基于濕、熱法磷加工體系共生耦合的磷資源產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展研究*

馬 航，馮 霄

（西安交通大學(xué)化學(xué)工程與技術(shù)學(xué)院，陜西西安710049）

磷是工業(yè)的基礎(chǔ)元素，在材料、農(nóng)藥、醫(yī)藥、冶金、化工等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，不僅是發(fā)展國民經(jīng)濟(jì)的重要基礎(chǔ)，更是發(fā)展高新技術(shù)的重要支撐。磷是一種寶貴的不可再生資源，截至2012年底，全球磷礦總儲(chǔ)量約為670億t，主要分布在摩洛哥和西撒哈拉、中國、阿爾及利亞、敘利亞、約旦、南非、美國和俄羅斯等9個(gè)國家和地區(qū)，合計(jì)占世界總儲(chǔ)量的94.6%。中國是磷資源大國，目前探明的磷礦資源量約為200 億 t，位居世界前列［1-3］。

進(jìn)入21世紀(jì)以來，隨著工、農(nóng)業(yè)的加速發(fā)展，中國磷礦資源的開采量逐年上漲，資源的消耗和貧化速度越來越快。據(jù)統(tǒng)計(jì)，照中國磷礦資源目前的開采速率，以2013年177.65×108t的資源量計(jì)，2117年后，中國將僅剩下24.4×108t含P2O52%～5%（質(zhì)量分?jǐn)?shù)，下同）的極低品位的磷礦資源，即使通過選礦制得含P2O530%的高品位磷礦，也只能再用10 a，即到2127年中國磷礦資源將面臨枯竭［4］。磷礦資源的加速開采和貧化成為中國磷資源加工產(chǎn)業(yè)不得不面對(duì)的焦點(diǎn)難題。

1 研究基礎(chǔ)

磷化學(xué)工業(yè)包括濕法磷加工與熱法磷加工兩大產(chǎn)業(yè)板塊，如圖1所示。濕法磷加工是指使用硫酸分解磷礦制備濕法磷酸，基于濕法磷酸再生產(chǎn)磷肥、飼料磷酸鈣鹽、凈化磷酸等產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)板塊。熱法磷加工是指使用電爐法將磷礦石中的五價(jià)磷還原為磷單質(zhì)（黃磷），基于黃磷再生產(chǎn)熱法磷酸、磷酸鹽、磷化物等產(chǎn)品的產(chǎn)業(yè)板塊。

圖1 濕法磷加工與熱法磷加工產(chǎn)業(yè)板塊

通過濕法加工獲得的濕法磷酸具有磷酸含量較低、雜質(zhì)含量較高、成本低及易實(shí)現(xiàn)大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)的特點(diǎn)，因此其主要用途是生產(chǎn)市場(chǎng)需求量大、用途較為單一、附加值較低的基礎(chǔ)磷化工產(chǎn)品。例如磷肥行業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)90%以上的濕法磷酸都用于磷肥生產(chǎn)［1］。近年來隨著技術(shù)的進(jìn)步，濕法磷加工企業(yè)也在積極尋求將濕法磷酸加工為凈化磷酸的新工藝，從而可以進(jìn)一步拓展產(chǎn)業(yè)鏈，生產(chǎn)一些市場(chǎng)需求量小、用途標(biāo)準(zhǔn)豐富、附加值高的精細(xì)磷化工產(chǎn)品。濕法磷酸生產(chǎn)過程中會(huì)產(chǎn)生大量的固體廢棄物磷石膏，由于含有有害雜質(zhì)和缺乏加工經(jīng)濟(jì)性等原因，目前磷石膏難以有效回收利用，只能選擇長(zhǎng)期堆存，造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題，成為制約濕法磷加工可持續(xù)性發(fā)展的主要因素。另外，濕法磷加工過程中，還存在氟硅資源的高價(jià)值回收利用、廢水與廢氣的處理及回用等嚴(yán)峻的問題，都制約了濕法磷加工的可持續(xù)性發(fā)展。

通過熱法磷加工所獲得的熱法磷酸具有磷酸含量高、雜質(zhì)含量較低、成本受電價(jià)影響波動(dòng)大及工業(yè)裝置產(chǎn)能規(guī)模有限等特點(diǎn)，其主要用途是生產(chǎn)單一產(chǎn)品市場(chǎng)需求量較小、用途和功能性要求豐富、附加值較高的精細(xì)磷化工產(chǎn)品，例如高純磷酸、功能性磷酸鹽等。熱法磷加工的基礎(chǔ)原料是黃磷，目前主要的黃磷生產(chǎn)方法是電爐法，該工藝是一個(gè)高耗能、高污染工藝，每生產(chǎn)1 t黃磷，需消耗電13 000～15 000 kW·h［5］，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生大量尾氣和黃磷爐渣。黃磷尾氣是含有大量CO（體積分?jǐn)?shù)為87%～92%）［6］和其他多種有毒有害物質(zhì)（一般含多種形態(tài)的硫、磷、氟等）的混合氣體，磷爐渣是CaO和SiO2的混合物，并含有氟、砷、磷等有害物質(zhì)［7］，二者的處理和回收都有一定的難度。目前，不少黃磷企業(yè)還在使用燃燒直接排放的方式來處理黃磷尾氣，使用堆存的方式來處理磷爐渣，由此造成了嚴(yán)重的環(huán)境污染。黃磷生產(chǎn)的高能耗和高污染成為了制約熱法磷加工可持續(xù)性發(fā)展的主要因素。另外，熱法磷加工中還存在熱法磷酸生產(chǎn)中熱能的高效回收和利用、含磷廢水的處理和回收、生產(chǎn)有機(jī)磷產(chǎn)品過程中副產(chǎn)大量HCl等嚴(yán)峻的問題，制約了熱法磷加工的可持續(xù)性發(fā)展。

中國的濕法磷加工和熱法磷加工規(guī)模在世界范圍內(nèi)位居前列。2015年，中國濕法磷酸的產(chǎn)能（以P2O5計(jì)）為 2 170萬 t/a，磷肥（以 P2O5計(jì)）總產(chǎn)能達(dá)到 2 370 萬 t/a，占全球產(chǎn)能的 40%［8］。 2011 年，中國黃磷產(chǎn)能約為200萬t/a，產(chǎn)量約為96萬t/a，占全球黃磷產(chǎn)量的80%以上［9］。巨大的磷加工產(chǎn)業(yè)規(guī)模，雖然加速了中國磷加工產(chǎn)業(yè)和技術(shù)的發(fā)展，但也帶來了嚴(yán)重的環(huán)境污染、資源流失和資源浪費(fèi)問題。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)，中國磷石膏的累計(jì)堆存量已超過3億t，按生產(chǎn) 1 t濕法磷酸產(chǎn)生 4.5～5.0 t磷石膏計(jì)［10］，中國生產(chǎn)企業(yè)每年排出的磷石膏將超過500萬t，磷石膏的大量堆存造成了嚴(yán)重的環(huán)境問題；據(jù)統(tǒng)計(jì)，每生產(chǎn) 1 t黃磷，副產(chǎn) 2 500～3 000 m3黃磷尾氣［9］，以2011年的黃磷產(chǎn)能計(jì)算，年產(chǎn)96萬t黃磷，至少要排放406萬t的CO2，同時(shí)還要向大氣排放大量不同形態(tài)的硫、磷、氟、砷等有毒有害物質(zhì)，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染。另外，中國的磷加工還存在資源利用率不高、技術(shù)高度同質(zhì)化、競(jìng)爭(zhēng)激烈［11］、基礎(chǔ)磷化工占比高、精細(xì)磷化工發(fā)展滯后［1］等問題，進(jìn)而導(dǎo)致了中國磷資源的浪費(fèi)和流失。

因此，如何解決中國磷加工產(chǎn)業(yè)中存在的高污染、高能耗、高水耗、三廢處理及回收、磷資源的浪費(fèi)流失等問題，是實(shí)現(xiàn)中國磷加工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)性發(fā)展的關(guān)鍵所在。通過實(shí)現(xiàn)濕法、熱法磷加工的協(xié)同發(fā)展，合理規(guī)劃產(chǎn)能分配和產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，減少惡性競(jìng)爭(zhēng)，延伸產(chǎn)業(yè)鏈，提高磷資源的利用率和價(jià)值是解決中國磷化工產(chǎn)業(yè)中存在問題的根本途徑，是實(shí)現(xiàn)中國磷加工可持續(xù)性發(fā)展的方向。

2 解決中國磷資源加工過程中存在問題的思路和方法

2.1 存在的問題

1）產(chǎn)業(yè)鏈較短，以粗加工為主，未能實(shí)現(xiàn)高價(jià)值開發(fā)，造成資源的浪費(fèi)和流失。例如在濕法磷加工過程中，很多企業(yè)都以生產(chǎn)濕法磷酸和磷肥為主，沒有開發(fā)凈化磷酸及其下游產(chǎn)品等一些高附加值的產(chǎn)品，技術(shù)同質(zhì)化嚴(yán)重，造成產(chǎn)能過剩和惡性競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致了磷資源的嚴(yán)重浪費(fèi)。再如，熱法磷加工過程中，由于缺乏生產(chǎn)和應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)，很多企業(yè)將黃磷、食品磷酸、磷酸鹽等粗產(chǎn)品以廉價(jià)直接銷往國外，國外經(jīng)過進(jìn)一步加工后，制成精細(xì)磷化工產(chǎn)品（如超高純磷酸、功能性配方磷酸鹽產(chǎn)品等）再以高價(jià)格銷售，獲取高額利潤(rùn)，這樣間接造成了磷資源的流失。

2）加工過程中的廢棄物排放量很大，水、電等資源的消耗量大，造成了嚴(yán)重的環(huán)保問題，節(jié)能減排和綠色發(fā)展勢(shì)在必行。濕法磷加工需要消耗大量的水，產(chǎn)生大量的磷石膏廢棄物、氟硅副產(chǎn)物，熱法磷加工則需要消耗大量的電能，同時(shí)產(chǎn)生黃磷尾氣、磷爐渣等廢棄物。如不做好這些廢棄物、副產(chǎn)物的處理和回收，降低生產(chǎn)過程的水耗和能耗，那么磷加工產(chǎn)業(yè)將作為高消耗、高污染的落后工藝逐漸被取代和淘汰。

3）濕法磷酸和熱法磷酸2條工藝路線未能形成協(xié)同發(fā)展的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，甚至在基礎(chǔ)磷化工產(chǎn)品上存在著激烈競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)發(fā)展受阻。例如，凈化磷酸及其下游磷酸鹽產(chǎn)品與熱法磷酸及其下游磷酸鹽產(chǎn)品有相似性，如果不做好協(xié)同發(fā)展規(guī)劃，那么二者之間將因?yàn)楫a(chǎn)品同質(zhì)化形成激烈競(jìng)爭(zhēng) （甚至是惡性競(jìng)爭(zhēng)），從而使整個(gè)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和技術(shù)進(jìn)步都受到消極影響。

4）技術(shù)落后，缺乏關(guān)鍵核心技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)基礎(chǔ)，導(dǎo)致產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型和產(chǎn)業(yè)鏈拓展的困難。例如，由于缺乏關(guān)鍵制備技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)，許多高附加值的復(fù)配磷酸鹽、磷酸酯產(chǎn)品中國企業(yè)都無法生產(chǎn)，更不清楚如何應(yīng)用和推廣，只能依賴進(jìn)口。

2.2 解決思路和方法

1）保持基礎(chǔ)磷化工產(chǎn)品穩(wěn)定生產(chǎn)的同時(shí)，大力發(fā)展下游高附加值產(chǎn)品開發(fā)，提高磷資源加工價(jià)值。例如濕法磷加工中，在保持基礎(chǔ)磷肥穩(wěn)定生產(chǎn)的同時(shí)，應(yīng)加強(qiáng)全水溶性特種肥料的開發(fā)，加強(qiáng)凈化磷酸及其下游產(chǎn)品的開發(fā)。熱法磷加工中，應(yīng)加強(qiáng)小批量、多牌號(hào)、多規(guī)格、功能性磷化工產(chǎn)品的開發(fā)，加強(qiáng)產(chǎn)品的應(yīng)用技術(shù)開發(fā)，拓寬產(chǎn)品的市場(chǎng)范圍，形成覆蓋各應(yīng)用領(lǐng)域的配方型系列產(chǎn)品。

2）開發(fā)廢棄物的回收利用技術(shù)、節(jié)能減排技術(shù)和綠色化工技術(shù)，使磷加工過程對(duì)環(huán)境的影響降到最小。濕法磷加工主要需要開發(fā)磷石膏的無害化處理和資源化回收利用技術(shù)，開發(fā)氟硅資源的高價(jià)值回收利用技術(shù)，開發(fā)濕法磷酸生產(chǎn)用水減量及廢水零排放技術(shù)等。熱法磷加工則應(yīng)開發(fā)黃磷尾氣的資源化綜合利用技術(shù)，避免直接燃燒排放，開發(fā)磷爐渣的無害化處理及高價(jià)值回收利用技術(shù)，發(fā)展熱法磷酸熱能的回收利用技術(shù)，降低熱法磷加工過程中的總體能耗。

3）結(jié)合新技術(shù)和市場(chǎng)需求，總體規(guī)劃和調(diào)整濕熱法磷加工產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)，形成濕、熱法磷加工共生耦合、協(xié)調(diào)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)，實(shí)現(xiàn)基于濕、熱法磷加工共生耦合的經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益最大化。濕法磷加工和熱法磷加工在產(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)鏈延伸方面各有自己的優(yōu)勢(shì)和不可替代性，否定其中任何一個(gè)工藝路線，只注重其中之一，都是不符合磷資源加工整體發(fā)展要求的。國內(nèi)外磷資源加工產(chǎn)業(yè)中的領(lǐng)軍企業(yè)，大都采用濕、熱并舉、協(xié)同發(fā)展的方式來生產(chǎn)，濕法磷加工注重大規(guī)模、大產(chǎn)量的基礎(chǔ)磷化工產(chǎn)品，熱法磷加工偏向小批量、多牌號(hào)、多功能的精細(xì)化產(chǎn)品，凈化磷酸與熱法磷酸之間通過總體經(jīng)濟(jì)性平衡測(cè)算來進(jìn)行產(chǎn)品生產(chǎn)的分配和平衡，最終實(shí)現(xiàn)磷資源加工全產(chǎn)業(yè)鏈的高收益和高效益。

4）開發(fā)關(guān)鍵核心技術(shù)和應(yīng)用技術(shù)，支撐產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。

3 濕法磷加工與熱法磷加工產(chǎn)業(yè)的共生耦合

圖2為典型的濕法磷加工全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D。由圖2可見，磷礦經(jīng)過硫酸分解后，得到濕法磷酸，同時(shí)副產(chǎn)磷石膏和氟硅酸。濕法磷酸主要用于生產(chǎn)磷復(fù)肥，同時(shí)也可以通過萃取法制備凈化磷酸及其下游磷酸鹽產(chǎn)品。在生產(chǎn)凈化磷酸的同時(shí)，會(huì)副產(chǎn)一些雜質(zhì)含量較高的萃余酸，多用于生產(chǎn)磷肥。濕法磷酸通過高溫濃縮、聚合還可以生產(chǎn)濕法多磷酸（SPA），并基于濕法多磷酸生產(chǎn)聚磷酸銨肥料。磷石膏可以進(jìn)一步加工為石膏材料，氟硅酸則可以加工為各種氟硅化工產(chǎn)品、氟化氫和氟化鹽。

圖2 典型的濕法磷加工全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D

在濕法磷加工產(chǎn)業(yè)鏈中，磷石膏的資源化回收利用、氟硅資源的高價(jià)值回收利用、濕法磷酸生產(chǎn)的水減量及含磷廢水的零排放技術(shù)的開發(fā)等問題，對(duì)濕法磷加工的可持性發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。另外，該產(chǎn)業(yè)鏈還存在凈化磷酸副產(chǎn)的萃余酸的高價(jià)值利用以及下游產(chǎn)品的合理規(guī)劃和開發(fā)的問題、濕法多磷酸的關(guān)鍵生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)問題等?？傮w來看，中國真正實(shí)現(xiàn)濕法磷加工全產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)的企業(yè)很少，目前還有很多問題需要解決。此外，濕法磷加工在進(jìn)行產(chǎn)業(yè)鏈拓展時(shí)，需要與熱法磷加工協(xié)同規(guī)劃發(fā)展，否則將會(huì)出現(xiàn)技術(shù)、產(chǎn)品的同質(zhì)化和惡性競(jìng)爭(zhēng)，影響產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。

圖3為典型的熱法磷加工全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D。由圖3可見，磷礦石通過電爐法被還原為黃磷，同時(shí)副產(chǎn)黃磷尾氣（主要成分為CO）和磷爐渣。使用黃磷可以生產(chǎn)熱法磷酸、五氧化二磷、三氯化磷、三氯氧磷、五硫化二磷等產(chǎn)品。從熱法磷酸和五氧化二磷出發(fā)可以生產(chǎn)高純磷酸、磷酸鹽、聚磷酸及聚磷酸鹽等產(chǎn)品。從三氯化磷、三氯氧磷以及五氧化二磷出發(fā)可以制備磷酸酯、亞磷酸酯等有機(jī)磷產(chǎn)品。使用黃磷尾氣可以制備碳一化工產(chǎn)品，磷爐渣則可以用于生產(chǎn)微晶玻璃等材料。

圖3 典型的熱法磷加工全產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)疽鈭D

在熱法磷加工產(chǎn)業(yè)鏈中，黃磷尾氣和磷爐渣的資源化高價(jià)值回收利用、熱法磷酸熱能回收利用等問題，對(duì)熱法磷加工的可持性發(fā)展起到至關(guān)重要的作用。另外，該產(chǎn)業(yè)鏈中，還存在有機(jī)磷化工產(chǎn)品制備過程中的HCl回收利用及其他有毒有害物質(zhì)的無害化處理、熱法磷酸下游產(chǎn)品與凈化磷酸產(chǎn)品的同質(zhì)化問題、精細(xì)磷化工產(chǎn)品的應(yīng)用領(lǐng)域技術(shù)開發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域拓展問題，均制約著熱法磷加工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。目前，中國能夠?qū)崿F(xiàn)熱法磷加工全產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)的企業(yè)鳳毛麟角。要實(shí)現(xiàn)全產(chǎn)業(yè)鏈開發(fā)不僅要解決技術(shù)問題，還要與濕法磷加工一起進(jìn)行協(xié)同規(guī)劃發(fā)展，否則將會(huì)出現(xiàn)技術(shù)、產(chǎn)品的同質(zhì)化和惡性競(jìng)爭(zhēng)，造成資源的浪費(fèi)和流失，影響產(chǎn)業(yè)的整體發(fā)展。

綜上所述，本文提出了建立濕、熱法磷加工體系共生耦合實(shí)現(xiàn)磷資源加工產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)性發(fā)展的思路，如圖4所示。由圖4可見，首先，通過濕、熱法磷加工體系共生耦合，濕、熱法磷加工之間可以互相回收利用對(duì)方產(chǎn)生的一些廢棄物、廢水以及熱能。例如：當(dāng)采用高溫分解磷石膏制硫酸的方法來處理回收利用磷石膏時(shí)，高溫分解石膏回收SO2后，副產(chǎn)的CaO可以回用為黃磷尾氣制備碳一化工產(chǎn)品甲酸鈣的原料（如流股5所示）；如流股2、3所示，磷石膏干燥制造石膏材料或者高溫分解磷石膏制硫酸的工藝中，也可以直接使用黃磷尾氣燃燒所得高溫?zé)煹罋庾鳛楦邷責(zé)嵩矗蝗缌鞴?所示，黃磷（含熱法磷酸、磷酸鹽等）生產(chǎn)過程中的含磷廢水可以回用到濕法磷酸加工過程中，在解決熱法磷加工含磷廢水處理及排放問題的同時(shí)，也減少了濕法磷加工新鮮水用量；如流股4、6所示，黃磷尾氣燃燒所得高溫?zé)煹罋饣蛘邿岱姿峄厥盏臒崮芏伎梢曰赜玫綕穹ǘ嗔姿嵘a(chǎn)中，作為高溫?zé)嵩础?/p>

其次，通過濕、熱法磷加工體系共生耦合，濕、熱法磷加工的產(chǎn)業(yè)鏈可以實(shí)現(xiàn)協(xié)同規(guī)劃和拓展，實(shí)現(xiàn)磷資源的高價(jià)值加工和效益的最大化。例如流股7、10、12所示，濕法凈化磷酸和熱法磷酸之間要實(shí)現(xiàn)協(xié)同規(guī)劃和發(fā)展，濕法磷酸可以取代熱法磷酸制造工業(yè)、食品級(jí)磷酸和磷酸鹽，以及農(nóng)用多聚磷酸和聚磷酸鹽產(chǎn)品、實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗，降低生產(chǎn)成本，同時(shí)，不生產(chǎn)純度過高的凈化酸產(chǎn)品，也能夠降低副產(chǎn)的渣酸、萃余酸有害物質(zhì)含量，使這部分磷酸能夠通過生產(chǎn)磷肥進(jìn)行消耗平衡；熱法磷酸則應(yīng)覆蓋小批量、高純度、多規(guī)格、多牌號(hào)、多功能的磷酸和磷酸鹽產(chǎn)品，以及高純度聚磷酸和功能性聚磷酸鹽產(chǎn)品，從而實(shí)現(xiàn)熱法磷加工產(chǎn)品的高品質(zhì)和高附加值；最終通過整體計(jì)算不同磷酸、磷酸鹽和磷肥產(chǎn)品的綜合經(jīng)濟(jì)價(jià)值，調(diào)整濕、熱法產(chǎn)品的產(chǎn)銷量，確保磷資源價(jià)值和經(jīng)濟(jì)效益的最大化。

再者，通過濕、熱法磷加工體系共生耦合，實(shí)現(xiàn)濕、熱法磷加工的產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)聯(lián)和拓展。如流股9所示，熱法磷加工所生產(chǎn)的磷酸酯可以作為萃取制備濕法凈化磷酸的萃取劑，有利于降低企業(yè)外購萃取劑造成的成本增加；如流股14所示，濕法磷加工副產(chǎn)的氟化氫，可與熱法磷加工生產(chǎn)的五氯化磷結(jié)合生產(chǎn)高附加值的電池儲(chǔ)能材料六氟磷酸鋰；如流股11和13所示，濕法磷酸生產(chǎn)過程中，用于制備硫酸的硫磺，同樣可以作為生產(chǎn)熱法磷化工產(chǎn)品五硫化二磷的原料，而五硫化二磷又可以作為脫砷劑使用于食品磷酸（以及其他需要低砷的產(chǎn)品）的生產(chǎn)中。

圖4 濕法、熱法磷加工產(chǎn)業(yè)鏈共生耦合示意圖

綜上所述，通過濕熱磷加工共生耦合，可以實(shí)現(xiàn)濕法、熱法磷加工的資源、能量、三廢之間合理回用、回收、處理，從而實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)中的良性融合，降低了生產(chǎn)能耗和成本減少了環(huán)境污染，有利于實(shí)現(xiàn)可持續(xù)性發(fā)展；同時(shí)，通過共生耦合，可以實(shí)現(xiàn)濕法凈化磷酸及其下游產(chǎn)品與熱法磷酸及其下游產(chǎn)品的協(xié)同規(guī)劃、互補(bǔ)發(fā)展，避免了同質(zhì)化惡性競(jìng)爭(zhēng)，實(shí)現(xiàn)磷資源的價(jià)值和效益最大化；另外，通過共生耦合，不僅可以實(shí)現(xiàn)濕、熱法磷加工的產(chǎn)品之間的關(guān)聯(lián)，降低產(chǎn)業(yè)內(nèi)生產(chǎn)成本，還可以進(jìn)一步拓展產(chǎn)業(yè)鏈，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)的整體進(jìn)步發(fā)展。

4 實(shí)現(xiàn)濕、熱法磷加工產(chǎn)業(yè)共生耦合的技術(shù)支撐

如前文所述，要實(shí)現(xiàn)濕、熱法磷加工產(chǎn)業(yè)的共生耦合，需要對(duì)2個(gè)產(chǎn)業(yè)板塊加以調(diào)整，在此過程中，需要一系列創(chuàng)新技術(shù)對(duì)產(chǎn)業(yè)共生耦合形成支撐。濕、熱法磷加工產(chǎn)業(yè)共生耦合中所涉技術(shù)見表1。由表1可見，支撐技術(shù)總共分為3類：一是資源、能量、三廢之間的合理回用、回收、處理技術(shù)；二是產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同規(guī)劃類技術(shù)；三是產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)聯(lián)和拓展類技術(shù)。其中產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同規(guī)劃類技術(shù)主要考慮的是產(chǎn)品規(guī)劃和產(chǎn)能規(guī)劃，具體到生產(chǎn)技術(shù)，例如基于熱法磷酸的功能性磷酸鹽產(chǎn)品及應(yīng)用技術(shù)開發(fā)將會(huì)是一個(gè)龐大的技術(shù)開發(fā)體系。產(chǎn)業(yè)關(guān)聯(lián)和拓展類技術(shù)，也會(huì)具體涉及工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)開發(fā)的系列化學(xué)工程與工藝技術(shù)開發(fā)工作。而資源、能量、三廢回用、回收、處理技術(shù)主要涉及的是節(jié)能減排、綠色化工、循環(huán)經(jīng)濟(jì)類的技術(shù)開發(fā)工作。

表1 濕、熱法磷加工產(chǎn)業(yè)共生耦合中所涉技術(shù)的分類統(tǒng)計(jì)

在資源、能量、三廢的回用、回收、處理技術(shù)中，磷石膏資源化利用技術(shù)、黃磷尾氣資源化利用技術(shù)、熱法磷酸熱能回收利用技術(shù)是研究的重點(diǎn)。在產(chǎn)業(yè)鏈協(xié)同規(guī)劃類技術(shù)中，基于熱法磷酸的功能性磷酸鹽、聚磷酸及聚磷酸鹽的制備和應(yīng)用技術(shù)是研究的重點(diǎn)。在產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)聯(lián)和拓展類技術(shù)中，開發(fā)類似于儲(chǔ)能材料六氟磷酸鋰的濕、熱結(jié)合新產(chǎn)品、拓展產(chǎn)業(yè)鏈?zhǔn)茄芯康闹攸c(diǎn)。

5 結(jié)論及展望

磷資源是一種十分重要和寶貴的不可再生資源，在當(dāng)前磷資源日益貧化、枯竭的背景下，如何更加合理地開發(fā)和利用磷資源，實(shí)現(xiàn)磷資源加工的可持續(xù)性發(fā)展，是當(dāng)前磷資源加工產(chǎn)業(yè)關(guān)注的焦點(diǎn)。濕法磷加工和熱法磷加工是磷資源加工的兩大主要途徑，它們?cè)诋a(chǎn)業(yè)規(guī)模、產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、產(chǎn)業(yè)鏈覆蓋范圍等方面具有各自的優(yōu)劣勢(shì)和特點(diǎn)，兩條加工途徑如果走產(chǎn)品、技術(shù)同質(zhì)化的道路，最終將造成產(chǎn)業(yè)之間的惡性競(jìng)爭(zhēng)，導(dǎo)致磷資源的浪費(fèi)和流失。要實(shí)現(xiàn)磷資源高價(jià)值開發(fā)和可持續(xù)發(fā)展，必須要走濕、熱法磷加工共生耦合、協(xié)同發(fā)展的道路。

開發(fā)濕法、熱法磷加工的資源、能量、三廢之間合理回用、回收、處理相關(guān)技術(shù)；研究濕法凈化磷酸及其下游產(chǎn)品與熱法磷酸及其下游產(chǎn)品的協(xié)同規(guī)劃、互補(bǔ)發(fā)展方案；開發(fā)濕、熱法磷加工的產(chǎn)業(yè)鏈關(guān)聯(lián)和拓展的技術(shù)路線，是實(shí)現(xiàn)濕、熱法磷加工共生耦合的幾個(gè)關(guān)鍵技術(shù)支撐點(diǎn)。

展望未來，濕、熱法磷加工共生耦合的研究應(yīng)主要集中在如何在工業(yè)上實(shí)現(xiàn)共生耦合和可持續(xù)性發(fā)展；同時(shí)應(yīng)進(jìn)一步探索磷資源加工與氟化工、碳一化工、儲(chǔ)能材料等其他化工產(chǎn)業(yè)之間實(shí)現(xiàn)基于共生耦合的可持續(xù)性發(fā)展的可行性。