2019年中國磷化工行業(yè)發(fā)展趨勢：磷礦石、黃磷和磷酸供需[圖]

    一、概況

    磷元素廣泛存在生物體和自然界中，是構(gòu)成基礎(chǔ)化工和現(xiàn)代農(nóng)業(yè)不可或缺的元素。磷存在于人體細(xì)胞中，是維持骨骼和牙齒的必要物質(zhì)，幾乎參與所有生理 上的化學(xué)反應(yīng)。單質(zhì)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(jié)晶固體，黑磷是具有金屬光澤的晶體，在同素異形體中反應(yīng)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(lán)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(tuán)聯(lián)結(jié)，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(chǎn)業(yè)以磷礦為基礎(chǔ)原料，主要通過濕法和熱法加工為濕法磷酸和元素磷，進(jìn)而進(jìn)行后加工，生產(chǎn)農(nóng)業(yè)用 的化學(xué)肥料和工業(yè)用的精細(xì)磷化工。廣義的磷化工行業(yè)包括磷復(fù)肥行業(yè)、黃磷 行業(yè)和后加工行業(yè)即磷酸、磷酸鹽和磷化物等，目前我國磷復(fù)肥占到行業(yè)的 76% 左右，11%生產(chǎn)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(jīng)氧化、水化等反應(yīng)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(chǎn)方法國內(nèi)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(jīng)過除塵后使磷冷卻呈液態(tài)，然后將液態(tài)磷經(jīng)燃燒、水化、除霧制成磷酸。

    濕法磷酸是用無機(jī)酸分解磷礦石，分離出粗磷酸，再經(jīng)過凈化后制得磷酸產(chǎn)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(chǎn)于沉積巖，現(xiàn)在已存的含磷 1%的礦石約有 200 種，但是有利用價(jià)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(fù)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(qiáng)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(guān)閉低產(chǎn)礦山。我國 2009 年開始實(shí)施磷礦石出口配額，2016 年國務(wù)院審批通過的《全國礦產(chǎn)資源規(guī)劃（2016-2020 年》首次將磷列為戰(zhàn)略性非金屬礦產(chǎn)。

國內(nèi)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(chǔ)儲量達(dá)到 700 億噸。其中 摩洛哥和西撒哈拉儲量達(dá)到 500 億噸，占到全球基礎(chǔ)儲量的 70%左右，處于絕對領(lǐng)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(dá)到 5%，其他資源主要集中在非洲，中東和美洲。

    世界范圍內(nèi)磷礦石產(chǎn)量主要集中在像美國、中國這樣的消費(fèi)大國和像摩洛哥這樣的資源大國。據(jù)調(diào)查數(shù)據(jù)顯示，2018 年世界磷礦石產(chǎn)量 2.7 億噸，其中中國產(chǎn)量 1.4 億 噸，占比達(dá)到 52%，其次是摩洛哥和美國，年產(chǎn)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(chǎn)量增速大幅降低， 到 2018 年產(chǎn)量增速降至 0.4%，主要由于中國國內(nèi)去產(chǎn)能導(dǎo)致的產(chǎn)量大幅下降。

全球磷礦資源地區(qū)分布

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2018 年世界各國磷礦石產(chǎn)量（億噸）

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世界磷礦石產(chǎn)量和增速

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

國內(nèi)磷礦資源分布集中

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國內(nèi)磷礦石產(chǎn)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(jī)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(dá)到 60%，同時(shí)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(qū)大部分處于內(nèi)陸高原，磷礦運(yùn)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(dá)州，位于美國中部平原，依托港口運(yùn)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(qū)，出口可以方便地通過歐云港運(yùn)到世界各地。

    世界磷礦石的平均品位在 30%左右，達(dá)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(zhì)較多，同時(shí)礦石結(jié)晶之間的膠結(jié) 物發(fā)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(chǎn)品主要為磷肥、黃磷和磷酸鹽，其中磷肥占比最高達(dá)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(fù)合肥等。黃磷作為熱法磷酸、 赤磷和三氯化磷等產(chǎn)品的原材料，磷酸主要用于工業(yè)上金屬處理及干燥劑等， 食品行業(yè)酸味劑和酵母營養(yǎng)劑，以及電子行業(yè)的電子晶片的清洗和蝕刻。

我國磷礦石下游需求產(chǎn)品占比

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    磷礦石是現(xiàn)代農(nóng)業(yè)和化工行業(yè)不可或缺的原料，同時(shí)磷礦石資源具有不可替代性，這種剛性和不可替代性導(dǎo) 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(nóng)業(yè)、糧食和 人口關(guān)系密切，數(shù)據(jù)顯示世界磷礦石消費(fèi)量與世界人口呈現(xiàn)高度正相關(guān)，全球磷礦石（折合 P2O5）表觀消費(fèi)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(xù)增加，世界磷礦石需求也將穩(wěn)步提升。

    中國磷肥市場經(jīng)過了近 20 年左右的高速發(fā)展，已經(jīng)成為磷肥生產(chǎn)大國，行業(yè)進(jìn)入了成熟期， 行業(yè)競爭加劇，利潤普遍下降，伴隨著產(chǎn)能過剩和市場的激烈競爭，虧損企業(yè)較多，行業(yè)內(nèi)資源整合導(dǎo)致磷肥產(chǎn)量趨于平穩(wěn)。另一方面國內(nèi)磷產(chǎn)業(yè)高速發(fā)展 帶來的污染問題日益嚴(yán)重，國家限制磷礦開采和關(guān)閉高污染小產(chǎn)能公司，2018 年 11 月國務(wù)院發(fā)文提出方案，明確要減少化肥、農(nóng)藥使用量，到 2020 年全國農(nóng)作物化肥、農(nóng)藥使用量實(shí)現(xiàn)負(fù)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(shí)行 13%出口退稅以鼓勵(lì)磷礦石出口換取外匯，2003 年我國磷礦石出口量最大達(dá)到 323 萬噸。2001 年之后受到國家對磷礦石資源保護(hù)和限制出口政策影響，國內(nèi) 磷礦石資源出口逐年下降， 2009 年起我國實(shí)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(cè)改革，磷礦石出口關(guān)稅逐漸降低，從 2019 年 1 月 1 日起，國內(nèi)磷礦石出口實(shí)現(xiàn)零關(guān)稅，近兩年出口額有小幅回升。

我國磷礦石出口關(guān)稅逐漸下降

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    2、供給端

    環(huán)保和限產(chǎn)政策下，國內(nèi)磷礦石產(chǎn)量明顯下降。2015 年我國磷礦石產(chǎn)量達(dá)到巔 峰，年產(chǎn)量為 1.3 億噸，從 2016 年開始產(chǎn)量實(shí)現(xiàn)負(fù)增長，2018 年增長率達(dá)到 -27.9%，產(chǎn)量降至 1 億噸以下，目前仍保持下降趨勢。從四大產(chǎn)區(qū)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(nèi)磷礦石產(chǎn)量明顯下降

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國內(nèi)重點(diǎn)省份磷礦石產(chǎn)量變化

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    環(huán)保高壓政策持續(xù)時(shí)間長，中小型落后企業(yè)得到整合，未來產(chǎn)量難以大幅提高。 2016 年以前，國內(nèi)磷礦石開采秩序混亂，小型企業(yè)眾多，這些企業(yè)技術(shù)落后， 資源利用率低，生產(chǎn)對環(huán)境破壞較大。2016 年 5 月中央開始第一輪環(huán)保督察， 逐步關(guān)停這些小型落后產(chǎn)能企業(yè)，2018 年 6 月政策持續(xù)跟進(jìn)，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(huán)保政策又在上海、福建、海南等地展開，預(yù)計(jì)到 2020 年為期三年的環(huán)保核查措施會使得中小型企業(yè)已經(jīng)喪失復(fù)產(chǎn)能力。我國年產(chǎn)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(yè)集中度正在不斷提高。

    進(jìn)入 2019 年三季度以來，由于四川和云南地區(qū)磷礦石價(jià)格已處于較低水平，價(jià)格下跌空間有限，因此三季度磷礦石價(jià)格較為平穩(wěn)。進(jìn)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(xù)收縮的刺激下，下半年磷礦石價(jià)格仍將平穩(wěn)運(yùn)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(zhì)地較軟。黃磷不溶于水，溶于大多數(shù)有機(jī)溶劑，常溫狀態(tài)下為立方 晶型，熔點(diǎn)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(xué)性質(zhì)活潑，幾乎大部分元素均可與磷發(fā)生反應(yīng)生成磷化物，實(shí)驗(yàn)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(jié)合生成的磷酸（霧）。白磷常 溫下可以與空氣中氧氣發(fā)生反應(yīng)，產(chǎn)生火焰。黃磷有劇毒，人的中毒劑量為 15mg， 致死量為 50mg。

    傳統(tǒng)的黃磷制備方法主要分為電爐法和高爐法，其中電爐法產(chǎn)品質(zhì)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(jìn)行熔爐還原，其中要生產(chǎn) 1 噸黃磷， 大約需要 5 噸磷礦石。

    國外發(fā)達(dá)國家黃磷產(chǎn)量與磷礦石產(chǎn)量同步，在上世紀(jì) 80 年代達(dá)到頂峰。國外 黃磷的主要生產(chǎn)國和地區(qū)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(jì) 80 年代產(chǎn)量達(dá)到歷史最高，產(chǎn)量占到世界的 90%左右，之后產(chǎn)能關(guān)閉，目前世界其他國家黃磷產(chǎn)量占比不到 20%。

    中國黃磷產(chǎn)業(yè)從 1978 年改革開 放以來得到快速發(fā)展，截止 2018 年底，中國黃磷產(chǎn)能約為 140 萬噸，比 1978 年增長了 47 倍，生產(chǎn)量世界第一，占到世界總產(chǎn)能的 85%左右，經(jīng)過 40 年的 高速發(fā)展，目前產(chǎn)能嚴(yán)重過剩。

    1、需求端

    在環(huán)保政策高壓下，我國黃磷表觀消費(fèi)量下降明顯。2018 年我國黃磷消費(fèi)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(fèi) 量僅為 64.49 萬噸，同比降幅擴(kuò)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(dá)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(nèi)黃磷表觀消費(fèi)量下降明顯

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2019 年國內(nèi)黃磷消費(fèi)量整體疲軟

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國內(nèi)黃磷主要下游需求結(jié)構(gòu)

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    我國磷酸總產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，需求有所回落。表觀消費(fèi)量約為 172 萬噸，增長緩慢。磷酸下游近 60% 的消費(fèi)還是集中在化肥領(lǐng)域，所以在環(huán)保政策的持續(xù)下，磷酸產(chǎn)能有可能將繼續(xù)下滑。

    在降能耗促環(huán)保的政策下，我國主動(dòng)調(diào)整磷酸產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，發(fā)展高純度濕法磷酸來替代部分熱法磷 酸。2007 年之前國內(nèi)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(chǎn)量約為 380 萬噸，其中濕法磷酸已達(dá)到 100 萬噸，占比達(dá)到 26%。

    智研咨詢發(fā)布的《2020-2026年中國磷化工行業(yè)市場運(yùn)行潛力及競爭格局預(yù)測報(bào)告》數(shù)據(jù)顯示：上世紀(jì) 80 年代，國外工業(yè)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(fā)達(dá)國家工業(yè)磷酸濕法制備占比已經(jīng)達(dá)到 85%，美國甚至達(dá)到了 100%。 濕法磷酸具有能耗低，成本低，市場競爭強(qiáng)的顯著優(yōu)勢，隨著濕法磷酸凈化技 術(shù)的進(jìn)步，熱法磷酸占比將進(jìn)一步下降。

國內(nèi)近幾年磷酸產(chǎn)能和產(chǎn)量（噸）

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2019 年國內(nèi)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(yè)和食品級磷酸，需求增長出現(xiàn)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(dá)到 30%，電鍍氧化為 5%，剩下 2%為耐火材料。傳統(tǒng)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(jī)磷酸鹽。

    我國三聚磷酸鈉主要分布在西南和華中地區(qū)，其中西南占比超過 70%。其下游主要應(yīng)用在陶瓷工業(yè)、洗滌工業(yè)和印刷紡織等，其中工業(yè)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(dǎo)致湖泊富營養(yǎng)化，目前正在被新型環(huán)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(nèi)三聚磷酸鈉 產(chǎn)能嚴(yán)重過剩，開工率不到 50%，2019 年三聚磷酸鈉產(chǎn)量僅為 40.1 萬噸，連 續(xù) 6 年下降。

三聚磷酸鈉下游需求結(jié)構(gòu)

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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(yīng)用；一類是調(diào)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(chǎn)量地域分布較為分散，四川和湖北地區(qū)產(chǎn)量占比最高，分 別達(dá)到 33%和 31%。企業(yè)層面，四川啟明星產(chǎn)能達(dá)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(chǎn)能的能力，并列第二，行業(yè)前十家企業(yè)占行業(yè)總產(chǎn)能的 66.57%。

六偏磷酸鈉產(chǎn)能和產(chǎn)量變化

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    2、供給端

    國內(nèi)供給側(cè)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(dòng)供 給側(cè)改革，淘汰落后產(chǎn)能，加之環(huán)保政策高壓下，2017 年開始黃磷產(chǎn)能有所下降，2018 年產(chǎn)能為 142.45 萬噸，2019 年截至 8 月份產(chǎn)能降至 139.35 萬噸。 2019 年產(chǎn)量明顯收縮，2018 年產(chǎn)量為 80.8 萬噸，增速從 9%下降至 3%，2019 年月度數(shù)據(jù)顯示，幾乎每月產(chǎn)量都同比負(fù)增長，2019 年全年產(chǎn)量僅為 60.49 萬 噸，降幅將達(dá)到 20%。

國內(nèi)黃磷產(chǎn)能和產(chǎn)量（萬噸）

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2019 年國內(nèi)黃磷產(chǎn)量省份分布

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    國內(nèi)黃磷產(chǎn)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(chǎn)業(yè)鏈中端產(chǎn)品，產(chǎn)品價(jià)差較小，所以企業(yè)多建在磷礦石礦場周邊， 降低運(yùn)輸費(fèi)用成本。此外，黃磷制備屬于高能耗行業(yè)，生產(chǎn) 1 噸黃磷需要耗電 14000 度，電費(fèi)在黃磷生產(chǎn)成本占比重超過 50%，水電成為國內(nèi)黃磷生產(chǎn)主要 供電方式，盡管湖北磷礦石資源也相當(dāng)豐富，但是因?yàn)槿狈λ娰Y源支持，比例僅達(dá)到 6%。

    黃磷生產(chǎn)尾氣污染空氣，生產(chǎn)廢料中殘余黃磷有劇毒，國家頒布相關(guān)準(zhǔn)入條例規(guī)范黃磷行業(yè)。2009 年 1 月 1 日國家工業(yè)與信息部制定嚴(yán)格的黃磷行業(yè)準(zhǔn)入條件，條件本著“控制總量、節(jié)約資源、減低能耗、保護(hù)環(huán)境、持續(xù)發(fā)展”原則， 以達(dá)到產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)升級，規(guī)范市場競爭秩序，提高高能耗、高污染、資源型產(chǎn)業(yè)過快增長，制止低水平重復(fù)建設(shè)的目標(biāo)。規(guī)定對原有和現(xiàn)有黃磷裝置粉塵、能耗、尾氣等方面進(jìn)行了明確的規(guī)定，不能達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求的必須在準(zhǔn)入條件實(shí)施兩年內(nèi)進(jìn)行相關(guān)整改，經(jīng)相關(guān)部門驗(yàn)收合格后方能繼續(xù)生產(chǎn)。

2019 年以來黃磷價(jià)格大漲大跌（元/噸）