基于文獻(xiàn)計(jì)量分析磷渣資源化的研究動(dòng)態(tài)*

師雁，劉紅盼，尚志標(biāo)

（1.紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司玉溪卷煙廠，云南玉溪653100；2.昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，云南昆明650500）

基于文獻(xiàn)計(jì)量分析磷渣資源化的研究動(dòng)態(tài)*

師雁1，劉紅盼2*，尚志標(biāo)2

（1.紅塔煙草（集團(tuán)）有限責(zé)任公司玉溪卷煙廠，云南玉溪653100；2.昆明理工大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院，云南昆明650500）

磷渣（或稱黃磷爐渣）是電爐法制備黃磷過程中的固體廢物，對(duì)其資源化的研究具有廣闊的前景，但目前國(guó)內(nèi)外對(duì)磷渣資源化的研究動(dòng)態(tài)還不夠系統(tǒng)和深入。本文針對(duì)ISI Web of Knowledge中的Science Citation Index Expanded（SCI-E）引文數(shù)據(jù)庫(kù)和CNKI中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)，采用文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法對(duì)主題詞為“磷渣”或“黃磷爐渣”的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，以客觀反映磷渣資源化領(lǐng)域的發(fā)展現(xiàn)狀。結(jié)果表明，國(guó)外的研究文獻(xiàn)數(shù)量處于上升趨勢(shì)，學(xué)科理論進(jìn)一步發(fā)展；國(guó)內(nèi)的研究文獻(xiàn)數(shù)量則呈現(xiàn)不規(guī)則震蕩，理論較為完善。在國(guó)際上中國(guó)在該領(lǐng)域的發(fā)文量位居第一；MARUOKA N發(fā)文量最多；日本東北大學(xué)在該領(lǐng)域的發(fā)文量位居第一，在國(guó)際上占有重要地位。國(guó)內(nèi)蘇毅對(duì)該領(lǐng)域有較深的研究；昆明理工大學(xué)對(duì)該領(lǐng)域的研究較為頻繁。對(duì)磷渣資源化的研究主要集中于水泥工業(yè)、農(nóng)用硅鈣肥、制磚、微晶玻璃等產(chǎn)品，分析結(jié)果為磷渣資源化的研究和實(shí)踐提供理論支撐。

磷渣；文獻(xiàn)計(jì)量；研究動(dòng)態(tài)

黃磷是一種重要的可用于化工、農(nóng)藥等多領(lǐng)域的基礎(chǔ)工業(yè)原料，主要是由磷礦（磷塊巖和磷灰石）制備。目前對(duì)于磷礦的開發(fā)利用，主要有兩種方式[1-5]：（1）濕法加工制備磷酸，利用磷礦與某種無機(jī)酸反應(yīng)，經(jīng)過濾分離來生產(chǎn)磷酸的工藝；（2）熱法加工制備磷酸，是通過加熱還原磷礦制得黃磷，然后將磷燃燒水合生產(chǎn)磷酸。由濕法制備磷酸過程中衍生的副產(chǎn)物磷石膏（CaSO4·2H2O）主要用于硅酸鹽水泥的制備；對(duì)于熱法制備磷酸過程中產(chǎn)生的黃磷爐渣等固體廢物，主要用于水泥、硅鈣肥、微晶玻璃等產(chǎn)品的制備。

SCI（Science Citation Index）是美國(guó)科學(xué)情報(bào)研究所ISI（Institute for Scientific Information）出版的期刊文獻(xiàn)檢索工具，所收錄的文獻(xiàn)覆蓋了全世界最重要和最有影響力的研究成果，成為世界公認(rèn)的自然科學(xué)領(lǐng)域最為重要的評(píng)價(jià)工具，并于1997年利用互聯(lián)網(wǎng)的開放環(huán)境，將SCI、SSCI（Social Sciences Citation Index）、A&HCI（Art&Humanities Citation Index）整合，創(chuàng)建了網(wǎng)絡(luò)版的多學(xué)科引文數(shù)據(jù)庫(kù)--Web of Science。CNKI是目前國(guó)內(nèi)最大的連續(xù)動(dòng)態(tài)更新的中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)，該庫(kù)收錄國(guó)內(nèi)8200多種重要期刊，文獻(xiàn)收錄全面，來源廣泛、真實(shí)性強(qiáng)，具有較高的的準(zhǔn)確性和可靠性。CNKI已經(jīng)成為國(guó)內(nèi)研究論文的主要獲取途徑，也是研究者分析特定領(lǐng)域國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)的主要依據(jù)[6]。

文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)是對(duì)各種類型文獻(xiàn)的數(shù)量、結(jié)構(gòu)和運(yùn)用上的研究與分析，是研究學(xué)科結(jié)構(gòu)、預(yù)測(cè)學(xué)科發(fā)展趨勢(shì)最有效的理論方法之一[7]。本文就磷渣資源化領(lǐng)域的相關(guān)文獻(xiàn)進(jìn)行計(jì)量分析，以便科研工作者準(zhǔn)確掌握該領(lǐng)域的研究現(xiàn)狀及前沿動(dòng)態(tài)，了解該領(lǐng)域的整體研究狀況，指導(dǎo)未來的研究方向。

1 數(shù)據(jù)來源與分析內(nèi)容

1.1 數(shù)據(jù)源

本研究數(shù)據(jù)來源于中國(guó)知識(shí)資源總庫(kù)（CNKI）中的中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)和ISI Web of Knowledge的Web of Science（以下簡(jiǎn)稱WOS）中SCIE（Science Citation Index Expanded）引文數(shù)據(jù)庫(kù)。其中CNKI中國(guó)期刊全文數(shù)據(jù)庫(kù)是中國(guó)國(guó)內(nèi)對(duì)磷渣資源化的研究文獻(xiàn)，SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)檢索的是國(guó)際上對(duì)磷渣資源化的研究文獻(xiàn)，數(shù)據(jù)采集時(shí)間跨度為英文文獻(xiàn)：1998～2015年，中文文獻(xiàn)：1956～2015年。

1.2 數(shù)據(jù)采集

在CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中以主題為檢索項(xiàng)，以“磷渣”或“黃磷爐渣”為字段進(jìn)行檢索，檢索范圍為期刊、博士論文、碩士論文和國(guó)內(nèi)會(huì)議，時(shí)間跨度1956～2015年，檢索截止時(shí)間為2015年11月16日，共檢索到文獻(xiàn)題錄1008條。在SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)中選用普通檢索方式，檢索式定為（phosphorous slag）OR（phosphorus slag）OR（phosphor slag）共檢索639條結(jié)果，檢索年限為1998～2015年（篇數(shù)的更新時(shí)間為2015年11月13號(hào)，由于數(shù)據(jù)庫(kù)的滯后性，2015年的數(shù)據(jù)不完整）。對(duì)檢索出的文獻(xiàn)用WOS自帶的結(jié)果分析軟件進(jìn)行分析，部分?jǐn)?shù)據(jù)用Excel進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。統(tǒng)計(jì)時(shí)均以第一作者、第一研究機(jī)構(gòu)為基準(zhǔn)。

1.3 分析指標(biāo)和內(nèi)容

對(duì)于分析，常用的分析指標(biāo)為年發(fā)文量、來源數(shù)據(jù)庫(kù)、作者、期刊分布、關(guān)鍵詞和引文分析5項(xiàng)。（1）年發(fā)文量及來源數(shù)據(jù)庫(kù)：每年發(fā)表相關(guān)內(nèi)容的文獻(xiàn)總數(shù)及數(shù)據(jù)庫(kù)來源；（2）要作者：分析在磷渣或黃磷爐渣領(lǐng)域中的主要研究者；（3）期刊分布：刊載有關(guān)磷渣或黃磷爐渣方面的期刊情況；（4）關(guān)鍵詞頻分析：分析可以從成果數(shù)量的角度反映出該研究的熱點(diǎn)和弱項(xiàng)[8]；（5）引文分析：科研工作者、科研機(jī)構(gòu)或者國(guó)家在一定時(shí)間內(nèi)的總引用篇數(shù)。能夠反映研究成果的使用價(jià)值。

2 結(jié)果分析

2.1 國(guó)際研究現(xiàn)狀

2.1.1 國(guó)際磷渣研究的總體概況根據(jù)文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)理論，對(duì)某一學(xué)科、某一專題的論文按發(fā)表年代進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析可從時(shí)間概念上了解該項(xiàng)研究的發(fā)展情況[9]。通過檢索WOS引文數(shù)據(jù)庫(kù)中SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的所有年份里的關(guān)于（phosphorous slag）OR（phosphorus slag）OR（phosphor slag）的相關(guān)文獻(xiàn)共639篇。在1998～2015年統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)，按發(fā)表年份匯總分析檢索到的所有文獻(xiàn)，結(jié)果見圖1。

圖1 SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)中磷渣資源化文獻(xiàn)的年度分布Fig.1 Annual distribution of phosphorus slag process based on SCIE

從圖1中可以看出，關(guān)于磷渣資源化的論文量從1998年至2014年呈上升趨勢(shì)（除2015年），到2013年發(fā)文量達(dá)到最高76篇。在統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)檢索出的文獻(xiàn)中，按照文獻(xiàn)類型來分，以研究論文為主（616篇），占全部發(fā)表文獻(xiàn)的96.40%。而從發(fā)表文獻(xiàn)的語(yǔ)種來看，排位最前的是英語(yǔ)，占91.71%，日語(yǔ)其次，占5.16%。從1998～2015年SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)收錄的有關(guān)磷渣資源化論文的期刊所屬學(xué)科看，該領(lǐng)域主要涉及的相關(guān)研究學(xué)科見表1。

表1 1998～2015年SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)中排名前10的主要領(lǐng)域Tab.1 Top 10 major area based on SCIE during 1998～2015

其中冶金工程是最重要的涉及研究方向，占發(fā)文量的41.63%。發(fā)文量大于10%的還有生態(tài)環(huán)境科學(xué)、工程學(xué)和材料科學(xué)這3個(gè)學(xué)科。

2.1.2 主要研究國(guó)家按照全部作者統(tǒng)計(jì)，1998～2015年SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)中磷渣資源化研究發(fā)文量排前10的國(guó)家見表2，其中中國(guó)發(fā)文量居世界之首，總計(jì)有195篇磷渣資源化技術(shù)研究論文有中國(guó)的參與，約占全部論文的30.52%，在該領(lǐng)域占據(jù)主導(dǎo)地位；日本發(fā)文量居第二位，其中有113篇，占全部論文的17.68%；美國(guó)的發(fā)文量為55篇，居第三位，可見中國(guó)有關(guān)該領(lǐng)域的研究在世界上處于領(lǐng)先水平。

表2 1998～2015年SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)文量排前10的國(guó)家Tab.2 Top 10 country publishing articles based on SCIE during 1998～2015

2.1.3 主要作者統(tǒng)計(jì)范圍內(nèi)，磷渣資源化研究領(lǐng)域發(fā)文量排名前10位作者見表3，他們總共發(fā)文116篇，占全部作者發(fā)文量總數(shù)的18.15%。發(fā)文量居前3位的作者分別是MARUOKA N、DRIZO A和NAGASAKAT，這3位作者的發(fā)文量合計(jì)占到前10名作者發(fā)文量的31.90%。

表3 1998～2015年SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)文量排名前10的作者Tab.3 Top 10 author publishing articles based on SCIE during 1998～2015

2.1.4 主要研究機(jī)構(gòu)統(tǒng)計(jì)年度內(nèi)，本文選取了發(fā)文量排名前10的機(jī)構(gòu)進(jìn)行了研究。表4為發(fā)文量排前10的研究機(jī)構(gòu)。這些機(jī)構(gòu)共發(fā)文217篇，占全部檢索結(jié)果的33.96%。發(fā)文量在40篇以上的機(jī)構(gòu)有兩家，分別是日本東北大學(xué)43篇，北京科技大學(xué)40篇。發(fā)文量在10篇以上的機(jī)構(gòu)有10家。在排名前10的機(jī)構(gòu)中有5個(gè)來自中國(guó)，說明了在研究磷渣資源化問題上中國(guó)相較于其他國(guó)家還是有一定優(yōu)勢(shì)的。

表4 1998～2015年SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)文量排前10的機(jī)構(gòu)Tab.4 Top 10 institution publishing articles based on SCIE during 1998～2015

2.1.5 主要期刊限于篇幅，僅列出發(fā)文量較高的10種主要期刊，見表5。影響因子常用來評(píng)估同一研究領(lǐng)域不同期刊的相對(duì)重要程度。這10中期刊中，影響因子最高的是WATER RESEARCH，發(fā)文量為20篇。發(fā)文量最高的是ISIJINTERNATIONAL，發(fā)文量為72篇，位居第一。國(guó)際刊物排名前十的期刊累計(jì)載文達(dá)到274篇，占總數(shù)的42.88%，他們的平均影響因子為1.719，其中3個(gè)期刊來自英國(guó)，2個(gè)來自日本，1個(gè)來自美國(guó)，1個(gè)來自荷蘭，1個(gè)來自德國(guó)，1個(gè)來自意大利，1個(gè)來自中國(guó)，可見英國(guó)在該領(lǐng)域有著重要地位。中國(guó)的JOURNAL OF IRONAND STEELRESEARCH期刊進(jìn)入到排名前10的SCI期刊當(dāng)中。

表5 1998～2015年SCIE數(shù)據(jù)庫(kù)中刊發(fā)論文量前10的期刊Tab.5 Top 10 journals publishing articles based on SCIE during 1998～2015

2.1.6 磷渣資源化的高被引論文分析學(xué)術(shù)界在一定時(shí)期內(nèi)對(duì)某一領(lǐng)域關(guān)注的重點(diǎn)及關(guān)注的程度可通過高被引論文來反映。被引次數(shù)排在前10的論文總被引次數(shù)為1043次。由Sakadevan,K撰寫的文章被引頻次最高為257次。被引頻次最高的3篇分別刊登在WATER RESEARCH和RESOURCES CONSERVATIONANDRECYCLING。該領(lǐng)域被引次數(shù)排在前10名的論文見下表6。

表6 SCIE中磷渣資源化技術(shù)研究被引頻次居前10的文獻(xiàn)Tab.6 Top 10 literature of cited articles on utilization of phosphorus slag by SCIE

上述高被引論文全部是多作者合作，包括多國(guó)作者共同合作的結(jié)果，反映出對(duì)黃磷爐渣的研究呈現(xiàn)機(jī)構(gòu)之間、國(guó)家之間頻繁合作的趨勢(shì)。

2.2 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀

2.2.1 論文年度變化趨勢(shì)文獻(xiàn)的數(shù)量在一定程度上反映了該領(lǐng)域的研究水平和發(fā)展程度，對(duì)磷渣研究的文獻(xiàn)年度分布見圖2。

圖2 CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中磷渣文獻(xiàn)的年度分布Fig.2 Annual distribution of phosphorus slag process based on CNKI

國(guó)內(nèi)對(duì)磷渣資源化的研究量從2002年開始有上升趨勢(shì)，在此之前只有少量的研究。2006年發(fā)文量接近50篇，對(duì)磷渣或黃磷爐渣的研究逐漸得到關(guān)注。

1973年，在《天津化工》上發(fā)表的《電爐黃磷爐渣試制水泥》，首次提出了利用黃磷爐渣制備水泥的資源化方法；1982年，提出利用黃磷爐渣生產(chǎn)陶瓷墻磚的新思路；1986年，廣西磷酸鹽化工廠科研所的科技人員利用黃磷電爐水淬渣成功制備了硅鈣磷素肥，隨后十年間開啟了對(duì)黃磷爐渣制硅鈣肥的研究；2003年，曹建新在《貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）》首次提出以黃磷爐渣為主要原料用燒結(jié)法制備微晶玻璃，但對(duì)磷渣中含有的P2O5、F-以及少量的Fe2O3、MnO2等晶核劑的析晶機(jī)理缺乏相應(yīng)的探討。隨后幾年對(duì)微晶玻璃的研究趨于低迷，2014年黃小鳳課題組對(duì)自然冷卻態(tài)黃磷爐渣制備微晶玻璃過程中固有的晶核劑的析晶機(jī)理進(jìn)行了探討。2007年，蘇毅等在《無機(jī)鹽工業(yè)》上提出利用磷酸浸取黃磷爐渣制沉淀二氧化硅的研究揭開了黃磷爐渣用于提取精細(xì)材料的序幕；隨后一段時(shí)間，黃禮麗、唐利平等分別用鹽酸、磷酸浸取黃磷爐渣制備白炭黑，何登良以黃磷爐渣為原料制備球形碳酸鈣，劉來寶在水熱條件下利用黃磷爐渣廢料制備碳酸鈣晶須，蘇毅開展了對(duì)黃磷爐渣制取無機(jī)高分子絮凝劑聚硅酸鐵方法的探討。

2.2.2 主要作者表7是發(fā)文量排前10的作者。

表7 1956～2015年CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)文量排在前10的作者Tab.7 Top 10 author publishing articles based on CNKI during 1956～2015

從表7中看出，楊華全是發(fā)文量最多的作者，發(fā)文量為22篇，其次是蘇毅，發(fā)文量為21篇。

關(guān)于磷渣的研究作者并不是很多，其中發(fā)文量在10篇以上的有15人，5篇以上的有40人。一般來說，某領(lǐng)域的主要研究者就是該領(lǐng)域的核心作者。根據(jù)普賴斯理論，核心作者中發(fā)文量最多作者所發(fā)論文量（Nmax）與發(fā)文量最少作者所發(fā)論文量（Nmin）之間有如下關(guān)系［10］：

利用式上式計(jì)算得出，本領(lǐng)域核心作者最低發(fā)文量應(yīng)為Nmin=3.5篇，因此可以判定發(fā)表4篇及以上的作者方可成為本領(lǐng)域的核心作者。

2.2.3 主要研究機(jī)構(gòu)研究和分析文獻(xiàn)作者所在的機(jī)構(gòu)或單位，可揭示我國(guó)磷渣資源化的研究機(jī)構(gòu)，有助于從側(cè)面了解本領(lǐng)域研究人員的分布情況。表8為發(fā)文量位列前10的機(jī)構(gòu)。

表8 1956～2015年CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)中發(fā)文量位列前10名的機(jī)構(gòu)Tab.8 Top 10 institutions publishing articles based on CNKI during 1956～2015

其中，以昆明理工大學(xué)發(fā)文量最多，達(dá)59篇；武漢理工大學(xué)位居第2，發(fā)文量為47篇；第三名是西南科技大學(xué)，發(fā)文量為40篇。從發(fā)文量上來看，排名前10的機(jī)構(gòu)中大部分為高等院校，可見高等院校在磷渣資源化技術(shù)領(lǐng)域具有較強(qiáng)的實(shí)力。

2.2.4 關(guān)鍵詞頻分析關(guān)鍵詞是直接從文獻(xiàn)的題名、正文或文摘中抽取出來出的具有檢索意義的語(yǔ)詞。它是揭示論文主要內(nèi)容的重要方式，是研究主題的高度概括和凝練。近幾年，出現(xiàn)了可進(jìn)行此項(xiàng)分析的文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)方法，同時(shí)也開始利用高頻詞匯歸納研究熱點(diǎn)［11］。表9為在檢索到的1008條文獻(xiàn)中，出現(xiàn)頻次排前10位的關(guān)鍵詞。

表9 出現(xiàn)頻次排名在前10位的關(guān)鍵詞Tab.9 Top 50 keywords by frequency

根據(jù)關(guān)鍵詞出現(xiàn)的頻次，分析得出關(guān)于磷渣的研究較多，磷渣的出現(xiàn)頻次達(dá)到226次，黃磷爐渣出現(xiàn)的頻次為24次?；炷梁湍Y(jié)時(shí)間分別出現(xiàn)了29和16次，說明利用黃磷爐渣制備混凝土的研究較多，是研究的熱點(diǎn)。

2.2.5 引文分析被引次數(shù)是文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)中用來測(cè)度學(xué)術(shù)論文的社會(huì)顯示度和學(xué)術(shù)影響力的重要指標(biāo)。從表10可以看出，被引次數(shù)排在前10位的論文總被引次數(shù)為145次，這10篇論文分布在10種期刊上，被引次數(shù)最高的前3篇論文分別刊登在《貴州化工》、《貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)（自然科學(xué)版）》和《礦冶》上。由陳豪立撰寫的黃磷爐渣的綜合利用途徑被引頻次高達(dá)44次，該文從利用黃磷爐渣資源化產(chǎn)品的角度出發(fā)，提出了在普通硅酸鹽水泥中作混合材或生料配料生產(chǎn)磷渣水泥，利用黃磷爐渣制備磷渣磚和生產(chǎn)農(nóng)用硅鈣肥。排名第二是曹建新撰寫的文章，被引頻次為21次，該文以黃磷爐渣為主要原料，采用燒結(jié)法生產(chǎn)微晶玻璃，開辟了磷渣資源化利用新途徑。排名第三的蘇毅撰寫的文章被引頻次17次，該文以黃磷爐渣為原料，經(jīng)磷酸浸出、精制、煅燒等工藝處理制備優(yōu)質(zhì)白炭黑和磷酸氫鈣等資源化產(chǎn)品。

3 磷渣資源化技術(shù)

3.1 水泥工業(yè)

磷渣在水泥工業(yè)生產(chǎn)中的應(yīng)用主要體現(xiàn)在作為磷渣水泥摻合料、水泥原料、無熟料水泥和制低熟料磷渣水泥等。磷渣中含有的二氧化硅和氧化鈣代替水泥生產(chǎn)中的黏土和石灰石原料，渣中含有的磷、氟等元素可有助于水泥生產(chǎn)中的礦化作用，增加熟料的易燒性和強(qiáng)度。水淬黃磷爐渣具有較好的潛在活性，其玻璃體礦物容易在堿性條件下被激活、水化、重組、聚合形成類似水泥水化產(chǎn)生的C-S-H凝膠礦物，能起到填充和膠凝的雙重作用。1993年，石云星首次在專利中提出在黃磷爐渣中加入NaOH、NaNO3、Na2SiO3·9H2O、CaCl2、Na2SO4、高嶺土制得水泥[12]。甘立煒等[13]利用黃磷爐渣獲得高強(qiáng)度的加氣混凝土，彌補(bǔ)了混凝土容重偏大和粉磨能耗高的不足，具有較大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì)。陳丹等[14]將磷渣用于水泥生料中，與粉煤灰、硫酸渣等一起煅燒，發(fā)現(xiàn)黃磷渣配料可顯著改善水泥生料的易燒性。Gao等[15]發(fā)現(xiàn)用粒度較細(xì)的黃磷爐渣可降低水泥生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的孔隙，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

3.2 農(nóng)用硅鈣肥

磷渣中含有豐富的磷元素，這些“殘磷”是在黃磷生產(chǎn)過程中磷礦中的磷不完全蒸發(fā)形成的，大部分以P2O5形式存在，可被農(nóng)作物較好吸收；爐渣中的硅元素具有增加土壤松散性、抗病蟲害、抗倒伏、增加水稻產(chǎn)量的作用，在低硅土壤中施用能大幅提高農(nóng)作物產(chǎn)量；同時(shí)磷渣中也含有大量的鈣元素，對(duì)一些多雨而導(dǎo)致土壤鈣流失嚴(yán)重的地區(qū)可作鈣肥使用[16，17]。1995年，葉相明等首次申請(qǐng)了以黃磷礦渣作為原料加入可溶于水的硅酸鹽制作硅肥的專利[18]。李發(fā)林等[19]分析了云南省近十年試驗(yàn)資料，發(fā)現(xiàn)施用黃磷爐渣硅肥可平均增產(chǎn)6.96%～8.39%；其增產(chǎn)原因主要是減少水稻病害損失和改善經(jīng)濟(jì)性狀。并探討了當(dāng)土壤有效SiO2在400mg·kg-1以下時(shí)，田塊施用黃磷渣硅肥有顯著增產(chǎn)效果，其適宜施用量為600kg·（hm2）-1。

3.3 制磚

2000年鄧惠清首次申請(qǐng)了以黃磷爐渣為主料，輔以水泥、石灰、粘土等制作標(biāo)磚和灰沙[20]。其后的專利申請(qǐng)主要以兩個(gè)方向?yàn)橹鳎阂皇呛土资嗷旌?，添加其它輔料成分制作磚；二是和水泥混合，添加其它輔料成分制作磚。曹建新等[21]添加了40%的黃磷爐渣代替頁(yè)巖或部分黏土制備燒結(jié)磚，能夠顯著降低磚的燒成溫度。2009年11月，貴州開磷集團(tuán)利用磷石膏、磷渣研發(fā)處理磷渣-磷石膏磚[22]，產(chǎn)品質(zhì)量均達(dá)到國(guó)家現(xiàn)行有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。

3.4 微晶玻璃

微晶玻璃是一種內(nèi)部具有纖細(xì)顯微結(jié)構(gòu)的多晶新型材料，黃磷爐渣中含有的二氧化硅、氧化鈣和三氧化二鋁也是微晶玻璃的主要組成，可添加輔料配成微晶玻璃所需的三元相圖。2006年，程金樹等首次在黃磷爐渣領(lǐng)域申請(qǐng)相關(guān)專利，他采用黃磷爐渣和廢玻璃、鉭鈮廢礦及其它輔料制備得到微晶玻璃[23]。楊家寬等[24]直接以熔融態(tài)黃磷渣為原料，通過添加合適的輔料再將其進(jìn)行一定的熱處理得到高性能的微晶玻璃材料。這種方法的實(shí)施可有效利用熔融磷渣的熱能，節(jié)約了能源。覃揚(yáng)頌等[5]對(duì)電爐法制備黃磷過程中產(chǎn)生的黃磷爐渣直接來制備建筑裝飾用微晶玻璃進(jìn)行了可行性探討。劉紅盼等[25]在前人研究的基礎(chǔ)上用熔融法進(jìn)一步探討了TiO2晶核劑對(duì)自然冷卻黃磷爐渣微晶玻璃的析晶行為影響。

3.5 其它

磷渣中含有的SiO2和CaO，可用于提取硅、鈣化合物產(chǎn)品。蘇毅等[26]］采用磷酸浸出方法，以CaH2PO4的形式分離出鈣元素,經(jīng)過浸取、洗滌和煅燒等工序得到白度達(dá)到88%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)為97%的水合二氧化硅產(chǎn)品。馬艷麗等[27]以黃磷爐渣為原料，經(jīng)過硝酸浸出，再采用硫酸沉淀，可得到質(zhì)量分?jǐn)?shù)為99.66%，結(jié)晶水為19.43%的CaSO4·2H2O產(chǎn)品。馬艷麗等[28]同樣以黃磷渣為原料，通過硝酸浸出的方式分離鈣元素后，得到合格的白炭黑產(chǎn)品，并探討了其最佳工藝條件為：攪拌速度為360 r·min-1，反應(yīng)時(shí)間為4 h，反應(yīng)溫度80℃，液固比為10∶1，硝酸含量20%，浸出渣洗滌終點(diǎn)pH值為6.0。Zhou等[29]設(shè)計(jì)石灰粉煤灰基層材料中磷渣摻量可達(dá)到60%～70%，其具有較好的抗裂性，重金屬溶出量達(dá)到國(guó)標(biāo)GB3828-88Ⅴ級(jí)標(biāo)準(zhǔn)。

4 結(jié)論

通過SCIE、CNKI數(shù)據(jù)庫(kù)對(duì)“磷渣”或“黃磷爐渣”進(jìn)行檢索，基于文獻(xiàn)計(jì)量學(xué)，從論文產(chǎn)出、引文分析等多視角對(duì)磷渣或黃磷爐渣的研究國(guó)家、研究者、研究機(jī)構(gòu)、出版刊物、研究?jī)?nèi)容等做了全面的文獻(xiàn)計(jì)量分析。通過分析發(fā)現(xiàn)：

（1）國(guó)際情況國(guó)際上對(duì)磷渣或黃磷爐渣的研究熱度一直處于上升趨勢(shì)。中國(guó)在該領(lǐng)域的發(fā)文量位居第一。MARUOKAN發(fā)文量最多，共13篇。日本東北大學(xué)在該領(lǐng)域的發(fā)文量位居第一，在國(guó)際上占有重要地位。在磷渣資源化領(lǐng)域中機(jī)構(gòu)之間、國(guó)家之間有頻繁合作的趨勢(shì)。

（2）國(guó)內(nèi)情況國(guó)內(nèi)對(duì)于磷渣或黃磷爐渣的研究熱度呈震蕩趨勢(shì)，近兩年有小幅下降。從作者的發(fā)文量來看，蘇毅位居第一，對(duì)該領(lǐng)域有較深的研究。昆明理工大學(xué)對(duì)該領(lǐng)域的研究較為頻繁，并且對(duì)該領(lǐng)域研究較為積極的機(jī)構(gòu)大多是高校。

根據(jù)丁學(xué)東提出的科技文獻(xiàn)增長(zhǎng)4階段理論[10]，通過對(duì)近磷渣或黃磷爐渣的文獻(xiàn)分析，國(guó)內(nèi)的研究處于第4階段較為完善，國(guó)外的研究則處于第3階段，其重要原因是磷化工產(chǎn)業(yè)是高能耗產(chǎn)業(yè)，發(fā)達(dá)國(guó)家主要依靠進(jìn)口，而中國(guó)則是世界磷化工產(chǎn)品出口大國(guó)，對(duì)其研究較多。

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Research trends analysis of utilization of phosphorus slag based on the literature metrology*

SHI Yan1,LIU Hong-pan2*,SHANG Zhi-biao2
（1.Yuxi Cigarette Factory of Hongta Tobacco（Group）Co.,Ltd.,Yuxi 653100,China;2.Faculty of Environmental Science and Engineering,Kunming University of Science and Technology,Kunming 650500,China）

Phosphorus slag or yellow phosphorus slag is a kind of solid waste in the process of yellow phosphorus production with electric furnace,on which the resource ultilization study has a broad prospect;however,the research in this field is not thorough enough broad and home.Literatures containing keyword of phosphorus slag or yellow phosphorus slag indexed by SCI-E Citation Database and by Chinese Journal Full-Text Database retrieval（CNKI）were statistically analyzed by bibliometric methods to find out the development status and trend of the numerical of phosphor slag utilization.The results showed that the number of foreign research literature is rising and further discipline theory development overseas;irregular oscillation in the number of domestic research literature is revealed and it is shown that the theory has been fully developed in China.In this field,China published the most work all over the world,the most productive author was proved to be MARUOKA N,Tohoku University ranked first in terms of the number of work published and holds an important position in the international sense.Su Yi in his abundant work has shown deep insight in this field in China;Researchers from Kunming University of Science and Technology have engaged more frequently in this filed of research.The researches of phosphorus slag have focused on cement industry,agricultural silicon-calcium fertilizer,brick manufacturing,glass-ceramic products and so on, the analysis results of this work provide theoretical support for the research and practice of phosphorus slag resource reuse.

phosphorus slag;literature metrology;research trends

X78

A

10.16247/j.cnki.23-1171/tq.20170149

2016-09-17

昆明理工大學(xué)分析測(cè)試基金（20150471）

師雁（1983－），女，助理工程師，碩士，研究方向：環(huán)境污染控制。