一、概況

    磷元素廣泛存在生物體和自然界中，是構成基礎化工和現代農業不可或缺的元素。磷存在于人體細胞中，是維持骨骼和牙齒的必要物質，幾乎參與所有生理 上的化學反應。單質磷有幾種同素異形體，其中白磷或黃磷是無色或者淡黃色的透明結晶固體，黑磷是具有金屬光澤的晶體，在同素異形體中反應活性最弱， 紅磷是鮮紅色粉末，把黑磷加熱到 125 攝氏度則變成鋼藍色的紫磷。在自然界中，磷以磷酸鹽的形式存在，在含磷化合物中磷原子通過氧原子而和別的原子 或基團聯結，磷常見的氧化物有三氧化二磷和五氧化磷，除此之外還有三鹵化磷、五鹵化磷和鹵氧化磷。

    磷化工產業以磷礦為基礎原料，主要通過濕法和熱法加工為濕法磷酸和元素磷，進而進行后加工，生產農業用 的化學肥料和工業用的精細磷化工。廣義的磷化工行業包括磷復肥行業、黃磷 行業和后加工行業即磷酸、磷酸鹽和磷化物等，目前我國磷復肥占到行業的 76% 左右，11%生產黃磷，剩下的 12%為各種磷酸鹽等。

    熱法磷酸是將磷礦石混合焦炭和硅石在高溫中煉制制得黃磷，然后經氧化、水化等反應而制取的磷酸稱之為熱法磷酸。其 中 10 噸磷礦石需要 1.9 噸焦炭、3 噸硅石、0.02 噸普通功率石墨電極。熱法磷酸的生產方法國內外普遍采用的均是電爐兩步法，是將電爐還原磷礦得到的升華磷經過除塵后使磷冷卻呈液態，然后將液態磷經燃燒、水化、除霧制成磷酸。

    濕法磷酸是用無機酸分解磷礦石，分離出粗磷酸，再經過凈化后制得磷酸產品，其中 10 噸磷礦石大約需要 6.5 噸左右硫酸。濕法磷酸比熱法磷酸成本低 20%-30%，目前 75%-80%的磷酸是采取濕法制作而成的。

    二、磷礦石

    磷礦石多產于沉積巖，現在已存的含磷 1%的礦石約有 200 種，但是有利用價值的只有幾種， 磷的主要礦物為磷灰石。磷礦石的成礦條件復雜，礦石加工使用后，磷元素回歸自然界難以回收利用，屬于不可再生資源。各國政府都加強對磷礦石的重視程度，美國 2002 年命令禁止出口磷礦石，2004 年開始零出口，2005 年關閉低產礦山。我國 2009 年開始實施磷礦石出口配額，2016 年國務院審批通過的《全國礦產資源規劃（2016-2020 年》首次將磷列為戰略性非金屬礦產。

國內政策層面提升磷礦石重視程度

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    全球磷礦資源探明儲量超過 3000 億噸，基礎儲量達到 700 億噸。其中 摩洛哥和西撒哈拉儲量達到 500 億噸，占到全球基礎儲量的 70%左右，處于絕對領先對位。中國磷礦資源排名世界第二，亞洲第一，儲量超過 30 億噸，占比 達到 5%，其他資源主要集中在非洲，中東和美洲。

    世界范圍內磷礦石產量主要集中在像美國、中國這樣的消費大國和像摩洛哥這樣的資源大國。據調查數據顯示，2018 年世界磷礦石產量 2.7 億噸，其中中國產量 1.4 億 噸，占比達到 52%，其次是摩洛哥和美國，年產量都在 0.3 億噸左右。世界磷礦石在近十年基本保持小幅上升趨勢，從 2010 年的 1.81 億噸增長至 2018 年 的 2.7 億噸，年均增幅在 10%左右，近三年來，世界磷礦石產量增速大幅降低， 到 2018 年產量增速降至 0.4%，主要由于中國國內去產能導致的產量大幅下降。

全球磷礦資源地區分布

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2018 年世界各國磷礦石產量（億噸）

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世界磷礦石產量和增速

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    2018 年中國磷礦石產量 907 萬噸，其中貴州、湖北、云南和四川四省產量就達到 881 萬噸，占到總產量的 95%以上，資源優勢明顯，從而形成了“南磷北調， 西磷東調”的基本局面。

國內磷礦資源分布集中

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國內磷礦石產量情況（萬噸）

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    磷礦石開采一般分為地上和地下開采，地上露天開采成本顯著低于地下開采，世界主要磷礦資源國摩洛哥磷礦資源基本都是露天礦，適用于機械開采。2013 年我國“三磷”審查表明，中國磷礦資源 中地下開采占比達到 60%，同時超過 75%的礦層呈傾斜狀，磷礦層較薄不利于集中開采，大大增加了磷礦開采的成本。

    我國磷礦石主要集中在云南、四川、貴州和湖北，這些地區大部分處于內陸高原，磷礦運輸成本較 高。反觀美國和摩洛哥，美國磷礦資源 58%集中在弗羅里達州，位于美國中部平原，依托港口運輸，成本較低，摩洛哥磷礦資源 70%以上集中在卡薩布蘭卡東南地區，出口可以方便地通過歐云港運到世界各地。

    世界磷礦石的平均品位在 30%左右，達到一級磷礦水平，中國平均僅為 17%，多為二三級水平。我國磷 礦資源主要以沉積型磷塊巖為主，礦石中雜質較多，同時礦石結晶之間的膠結 物發育，不利于磷礦加工。其中 90%以上為中低品位礦，品味在 30%以上的磷 礦石探明儲量僅為 11 億噸，占比不到 20%。

我國磷礦開采主要以地下開采為主

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我國磷礦主要以中低品位為主

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    1、需求端

    磷礦石的下游產品主要為磷肥、黃磷和磷酸鹽，其中磷肥占比最高達到 76%。 磷肥與氮肥和鉀肥合稱為我國三大肥料，其中磷肥主要為磷酸一銨（MAP）和 磷酸二銨（DAP），剩下還有普鈣、重鈣和三元復合肥等。黃磷作為熱法磷酸、 赤磷和三氯化磷等產品的原材料，磷酸主要用于工業上金屬處理及干燥劑等， 食品行業酸味劑和酵母營養劑，以及電子行業的電子晶片的清洗和蝕刻。

我國磷礦石下游需求產品占比

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    磷礦石是現代農業和化工行業不可或缺的原料，同時磷礦石資源具有不可替代性，這種剛性和不可替代性導 致磷礦石需求不可能大幅下降。其中磷礦石下游主要需求化肥與農業、糧食和 人口關系密切，數據顯示世界磷礦石消費量與世界人口呈現高度正相關，全球磷礦石（折合 P2O5）表觀消費量從 2002 年的 48 億噸增加到 2017 年的 64 億 噸，隨著世界人口持續增加，世界磷礦石需求也將穩步提升。

    中國磷肥市場經過了近 20 年左右的高速發展，已經成為磷肥生產大國，行業進入了成熟期， 行業競爭加劇，利潤普遍下降，伴隨著產能過剩和市場的激烈競爭，虧損企業較多，行業內資源整合導致磷肥產量趨于平穩。另一方面國內磷產業高速發展 帶來的污染問題日益嚴重，國家限制磷礦開采和關閉高污染小產能公司，2018 年 11 月國務院發文提出方案，明確要減少化肥、農藥使用量，到 2020 年全國農作物化肥、農藥使用量實現負增長。

我國磷肥施用量有所下降（萬噸）

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    2000 年之前我國對磷礦石實行 13%出口退稅以鼓勵磷礦石出口換取外匯，2003 年我國磷礦石出口量最大達到 323 萬噸。2001 年之后受到國家對磷礦石資源保護和限制出口政策影響，國內 磷礦石資源出口逐年下降， 2009 年起我國實施磷礦石配額管理，2009-2015 年我國磷礦石出口從 200 萬噸降至 24 萬噸，從 2016 年起，由于我國磷肥需求 疲軟和供給側改革，磷礦石出口關稅逐漸降低，從 2019 年 1 月 1 日起，國內磷礦石出口實現零關稅，近兩年出口額有小幅回升。

我國磷礦石出口關稅逐漸下降

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    2、供給端

    環保和限產政策下，國內磷礦石產量明顯下降。2015 年我國磷礦石產量達到巔 峰，年產量為 1.3 億噸，從 2016 年開始產量實現負增長，2018 年增長率達到 -27.9%，產量降至 1 億噸以下，目前仍保持下降趨勢。從四大產區來看，2018 年四川降幅最大為 50%，其次是貴州降幅 29%，湖北與云南的降幅 25%左右。

國內磷礦石產量明顯下降

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國內重點省份磷礦石產量變化

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    環保高壓政策持續時間長，中小型落后企業得到整合，未來產量難以大幅提高。 2016 年以前，國內磷礦石開采秩序混亂，小型企業眾多，這些企業技術落后， 資源利用率低，生產對環境破壞較大。2016 年 5 月中央開始第一輪環保督察， 逐步關停這些小型落后產能企業，2018 年 6 月政策持續跟進，第一批回頭看又在全國逐步展開，2019 年 7 月第二輪第一批環保政策又在上海、福建、海南等地展開，預計到 2020 年為期三年的環保核查措施會使得中小型企業已經喪失復產能力。我國年產超過 50 萬噸的大中型磷礦占比由 2009 年的 18%上升至 2015 年的 43%，行業集中度正在不斷提高。

    進入 2019 年三季度以來，由于四川和云南地區磷礦石價格已處于較低水平，價格下跌空間有限，因此三季度磷礦石價格較為平穩。進入四季度后，下游磷肥冬儲市場行情開啟對下游疲軟的行情起到一定支撐，在供給端持續收縮的刺激下，下半年磷礦石價格仍將平穩運行。

    二、黃磷

    黃磷又稱為白磷，因商品白磷帶黃色所以稱之為黃磷，白磷分子式為 P4，是磷的一種同素異形體。此外還有紅磷，紫磷和黑磷。黃磷是由磷礦石加工而成， 白色固體質地較軟。黃磷不溶于水，溶于大多數有機溶劑，常溫狀態下為立方 晶型，熔點為 44.1 攝氏度，密度為 1.88g/cm3，可用于制造磷酸和肥料。 黃磷的化學性質活潑，幾乎大部分元素均可與磷發生反應生成磷化物，實驗室 中黃磷置于冷水中保存，34 攝氏度可以在空氣中自燃，生成白色煙霧，主要成 分為五氧化二磷（煙）和五氧化二磷與空氣中水結合生成的磷酸（霧）。白磷常 溫下可以與空氣中氧氣發生反應，產生火焰。黃磷有劇毒，人的中毒劑量為 15mg， 致死量為 50mg。

    傳統的黃磷制備方法主要分為電爐法和高爐法，其中電爐法產品質量好、成本低，高爐法很少采用。電爐法是將磷礦石、焦炭、硅石按照一定的比例混合在 三相電爐中，在 1400-1500 攝氏度高溫下進行熔爐還原，其中要生產 1 噸黃磷， 大約需要 5 噸磷礦石。

    國外發達國家黃磷產量與磷礦石產量同步，在上世紀 80 年代達到頂峰。國外 黃磷的主要生產國和地區為美國、西歐、哈薩克斯坦、俄羅斯和加拿大等，這些國家在上世紀 80 年代產量達到歷史最高，產量占到世界的 90%左右，之后產能關閉，目前世界其他國家黃磷產量占比不到 20%。

    中國黃磷產業從 1978 年改革開 放以來得到快速發展，截止 2018 年底，中國黃磷產能約為 140 萬噸，比 1978 年增長了 47 倍，生產量世界第一，占到世界總產能的 85%左右，經過 40 年的 高速發展，目前產能嚴重過剩。

    1、需求端

    在環保政策高壓下，我國黃磷表觀消費量下降明顯。2018 年我國黃磷消費量為 81 萬噸，同比增速由 2017 年的 10%左右下降至 2.4%，2019 年黃磷表觀消費 量僅為 64.49 萬噸，同比降幅擴大至 20%。

    黃磷的下游需求主要為熱法磷酸、三氯化磷和其他。其中熱法磷酸一直都是黃 磷主要的下游需求，2019 年占比達到 43%，三氯化磷占比逐漸增加至 43%， 其他包括一些磷酸鹽、赤磷、五氧化二磷等。

國內黃磷表觀消費量下降明顯

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2019 年國內黃磷消費量整體疲軟

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國內黃磷主要下游需求結構

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    我國磷酸總產能嚴重過剩，需求有所回落。表觀消費量約為 172 萬噸，增長緩慢。磷酸下游近 60% 的消費還是集中在化肥領域，所以在環保政策的持續下，磷酸產能有可能將繼續下滑。

    在降能耗促環保的政策下，我國主動調整磷酸產業結構，發展高純度濕法磷酸來替代部分熱法磷 酸。2007 年之前國內一直以熱法磷酸為主，濕法磷酸占比幾乎為零，2019 年我國磷酸產量約為 380 萬噸，其中濕法磷酸已達到 100 萬噸，占比達到 26%。

    智研咨詢發布的《2020-2026年中國磷化工行業市場運行潛力及競爭格局預測報告》數據顯示：上世紀 80 年代，國外工業也主要以熱法磷酸為主，隨后逐步被濕法磷酸所取代， 目前發達國家工業磷酸濕法制備占比已經達到 85%，美國甚至達到了 100%。 濕法磷酸具有能耗低，成本低，市場競爭強的顯著優勢，隨著濕法磷酸凈化技 術的進步，熱法磷酸占比將進一步下降。

國內近幾年磷酸產能和產量（噸）

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2019 年國內濕法和熱法磷酸占比

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    我國熱法磷酸的下游主要是工業和食品級磷酸，需求增長出現分化，整體需求疲軟。熱法磷酸下游主要為磷酸鹽、電鍍氧化、耐火材料等，其中磷酸鹽占比 達到 30%，電鍍氧化為 5%，剩下 2%為耐火材料。傳統磷酸鹽種類繁多主要包 括三聚磷酸鈉、六偏磷酸鈉、磷酸氫鈣、四磷酸鈉和有機磷酸鹽。

    我國三聚磷酸鈉主要分布在西南和華中地區，其中西南占比超過 70%。其下游主要應用在陶瓷工業、洗滌工業和印刷紡織等，其中工業級三聚磷酸鈉目前主要用于合成洗滌劑助劑，但 是由于磷元素排放會導致湖泊富營養化，目前正在被新型環保原料所替代。食 品級三聚磷酸鈉主要用于持水劑，食品保鮮劑等。2014 至今，國內三聚磷酸鈉 產能嚴重過剩，開工率不到 50%，2019 年三聚磷酸鈉產量僅為 40.1 萬噸，連 續 6 年下降。

三聚磷酸鈉下游需求結構

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三聚磷酸鈉需求疲軟

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2020 年以來三聚磷酸鈉工廠庫存顯著升高

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    六偏磷酸鈉是由黃磷加上純堿在氧化爐中加熱制成的，六偏磷酸鈉下游需求分為三類。一類是軟水劑，用于洗滌和水處理的應用；一類是調高食品的持水性， 防止脂肪氧化，多用于肉制品、魚肉和火腿等；一類是用于印染的分散劑或者 選礦中浮選劑。其產量地域分布較為分散，四川和湖北地區產量占比最高，分 別達到 33%和 31%。企業層面，四川啟明星產能達到 5 萬噸，湖北興山縣磷化工公司和川東化工分別具有 4 萬噸年產能的能力，并列第二，行業前十家企業占行業總產能的 66.57%。

六偏磷酸鈉產能和產量變化

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    2、供給端

    國內供給側改革影響，黃磷供給端收縮效果顯著。2016 年以來國家積極推動供 給側改革，淘汰落后產能，加之環保政策高壓下，2017 年開始黃磷產能有所下降，2018 年產能為 142.45 萬噸，2019 年截至 8 月份產能降至 139.35 萬噸。 2019 年產量明顯收縮，2018 年產量為 80.8 萬噸，增速從 9%下降至 3%，2019 年月度數據顯示，幾乎每月產量都同比負增長，2019 年全年產量僅為 60.49 萬 噸，降幅將達到 20%。

國內黃磷產能和產量（萬噸）

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2019 年國內黃磷產量省份分布

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    國內黃磷產能分布主要集中在水電資源和磷礦石資源豐富的云貴川三省。黃磷 屬于磷化工產業鏈中端產品，產品價差較小，所以企業多建在磷礦石礦場周邊， 降低運輸費用成本。此外，黃磷制備屬于高能耗行業，生產 1 噸黃磷需要耗電 14000 度，電費在黃磷生產成本占比重超過 50%，水電成為國內黃磷生產主要 供電方式，盡管湖北磷礦石資源也相當豐富，但是因為缺乏水電資源支持，比例僅達到 6%。

    黃磷生產尾氣污染空氣，生產廢料中殘余黃磷有劇毒，國家頒布相關準入條例規范黃磷行業。2009 年 1 月 1 日國家工業與信息部制定嚴格的黃磷行業準入條件，條件本著“控制總量、節約資源、減低能耗、保護環境、持續發展”原則， 以達到產業結構升級，規范市場競爭秩序，提高高能耗、高污染、資源型產業過快增長，制止低水平重復建設的目標。規定對原有和現有黃磷裝置粉塵、能耗、尾氣等方面進行了明確的規定，不能達到標準要求的必須在準入條件實施兩年內進行相關整改，經相關部門驗收合格后方能繼續生產。

2019 年以來黃磷價格大漲大跌（元/噸）