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純堿現(xiàn)貨基礎(chǔ)研究:工藝、質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與產(chǎn)業(yè)鏈

最新高手視頻! 七禾網(wǎng) 時(shí)間:2019-11-22 14:18:26 來源:曾寧黑色團(tuán)隊(duì)

報(bào)告摘要


純堿的定義:純堿(Soda Ash),又名蘇打、堿灰、堿面或洗滌堿,成分為碳酸鈉,分子式為Na2CO3,分子量105.99。純堿是重要的基礎(chǔ)化工原料和“三酸兩堿”中的兩堿之一,廣泛地應(yīng)用于建材、石油  化工、冶金、食品、紡織、國防、醫(yī)藥等國民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域,在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。


純堿的生產(chǎn)工藝:在沒有工業(yè)生產(chǎn)方法之前,人們從天然堿湖中采得或從含堿植物灰中制造出純堿,用于洗滌劑以及玻璃、肥皂、皮革制造等方面。隨著工業(yè)發(fā)展,原始的純堿提取方式已經(jīng)不能滿足用堿需求,大規(guī)模工業(yè)制堿生產(chǎn)工藝應(yīng)運(yùn)而生。目前,制堿工藝主要分為合成堿法和天然堿法,世界純堿產(chǎn)能中合成堿法約占三分之二,天然堿法約占三分之一。


純堿產(chǎn)業(yè)鏈:天然堿法制堿的上游為天然堿礦,氨堿法制堿的上游是原鹽和石灰石,聯(lián)堿法制堿的上游是原鹽和合成氨。制堿的燃料主要是動力煤,個別企業(yè)也會用到天然氣。輕堿主要用于日用玻璃行業(yè)、洗滌劑和食品行業(yè)等。重堿主要用于生產(chǎn)平板玻璃。無機(jī)鹽領(lǐng)域根據(jù)行業(yè)的不同選擇使用輕堿和重堿。洗滌劑和氧化鋁行業(yè)的部分下游企業(yè)可以根據(jù)純堿和燒堿的價(jià)格變化對窯爐進(jìn)行改造更換投料,降低生產(chǎn)成本。


純堿質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn):國標(biāo)將工業(yè)用碳酸鈉分為兩大類,國標(biāo)I類為特種工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈉,僅設(shè)置優(yōu)等品。國標(biāo)II類為一般工業(yè)用碳酸鈉,包括一般工業(yè)用輕質(zhì)碳酸鈉和一般工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈉兩種,根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的不同分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。


一、純堿的定義和性質(zhì)


(一)純堿的定義


純堿(Soda Ash),又名蘇打、堿灰、堿面或洗滌堿,成分為碳酸鈉,分子式為Na2CO3,分子量105.99。


純堿是重要的基礎(chǔ)化工原料和“三酸兩堿”中的兩堿之一,廣泛地應(yīng)用于建材、石油化工、冶金、食品、紡織、國防、醫(yī)藥等國民經(jīng)濟(jì)諸多領(lǐng)域,在國民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。


(二)碳酸鈉的物理性質(zhì)


碳酸鈉常溫下為白色無氣味的粉末或顆粒,有吸水性,露置在空氣中逐漸吸收水分,會形成結(jié)塊。含有結(jié)晶水的碳酸鈉水合物有3種,分別為一水合碳酸鈉(Na2CO3·H2O),七水合碳酸鈉(Na2CO3·7H2O)和十水合碳酸鈉(Na2CO3·10H2O)。碳酸鈉易溶于水和甘油,微溶于無水乙醇,難溶于丙醇。20℃時(shí)每100克水能溶解20克碳酸鈉,35.4℃時(shí)溶解度最大,每100克水中可溶解49.7克碳酸鈉。


(三)碳酸鈉的化學(xué)性質(zhì)


碳酸鈉屬于鈉鹽。碳酸鈉在水溶液中水解,電離出的碳酸根離子與水中氫離子結(jié)合成碳酸氫根離子,導(dǎo)致溶液中氫離子減少,剩下電離的氫氧根離子,所以其水溶液呈堿性(pH=11.6)。碳酸鈉有一定的腐蝕性,穩(wěn)定性較強(qiáng),但高溫下也可分解生成氧化鈉和二氧化碳。長期暴露在空氣中時(shí),碳酸鈉能吸收空氣中的水分及二氧化碳,生成碳酸氫鈉。碳酸鈉可分別與酸、鹽、堿發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。與酸可發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),如遇足量鹽酸時(shí),生成氯化鈉和碳酸,不穩(wěn)定的碳酸立刻分解成二氧化碳和水,碳酸鈉與其他種類的酸也能發(fā)生類似的反應(yīng)。與鹽可發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),例如一些鈣鹽、鋇鹽可與碳酸鈉生成沉淀和新的鈉鹽。與氫氧化鈣、氫氧化鋇等堿可發(fā)生復(fù)分解反應(yīng),生成沉淀和氫氧化鈉,工業(yè)上會用這種反應(yīng)制備燒堿(氫氧化鈉),俗稱苛化法。


二、純堿的分類及用途    


(一)純堿的分類


1、根據(jù)密度的不同,純堿主要分為輕質(zhì)純堿(以下簡稱輕堿)和重質(zhì)純堿(以下簡稱重堿),其化學(xué)成分都是碳酸鈉,但物理形態(tài)不同:輕堿密度為500-600kg/ m3,呈白色結(jié)晶粉末狀;重堿密度為1000-1200kg/ m3,呈白色細(xì)小顆粒狀。與輕堿相比,重堿具有堅(jiān)實(shí)、顆粒大、密度高、吸濕低、不易結(jié)塊、不易飛揚(yáng)、流動性好等特點(diǎn)。此外,也有超輕質(zhì)純堿和超重質(zhì)純堿,密度分別為370kg/ m3左右和1550-2553kg/ m3。



2、根據(jù)用途的不同,純堿可分為工業(yè)純堿和食用純堿。工業(yè)純堿執(zhí)行的是中華人民共和國頒發(fā)的國家標(biāo)準(zhǔn)GB/T 210-2004《工業(yè)碳酸鈉及其試驗(yàn)方法》(以下簡稱國標(biāo)),包括GB/T210.1-2004《工業(yè)碳酸鈉及其試驗(yàn)方法第1部分工業(yè)碳酸鈉》和GB/T210.2-2004《工業(yè)碳酸鈉及其試驗(yàn)方法第2部分工業(yè)碳酸鈉試驗(yàn)方法》。食用純堿執(zhí)行的是GB1886-1992《食品添加劑碳酸鈉》標(biāo)準(zhǔn),在達(dá)到工業(yè)純堿的低鹽堿標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上,增加了砷和重金屬的含量限制。


3、根據(jù)氯化物含量的不同,純堿可分為普通堿、低鹽堿、超低鹽堿、特殊低鹽堿。依照國標(biāo)標(biāo)準(zhǔn),普通堿氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤1.20%;低鹽堿氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.90%;超低鹽堿氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.70%;特殊低鹽堿氯化鈉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)≤0.30%。


(二)純堿的用途


純堿是重要的化工原料之一,用途主要包括以下領(lǐng)域:


一是建材領(lǐng)域,純堿作為平板玻璃的主要原料之一,為反應(yīng)提供鈉離子,同時(shí)也是澄清劑的主要成分。


二是化工生產(chǎn)領(lǐng)域,純堿廣泛用于制造硅酸鈉(俗稱泡花堿、水玻璃)、碳酸氫鈉(俗稱小蘇打)、氟化鈉、重鉻酸鹽等產(chǎn)品。


三是印染冶金領(lǐng)域,純堿充當(dāng)紡織物生產(chǎn)過程的軟水劑,或是用作冶煉的助溶劑、選礦的浮選劑以及煉鋼的脫硫劑等。


四是食品加工領(lǐng)域,純堿作為面食添加劑起到中和劑、膨松劑、緩沖劑、面團(tuán)改良劑作用,增加面食口感和柔韌度,也可作為主要輔助添加劑應(yīng)用于味精、醬油的生產(chǎn)。


此外,純堿也廣泛地應(yīng)用于環(huán)保脫硫、醫(yī)藥制品、制革、造紙等,高端純堿還可用于顯像管玻殼和光學(xué)玻璃制造。



三、純堿的生產(chǎn)工藝


在沒有工業(yè)生產(chǎn)方法之前,人們從天然堿湖中采得或從含堿植物灰中制造出純堿,用于洗滌劑以及玻璃、肥皂、皮革制造等方面。隨著工業(yè)發(fā)展,原始的純堿提取方式已經(jīng)不能滿足用堿需求,大規(guī)模工業(yè)制堿生產(chǎn)工藝應(yīng)運(yùn)而生。目前,制堿工藝主要分為合成堿法和天然堿法,世界純堿產(chǎn)能中合成堿法約占三分之二,天然堿法約占三分之一。


(一)合成堿法


1、發(fā)展歷史


第一階段:路布蘭法


1788年法國化學(xué)家路布蘭研究出以食鹽為原料的制堿法,即路布蘭法(Leblanc Process)。路布蘭法是歷史上第一個大規(guī)模工業(yè)制堿法,它帶動了硫酸、鹽酸、漂白粉、芒硝以及硫磺等一系列化工產(chǎn)品的生產(chǎn)。但其所產(chǎn)出的純堿成品純度低,生產(chǎn)成本高,回收的高腐蝕性鹽酸銷售困難。


第二階段:氨堿法


19世紀(jì)中后期,比利時(shí)的索爾維兄弟研制出索爾維制堿法(Solvay Process),因生產(chǎn)過程中需用氨作為媒介,故又稱氨堿法。氨堿法原料價(jià)廉易得,生產(chǎn)連續(xù),產(chǎn)品純度高,適合大規(guī)模生產(chǎn),至20世紀(jì)初,逐漸取代路布蘭制堿法。


第三階段:聯(lián)堿法


20世紀(jì)三十年代,我國“現(xiàn)代化工先驅(qū)”制堿專家侯德榜博士結(jié)合國內(nèi)實(shí)際生產(chǎn)情況,經(jīng)過大量實(shí)驗(yàn),研制出侯氏制堿法(Hou& #39;s Process),也稱為聯(lián)合制堿法或聯(lián)堿法。該方法將合成氨廠和純堿廠建在一起,生產(chǎn)純堿的同時(shí)產(chǎn)出副產(chǎn)品氯化銨。聯(lián)堿法使合成氨和制堿兩大生產(chǎn)體系有機(jī)地結(jié)合起來,將世界制堿技術(shù)水平推向了一個新高度,與氨堿法一同成為合成堿法的主流工藝。


2、氨堿法生產(chǎn)工藝


氨堿法的生產(chǎn)流程如圖所示,主反應(yīng)過程如下:向飽和食鹽水中通入氨氣,制得氨鹽水,再通過氨鹽水吸收二氧化碳得到碳酸氫鈉(俗稱小蘇打),最后將碳酸氫鈉煅燒,即得到輕堿。


氨堿法生產(chǎn)中用到的氨氣來自于合成氨廠,二氧化碳來自于石灰石煅燒。石灰石的主要成分是碳酸鈣,煅燒后生成二氧化碳和氧化鈣(生石灰)。其中二氧化碳用于制造純堿的主反應(yīng)過程;而氧化鈣與水反應(yīng)生產(chǎn)氫氧化鈣(熟石灰),加入沉淀出碳酸氫鈉后的母液中,生成氨氣和主要成分為氯化鈣的廢液和廢渣,而氨氣則可循環(huán)用于主反應(yīng)過程。



氨堿法的局限主要表現(xiàn)在原鹽利用率低和廢液廢渣污染環(huán)境兩方面。氨堿法中氯化鈉的利用率最高只能達(dá)到75%,其余的都隨廢液和廢渣排出。據(jù)統(tǒng)計(jì),氨堿法生產(chǎn)一噸純堿大約要排出十噸廢液。廢液和廢渣中含有大量氯化鈣,很難加以利用且污染性較強(qiáng)。因此,采用氨堿法生產(chǎn)的純堿企業(yè)一般都沿?;蜓睾硬季?,工廠選址受限。


3、聯(lián)堿法生產(chǎn)工藝       


聯(lián)堿法將合成氨生產(chǎn)與純堿生產(chǎn)聯(lián)合,利用合成氨廠的氨氣和二氧化碳同時(shí)生產(chǎn)出純堿和氯化銨兩種產(chǎn)品。


聯(lián)堿法產(chǎn)出純堿的反應(yīng)過程與氨堿法相同,同樣是向飽和食鹽水中先后通入氨氣和二氧化碳,生成碳酸氫鈉,再煅燒碳酸氫鈉產(chǎn)出純堿。


與氨堿法相比,聯(lián)堿法的核心創(chuàng)新在于利用不同溫度下溶解度的變化,將反應(yīng)剩余的母液(主要成分為碳酸氫鈉、氯化鈉和氯化銨)降溫,并加入氯化鈉晶體,使氯化銨能以晶體的形式析出。剩余的飽和食鹽水母液可以作為反應(yīng)原料循環(huán)使用。


此外,由于和合成氨廠聯(lián)合生產(chǎn),聯(lián)堿法反應(yīng)中的氨氣和二氧化碳都可以由合成氨廠直接提供。因此,聯(lián)堿法中無需再進(jìn)行石灰石煅燒等一系列反應(yīng)生成二氧化碳。


聯(lián)堿法在氨堿法工藝基礎(chǔ)上改進(jìn)發(fā)展而來,與氨堿法相比主要有以下優(yōu)勢:一是能同時(shí)得到純堿和副產(chǎn)品氯化銨;二是綜合利用了原料資源,既將原鹽的利用率提升到了95%以上,又省去了焦炭和石灰石等資源型原料的投入;三是免去了采礦、運(yùn)礦和石灰窯等一系列輔助設(shè)備的投入;四是避免了氨堿法中大量廢渣和廢液的排放。


但是,與氨堿法相比,聯(lián)堿法也存在一些不足,主要是檢修相對復(fù)雜,以及產(chǎn)出的純堿品質(zhì)控制難度大。此外,聯(lián)堿法生產(chǎn)企業(yè)的利潤同時(shí)受上游原材料合成氨成本和下游氯化銨市場價(jià)格影響。


(二)天然堿法


1、發(fā)展歷史


1849年,拓荒者在美國懷俄明州的甜水河找到了碳酸氫鈉,將其用于洗滌劑和制藥。1905年,美國第一次利用西爾斯湖(Searles Lake)的天然堿嘗試大規(guī)模生產(chǎn)純堿。1938年,美國山間燃料供應(yīng)公司在懷俄明州綠河盆地(Green River Basin, Wyoming)勘探油氣資源時(shí),發(fā)現(xiàn)了世界最大的天然堿礦,之后美國純堿工業(yè)以其得天獨(dú)厚的天然堿資源優(yōu)勢迅速發(fā)展起來。至1976年,美國通過天然堿法產(chǎn)出的純堿占其國內(nèi)總產(chǎn)量的70%,到1982年該比例高達(dá)94%,之后美國的純堿幾乎全部采用天然堿法生產(chǎn)。


目前全世界已探明的天然堿礦只分布于美國、中國、土耳其、墨西哥和非洲南部等少數(shù)國家和地區(qū),其中美國、土耳其和中國是主要的天然堿法生產(chǎn)國。天然堿法工藝的應(yīng)用受限于資源的地理位置、供應(yīng)等基礎(chǔ)條件,與其他兩種主流生產(chǎn)工藝相比,最大優(yōu)勢在于成本較低。


2、天然堿法生產(chǎn)工藝


根據(jù)堿礦成分的不同,天然堿法生產(chǎn)工藝主要分為蒸發(fā)法和碳化法兩種。對于以晶堿石(Na2CO3?NaHCO3?2H2O)為主要成分的天然堿礦,一般采用蒸發(fā)法生產(chǎn)工藝,通過分解或中和的方式使晶堿石中的碳酸氫鈉分解,再蒸發(fā)提純制得純堿。對于堿、硝、鹽共生的泡堿型天然堿湖水或者主要成分為泡堿(Na2CO3?10H2O)的固體礦,一般采用鹵水碳化法生產(chǎn)工藝,提取天然鹵水進(jìn)行碳化、干燥和煅燒,生產(chǎn)出純堿。


(三)輕堿制重堿工藝


無論是合成堿法還是天然堿法,生產(chǎn)出來的純堿均為輕堿。輕堿經(jīng)再加工制得重堿。目前,主流的加工工藝有水合法和擠壓法兩種。水合法是將輕堿加水結(jié)晶生成一水合碳酸鈉,再加熱趕出結(jié)晶水,制得的重堿保留了結(jié)晶的形態(tài),結(jié)構(gòu)比輕堿更為密實(shí)。擠壓法采用純機(jī)械在兩輥之間通過高壓將輕堿擠壓成薄而硬的堿餅,然后破碎堿餅篩選出最佳粒度,再將過粗的顆粒重新破碎,過細(xì)的顆粒重返擠壓,即制得重堿。


四、純堿的產(chǎn)業(yè)鏈基本情況


(一)純堿產(chǎn)業(yè)鏈概況


天然堿法制堿的上游為天然堿礦,氨堿法制堿的上游是原鹽和石灰石,聯(lián)堿法制堿的上游是原鹽和合成氨。制堿的燃料主要是動力煤,個別企業(yè)也會用到天然氣。


純堿工業(yè)的主要產(chǎn)品是輕堿和重堿,重堿由輕堿加工轉(zhuǎn)化而來。聯(lián)堿法生產(chǎn)純堿會產(chǎn)出副產(chǎn)品氯化銨,簡稱氯銨,又稱鹵砂,是一種速效氮素化學(xué)肥料,也可用于電池制造、電鍍、印染等。


輕堿主要用于日用玻璃行業(yè)、洗滌劑和食品行業(yè)等。重堿主要用于生產(chǎn)平板玻璃。無機(jī)鹽領(lǐng)域根據(jù)行業(yè)的不同選擇使用輕堿和重堿。洗滌劑和氧化鋁行業(yè)的部分下游企業(yè)可以根據(jù)純堿和燒堿的價(jià)格變化對窯爐進(jìn)行改造更換投料,降低生產(chǎn)成本。



(二)純堿的上游行業(yè)概況


由于生產(chǎn)工藝不同,生產(chǎn)純堿所用的原料也不相同。氨堿法生產(chǎn)純堿的主要原料是原鹽和石灰石,聯(lián)堿法的主要原料是原鹽和合成氨,天然堿法生產(chǎn)純堿的主要原料為天然堿礦。三種制堿工藝的主要燃料都是動力煤。因此,純堿的上游為原鹽、石灰石、合成氨和動力煤。


1、原鹽行業(yè)


原鹽又稱工業(yè)鹽,是鹽化工的源頭,是基礎(chǔ)化學(xué)產(chǎn)品鹽酸、燒堿、純堿、氯化銨和氯氣等的主要生產(chǎn)原料。我國鹽業(yè)資源儲量豐富,生產(chǎn)形式多樣,按照鹽場生產(chǎn)方式主要劃分為井礦鹽、海鹽和湖鹽。2018年我國原鹽產(chǎn)量為9065萬噸,其中井礦鹽占比58.5%,海鹽占比29.5%,湖鹽占比12.0%。純堿和燒堿兩個行業(yè)消耗的原鹽占總產(chǎn)量的90%以上。


我國原鹽供給發(fā)展趨向市場化。21世紀(jì)以來,我國原鹽產(chǎn)能急速擴(kuò)容,2008年原鹽新增產(chǎn)能增長率達(dá)到頂峰,后受“十二五”兩堿產(chǎn)業(yè)計(jì)劃影響,下游消費(fèi)增速顯著回落。2015年以來,雖然海鹽、湖鹽新增產(chǎn)能調(diào)整,但隨著制鹽設(shè)備升級投產(chǎn)和全國工業(yè)園區(qū)發(fā)展,井礦鹽產(chǎn)能仍維持增長,全國原鹽供應(yīng)能力持續(xù)上升。2017年國家實(shí)施鹽業(yè)體制改革,放開鹽價(jià)、取消食鹽準(zhǔn)運(yùn)證、允許有條件的流通銷售和跨區(qū)域經(jīng)營。2018年改革持續(xù)深化,多省(市、自治區(qū))政企分離撤銷鹽務(wù)局,打破區(qū)域壟斷。隨著大健康和消費(fèi)升級影響,未來原鹽企業(yè)將圍繞高端鹽品類展開競爭。


2、石灰石行業(yè)


石灰石是石灰?guī)r作為礦物原料的商品名稱,主要成分為碳酸鈣,用途極廣。石灰?guī)r以其在自然界中分布廣、易于獲取的特點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用,作為重要的建筑材料有著悠久的開采歷史。在現(xiàn)代工業(yè)中,石灰石是制造水泥、石灰、電石的主要原料,是氨堿法生產(chǎn)純堿的重要原料之一,也是冶金工業(yè)中不可缺少的熔劑。優(yōu)質(zhì)石灰石經(jīng)超細(xì)粉磨后,被廣泛應(yīng)用于造紙、橡膠、油漆、涂料、醫(yī)藥、化妝品、飼料、密封、粘結(jié)、拋光等產(chǎn)品的制造中。石灰?guī)r是不可再生資源,隨著科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步發(fā)展,石灰石的應(yīng)用領(lǐng)域還將進(jìn)一步拓寬。


我國是世界上石灰?guī)r礦資源最豐富的國家之一。據(jù)原國家建材局地質(zhì)中心統(tǒng)計(jì),全國石灰?guī)r分布面積達(dá)43.8萬平方公里,約占國土面積的1/20,幾乎在各?。ㄊ小⒆灾螀^(qū))都有分布。全國已發(fā)現(xiàn)水泥石灰?guī)r礦點(diǎn)約七、八千處,其中已探明儲量的有1286處,共計(jì)保有礦石儲量542億噸。其中石灰?guī)r儲量504億噸,占93%;大理巖儲量38億噸,占7%。


隨著我國城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃的不斷完善和落實(shí),考慮到保護(hù)環(huán)境和生態(tài)平衡、防止水土流失、維護(hù)風(fēng)景旅游資源等方面的要求,適合開采的石灰?guī)r數(shù)量在逐步減少。


3、合成氨行業(yè)   


合成氨由氮和氫在催化劑下高溫高壓合成制得,主要用于制造氮肥和復(fù)合肥料。目前國內(nèi)使用的氮肥,諸如尿素、硝酸銨、磷酸銨、氯化銨以及各種含氮復(fù)合肥都是由氨為原料生產(chǎn)的。


全球合成氨年產(chǎn)量在1億噸以上,其中八成合成氨用于生產(chǎn)化學(xué)肥料,另外兩成用作其他化工產(chǎn)品原料。


我國合成氨行業(yè)在合成技術(shù)和產(chǎn)量方面都達(dá)到了世界先進(jìn)水平,目前我國已經(jīng)成為世界上最大的合成氨生產(chǎn)國,產(chǎn)量占到世界總產(chǎn)量的1/3。我國合成氨行業(yè)產(chǎn)能在經(jīng)歷了快速增長期之后,于2014年首次出現(xiàn)了負(fù)增長。受產(chǎn)能過剩和《石化和化學(xué)工業(yè)發(fā)展規(guī)劃(2016年-2020年)》影響,未來合成氨的產(chǎn)能增長將逐漸放緩。鑒于我國合成氨行業(yè)能耗相對較高,原料、生產(chǎn)裝置及技術(shù)改進(jìn)將是未來決定合成氨行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵。


中國合成氨生產(chǎn)工藝中,以煤作為原料的產(chǎn)能占比達(dá)75.2%,以天然氣作為原料的產(chǎn)能占22.2%,以焦?fàn)t煤氣作為原料的產(chǎn)能占2.1%。天然氣是合成氨最理想的生產(chǎn)原料,我國富煤貧油少氣的能源結(jié)構(gòu)造成了以天然氣為原料的合成氨產(chǎn)能占比逐年遞減。


4、煤炭行業(yè)


煤炭是我國的主要能源。2018年國家能源局公布的數(shù)據(jù)顯示,我國煤礦產(chǎn)能34.91億噸/年,安全生產(chǎn)許可證等證照齊全的生產(chǎn)煤礦共計(jì)3816處;已核準(zhǔn)(審批)、開工建設(shè)煤礦1138處(含生產(chǎn)煤礦同步改建、改造項(xiàng)目96處),產(chǎn)能共計(jì)9.76億噸/年;其中已建成、進(jìn)入聯(lián)合試運(yùn)轉(zhuǎn)的煤礦201處,產(chǎn)能共計(jì)3.35億噸/年。


中國國內(nèi)煤炭主要生產(chǎn)地有山西、內(nèi)蒙古、陜西,產(chǎn)能占全國總產(chǎn)能的比例依次為27.16%、23.78%、11.61%,合計(jì)占比超過60%。


5、天然堿礦


中國天然堿礦主要分布于“二區(qū)一帶”,“兩區(qū)”即桐柏縣的安棚鎮(zhèn)、月河鎮(zhèn)和吳城鎮(zhèn)鹽堿區(qū)以及西藏鹽堿區(qū),“一帶”即東西橫貫吉林-內(nèi)蒙古-青海的北方鹽堿帶。全國共探明儲量約1.45億噸,其中桐柏堿礦儲量占比85%以上,被中國礦協(xié)評為“中國天然堿之都”。


根據(jù)天然堿礦資源的分布情況,我國先后在河南省南陽市桐柏縣和內(nèi)蒙古自治區(qū)錫林郭勒盟蘇尼特右旗烏日根塔拉鎮(zhèn)建立純堿廠,當(dāng)前中國天然堿法制堿的年產(chǎn)能達(dá)到180萬噸。


我國天然堿礦儲量在世界各國中排名第三,僅次于美國和土耳其,但產(chǎn)能和規(guī)模遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于美國,堿礦純度、礦層厚度和開采成本也無法與之相比。


(三)純堿的下游行業(yè)概況


1、平板玻璃行業(yè)


平板玻璃一般用于建筑物的門窗幕墻和內(nèi)部裝飾。平板玻璃行業(yè)選擇重堿作為生產(chǎn)原料,一方面是因?yàn)橹貕A粒度與硅砂粒度較為匹配,配料時(shí)有利于混合均勻;另一方面是因?yàn)橹貕A粒度較大,重量較重,在投料環(huán)節(jié)不易被窯內(nèi)的熱氣流吹散到窯壁,能夠減少對窯爐的侵蝕。


近年來平板玻璃行業(yè)對純堿需求整體呈現(xiàn)“V型”特征。2013-2014年,平板玻璃對純堿的需求量始終保持在1160萬噸以上。2015年,房地產(chǎn)市場降溫明顯,平板玻璃價(jià)格跌破生產(chǎn)成本,窯齡到期的平板玻璃生產(chǎn)線集中冷修,致使下游對重堿的需求量明顯下滑。2016年,隨著房地產(chǎn)市場逐漸回暖,平板玻璃價(jià)格快速上漲,刺激冷修生產(chǎn)線復(fù)產(chǎn),平板玻璃產(chǎn)量逐漸提高,帶動對純堿的需求穩(wěn)步提升。2018年,玻璃行業(yè)消費(fèi)重堿1303萬噸,環(huán)比增長9.9%,需求保持在近5年來的較高水平。



2、無機(jī)鹽行業(yè)


純堿的第二大下游是無機(jī)鹽行業(yè),對于純堿需求占比達(dá)11.4%。對于純堿需求形成規(guī)模的無機(jī)鹽行業(yè)主要有硅酸鈉(泡花堿、水玻璃)、碳酸氫鈉(小蘇打)、亞硫酸鈉、硝酸鈉、三聚磷酸鈉、重鉻酸鹽等。


2018年我國硅酸鹽行業(yè)對于純堿需求占比為6.9%,總需求量為173.3萬噸,同比下降5.3%。


2018年我國兩鈉行業(yè)(亞硫酸鈉和硝酸鈉)對于純堿需求量占比為3.0%,總需求量為75.6萬噸,同比下降2.5%。


2018年我國磷酸鹽行業(yè)對純堿需求量占比為1.5%,總需求量38.2萬噸,同比下降12.8%。


3、日用玻璃行業(yè)


日用玻璃包括瓶罐玻璃、器皿玻璃、藝術(shù)玻璃、儀器玻璃、醫(yī)藥用玻璃、保溫瓶玻璃、電光源與照明玻璃等。近年來,我國日用玻璃對輕堿的需求量穩(wěn)中有升。除2015年因環(huán)保因素導(dǎo)致日用玻璃企業(yè)產(chǎn)量下降,引發(fā)純堿需求下滑外,其余年份行業(yè)對純堿需求量均有所增長。2018年中國日用玻璃的純堿總需求量達(dá)到196萬噸,環(huán)比下降5.2%。    


中國日用玻璃行業(yè)主要集中在華東和華中地區(qū)。2018年,華東地區(qū)日用玻璃行業(yè)對純堿的年需求量為79萬噸,占比40.1%;華中地區(qū)年需求量為41萬噸,占比20.7%。


國內(nèi)日用玻璃行業(yè)整體以小型生產(chǎn)企業(yè)為主,行業(yè)發(fā)展正面臨轉(zhuǎn)型升級的陣痛期和發(fā)展期。一方面,行業(yè)規(guī)模有待整合提高;另一方面,生產(chǎn)技術(shù)亟待革新提升。預(yù)計(jì)未來我國日用玻璃行業(yè)對于純堿需求增速將逐步放緩。



4、洗滌劑行業(yè)


2016年,洗滌劑行業(yè)對純堿的需求量達(dá)到最高點(diǎn)194.9萬噸。2018年,受環(huán)保政策影響,洗滌劑行業(yè)產(chǎn)量出現(xiàn)明顯收縮,全行業(yè)的純堿需求總量為183.7萬噸,同比下降3.2%,行業(yè)對純堿需求的增長期基本結(jié)束。


從區(qū)域上看,我國洗滌劑行業(yè)主要分布在華東、華南和華中地區(qū)。2018年,三個地區(qū)消費(fèi)純堿分別占到洗滌劑行業(yè)對純堿總需求量的28.9%、26.3%和20.8%,合計(jì)達(dá)到76%。


從各省(市、自治區(qū))情況來看,2018年廣東洗滌劑行業(yè)對純堿需求排名第一,為45.8萬噸,占行業(yè)對純堿總需求量的24.9%;河南排名第二,為28.5萬噸,占比15.5%;四川排名第三,為18.8萬噸,占比10.2%。


近年來,我國洗滌劑行業(yè)發(fā)展迅速,應(yīng)用范圍涉及日化、洗滌、農(nóng)藥、紡織、石油等多個領(lǐng)域。洗滌劑產(chǎn)品正在持續(xù)擴(kuò)展到更多新技術(shù)領(lǐng)域內(nèi),為新材料、化工、能源等行業(yè)提供支撐。因此,未來洗滌劑行業(yè)對純堿的需求量仍將保持在較為穩(wěn)定的水平。



5、氧化鋁行業(yè)


我國氧化鋁行業(yè)生產(chǎn)工藝主要可分為燒結(jié)法和拜耳法兩種。其中,燒結(jié)法生產(chǎn)工藝選用輕堿作為原料,而拜耳法生產(chǎn)工藝則選用燒堿作為原料。目前我國氧化鋁行業(yè)主要采取拜耳法生產(chǎn),僅山西、重慶地區(qū)部分氧化鋁裝置維持兩種方法共存的生產(chǎn)工藝。


2018年中國氧化鋁行業(yè)對于輕堿的需求總量在50萬噸,連續(xù)5年保持增長勢頭。這一增長的主要原因是近年燒堿價(jià)格漲幅較大,部分氧化鋁企業(yè)為了降低生產(chǎn)成本,由拜耳法改為燒結(jié)法,使用純堿量逐步增長。但考慮到燒結(jié)法制取氧化鋁的工藝難以發(fā)展壯大,氧化鋁行業(yè)對于純堿的需求增長空間比較有限。


五、工業(yè)純堿的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)


(一)工業(yè)碳酸鈉主要品質(zhì)指標(biāo)


國標(biāo)將工業(yè)用碳酸鈉分為兩大類,國標(biāo)I類為特種工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈉,僅設(shè)置優(yōu)等品。國標(biāo)II類為一般工業(yè)用碳酸鈉,包括一般工業(yè)用輕質(zhì)碳酸鈉和一般工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈉兩種,根據(jù)各項(xiàng)指標(biāo)的不同分為優(yōu)等品、一等品和合格品三個等級。


(二)工業(yè)碳酸鈉的國家標(biāo)準(zhǔn)


按照國標(biāo),工業(yè)碳酸鈉檢驗(yàn)的主要指標(biāo)有總堿量、氯化鈉含量等,次要指標(biāo)為鐵含量、硫酸鹽、水不溶物等,另外重質(zhì)碳酸鈉對堆積密度和粒度也有一定要求。


總堿量為工業(yè)碳酸鈉最重要指標(biāo)。特種工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈉優(yōu)等品總堿量(以干基的NaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))不少于99.4%,多適用于制造顯像管玻殼、光學(xué)玻璃等,而一般工業(yè)用碳酸鈉優(yōu)等品總堿量(以干基的NaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))不少于99.2%;一般工業(yè)用碳酸鈉一等品與合格品的總堿量(以干基的NaCO3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))分別不少于98.8%和98.0%。特種工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈉所要求的總堿量高于一般工業(yè)用碳酸鈉。


工業(yè)碳酸鈉中常常含有少量的氯化鈉。氯化鈉對下游玻璃行業(yè)熔窯耐火材料具有較強(qiáng)的腐蝕性,含量越低,腐蝕性越小。在氯化鈉(以干基的NaCl的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))含量指標(biāo)上,國標(biāo)要求特種工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈉優(yōu)等品不高于0.3%,一般工業(yè)用碳酸鈉優(yōu)等品、一等品和合格品分別不高于0.7%、0.9%和1.2%。隨著純堿生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步和市場競爭加劇,現(xiàn)貨市場上重堿在氯化鈉含量上的指標(biāo)要求往往高于國標(biāo)對一般工業(yè)用碳酸鈉優(yōu)等品的指標(biāo)要求。


鐵(Fe)的主要來源是鹽水、吸氨和碳化三個工序中對設(shè)備及管道的腐蝕,鐵含量過高會影響到一水堿結(jié)晶、白度,進(jìn)而影響純堿產(chǎn)品質(zhì)量。特種工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈉優(yōu)等品所要求的鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)(干基計(jì))不大于0.003%,一般工業(yè)用碳酸鈉優(yōu)等品、一等品與合格品鐵的質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別不大于0.0035%、0.006%和0.010%。


硫酸鹽(以干基的SO4的質(zhì)量分?jǐn)?shù)計(jì))含量指標(biāo)僅對特種工業(yè)用重質(zhì)碳酸鈉優(yōu)等品和氨堿法生產(chǎn)的一般工業(yè)用碳酸鈉優(yōu)等品有要求,含量指標(biāo)要求均不大于0.03%。


水不溶物含量控制是為了防止母液中含有的大量懸浮的鈣、鎂等雜質(zhì)在管道上粘附結(jié)垢。


堆積密度、粒度兩項(xiàng)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)僅對重質(zhì)碳酸鈉進(jìn)行規(guī)范。



(三)現(xiàn)貨市場國標(biāo)化程度


純堿現(xiàn)貨國標(biāo)化程度很高,非標(biāo)產(chǎn)品沒有市場空間。根據(jù)中國純堿工業(yè)協(xié)會和百川資訊統(tǒng)計(jì),2018年中國44家純堿生產(chǎn)企業(yè)中,氨堿法和天然堿法產(chǎn)出的國標(biāo)Ⅱ類優(yōu)等品、一等品和合格品合計(jì)占比約為99.5%,聯(lián)堿法產(chǎn)出的國標(biāo)Ⅱ類優(yōu)等品、一等品和合格品合計(jì)占比約為98%,其中重堿滿足國標(biāo)Ⅱ類優(yōu)等品的比例在90%以上。


(四)純堿的質(zhì)量檢驗(yàn)


1、純堿的質(zhì)檢機(jī)構(gòu)


權(quán)威的純堿質(zhì)檢機(jī)構(gòu)包括為 CCIC(中國檢驗(yàn)認(rèn)證集團(tuán),簡稱中檢集團(tuán))和SGS(通標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)服務(wù)有限公司)。


CCIC是經(jīng)國務(wù)院批準(zhǔn)設(shè)立的,以“檢驗(yàn)、鑒定、認(rèn)證、測試”為主業(yè)的跨國檢驗(yàn)認(rèn)證機(jī)構(gòu),創(chuàng)建于1980年。CCIC持有國際資質(zhì)100 項(xiàng),國家級政府機(jī)構(gòu)資質(zhì)250余項(xiàng),國內(nèi)省市級政府機(jī)構(gòu)資質(zhì)100多項(xiàng),服務(wù)范圍涵蓋貿(mào)易、制造業(yè)、消費(fèi)品和服務(wù)業(yè)四大領(lǐng)域,在30多個國家(地區(qū))的主要口岸和貨物集散地設(shè)有機(jī)構(gòu)。


SGS是瑞士SGS集團(tuán)(舊稱瑞士通用公證行,是全球領(lǐng)先的檢驗(yàn)、鑒定、測試和認(rèn)證機(jī)構(gòu))和隸屬于原國家質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局的中國標(biāo)準(zhǔn)技術(shù)開發(fā)公司于1991年共同建成的合資公司,在中國設(shè)立了50多個分支機(jī)構(gòu)和幾十間實(shí)驗(yàn)室,擁有12000多名訓(xùn)練有素的專業(yè)人員。


2、純堿的質(zhì)檢成本


CCIC的質(zhì)檢費(fèi)用按總貨物噸數(shù)收取,目前的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)是1.5元/噸,最低收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為1500元;當(dāng)貨物量超過50000噸時(shí),可以給予一定的價(jià)格優(yōu)惠,優(yōu)惠后的收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為1.2元/噸。


SGS的質(zhì)檢費(fèi)用收取標(biāo)準(zhǔn)分兩類:一是檢驗(yàn)當(dāng)?shù)赜匈|(zhì)檢分支機(jī)構(gòu)的,質(zhì)檢費(fèi)用按總貨物噸數(shù)收?。簡蝺r(jià)1.5元/噸,最低收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)為4500元;二是當(dāng)?shù)責(zé)o質(zhì)檢分支機(jī)構(gòu),需在上述收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)基礎(chǔ)上增加差旅費(fèi),200公里以內(nèi)加收500元差旅費(fèi),200-300公里加收1000元差旅費(fèi)。另外,如果貨物量較大,可以給予一定的優(yōu)惠,當(dāng)貨物量超過10000噸時(shí),優(yōu)惠價(jià)格為1.2元/噸;貨物量超過15000噸時(shí),優(yōu)惠價(jià)格為1元/噸。


當(dāng)貨物量較大時(shí),CCIC和SGS均可以給予一定優(yōu)惠,但質(zhì)檢費(fèi)用無明確上限。以下是CCIC和SGS提供的收費(fèi)報(bào)價(jià)計(jì)算結(jié)果,兩家機(jī)構(gòu)質(zhì)檢費(fèi)用對比如下表所示:



責(zé)任編輯:劉文強(qiáng)

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