磷礦石市場的增長。除此之外,動物飼料生產中對磷酸鹽巖的需求不斷增長,進一步推動了市場的增長。
然而,由于主要磷酸鹽巖生產國的地緣政治不穩定,供應鏈中斷的風險越來越大,這可能會阻礙市場在預測期內的增長。除此之外,磷礦石生產和消費的不利影響也可能阻礙市場在預測期內的增長。此外,大規模生產磷礦的研發活動不斷增加,預計將為市場的主要參與者提供未來的機會。
全球磷礦市場的主要參與者有磷資源有限公司、Nutrien 有限公司、云南磷鹽?谟邢薰、貴州長恒化工、Itafos、Misr Phosphate、湖北興發化工集團有限公司、JR Simplot、 Mosaic Company、OCP、PhosAgro 和 Wengfu 等。全球磷礦石市場的主要參與者主要專注于采取各種策略,例如擴大產品組合、產品創新、地域擴張、并購,并形成強大的分銷網絡,以在行業中獲得市場份額.
• 2019 年 1 月,馬賽克公司宣布已簽署協議,向中化化肥有限公司供應磷肥和磷礦石,包括優質產品。
• 2019 年 5 月,中國國有磷肥生產商甕福宣布與開林打造中國最大的磷酸鹽和氮磷鉀生產企業。
源段分為海相磷酸鹽礦床、火成磷酸鹽礦床、變質礦床、生物成因礦床和風化礦床;鸪蓭r磷酸鹽礦床市場主導著全球磷酸鹽巖市場,2020 年的價值為 105.9 億美元。對磷肥的需求不斷增長是推動這一特定市場增長的關鍵因素之一。
磷酸鹽巖市場的區域細分
• 北美(美國、加拿大、墨西哥)
• 歐洲(德國、法國、英國、意大利、西班牙、歐洲其他地區)
• 亞太地區(中國、日本、印度、亞太地區其他地區)
• 南美(巴西和其他地區)南美洲)
• 中東和非洲(阿聯酋、南非、MEA 其他地區)
亞太地區在全球磷礦市場中占主導地位,2020 年價值 158.4 億美元。中國和印度在亞太地區占據最大的市場份額,主要是因為這些國家的農業區很大。農業是印度的主要部門,預計將在預測期內推動全球磷礦石市場的增長。中國擁有現代農牧業,在磷礦市場占有重要地位。該地區對優質肉類的需求不斷增長,推動了對優質動物飼料的需求,進而推動了對磷礦石的需求。預計北美地區在預測期內將以顯著的增長率增長。美國等國家 和加拿大是磷礦工業增長的主要貢獻者。這些國家是肉類和肉類相關產品的主要消費國。除此之外,大量公司的存在正在推動北美地區市場的增長。
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