貴州省磷石膏綜合利用現(xiàn)狀

劉露 練川 李星和 周江 王運(yùn)長 陳思琳 肖興艷

摘 要：介紹了貴州省磷石膏的綜合利用現(xiàn)狀，分析了綜合利用過程中存在的問題、制約因素等，并從技術(shù)和管理的角度提出了對(duì)策和建議，為下一步磷石膏的綜合利用提供參考建議。

關(guān)鍵詞：磷石膏；綜合利用；貴州省

中圖分類號(hào)：X781 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

磷石膏是磷化工企業(yè)采用濕法工藝，在磷酸生產(chǎn)中用硫酸處理磷礦時(shí)產(chǎn)生的固體廢渣，其主要成分為二水硫酸鈣，此外還含有未分解完的磷礦、氟化物、磷酸、有機(jī)質(zhì)、酸不溶物、鐵鋁化合物等雜質(zhì)。[1]通常情況下，濕法生產(chǎn)1t磷酸就會(huì)副產(chǎn)4.5-5.5t磷石膏。[2]

我國大型磷化工企業(yè)主要分布在西南地區(qū)。2016年，我國磷石膏排放量前五的省份分別是：湖北、云南、貴州、山東和安徽，五省的磷石膏排放量占全國磷石膏排放總量的近70%，其中貴州省磷石膏產(chǎn)生量為1439萬t，占全國磷石膏總產(chǎn)生量的17.13%，位居第二。[3]目前，磷石膏的綜合利用率僅為30%左右，累計(jì)堆存量超過1億噸。

2018年，貴州省相繼發(fā)布了《關(guān)于加快磷石膏資源綜合利用的意見》、《貴州省磷石膏“以用定產(chǎn)”的通知》，文件中提出全面實(shí)施磷石膏“以用定產(chǎn)”，實(shí)現(xiàn)磷石膏產(chǎn)消平衡，爭取新增堆存量為零。2019年起，力爭實(shí)現(xiàn)磷石膏消大于產(chǎn)，且每年消納磷石膏量按照不低于10%的增速遞增，直至全省磷石膏堆存量全部消納完畢。綜上，磷石膏的綜合利用勢在必行，迫在眉睫。通過對(duì)貴州省磷石膏主產(chǎn)區(qū)的綜合利用現(xiàn)狀進(jìn)行調(diào)查，分析其存在的問題，從而提出對(duì)策和建議，可為下一步全省磷石膏綜合利用提供參考建議。

1 綜合利用現(xiàn)狀

1.1 國內(nèi)磷石膏綜合利用

目前國內(nèi)外磷石膏綜合利用方式主要有以下幾個(gè)方面：用磷石膏替代天然石膏作為水泥緩凝劑；制備石膏砌塊、石膏板材、粉刷石膏、α型高強(qiáng)石膏等建材石膏以及制備建筑石膏粉；用作土壤調(diào)理劑，磷石膏中大量的鈣離子可以置換土壤中鈉離子從而平衡土壤酸堿度，同時(shí)豐富的磷和硫元素可以提供養(yǎng)分給植物，促進(jìn)其生長；磷石膏用作路基材料；磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥；磷石膏制備硫酸銨；磷石膏制備硫酸鈣晶須目前也已實(shí)現(xiàn)半工業(yè)化試驗(yàn)生產(chǎn)。[4]此外，還有許多新的綜合利用技術(shù)在不斷的探尋摸索中。

1.2 貴州省磷石膏綜合利用

1.2.1 水泥緩凝劑

水泥緩凝劑是用于改善水泥凝結(jié)時(shí)間的添加劑，使用量為水泥質(zhì)量的3%-5%。磷石膏可替代天然石膏、脫硫石膏作為水泥緩凝劑，延長水泥的凝結(jié)時(shí)間，減緩水泥水化速度。目前，磷石膏產(chǎn)量最大的甕福集團(tuán)與周邊水泥廠合作，提供磷石膏作為水泥廠的水泥緩凝劑，同時(shí)給予消耗磷石膏的企業(yè)一定的補(bǔ)貼。根據(jù)調(diào)查，西南水泥廠目前利用甕福集團(tuán)產(chǎn)生的磷石膏作為水泥緩凝劑，近三年磷石膏用量在水泥中的占比大約為2%左右。

1.2.2紙面石膏板

紙面石膏板是一種新型的建筑裝飾輕質(zhì)板材料，具有質(zhì)輕、隔聲、隔熱、抗震、收縮率低、強(qiáng)度高、自動(dòng)微調(diào)室內(nèi)濕度、加工性能強(qiáng)及施工方法簡便的特點(diǎn)。[1]目前，主要以天然石膏和脫硫石膏為原料進(jìn)行制作。近年來，由于生態(tài)環(huán)保的意識(shí)加強(qiáng)，一些地區(qū)天然石膏受到限產(chǎn)，加之脫硫石膏價(jià)格上升，導(dǎo)致建筑石膏的原料緊缺，然而隨著磷石膏凈化除雜技術(shù)的提高，給磷石膏制備建筑石膏創(chuàng)造了條件。貴州省甕福磷礦與山東的泰山集團(tuán)合作生產(chǎn)紙面石膏板，每年穩(wěn)定消耗約30萬噸磷石膏，每年生產(chǎn)約4000萬平方米紙面石膏板。

1.2.3井下充填

貴陽市開磷集團(tuán)依托開陽和息烽豐富的磷礦資源優(yōu)勢，在開陽和息烽的大中型磷礦重點(diǎn)推廣磷石膏制成混凝土回填采礦坑道技術(shù)，在磷化工企業(yè)重點(diǎn)推廣新型石膏磚生產(chǎn)工藝，已形成400萬噸/年改性磷石膏混凝土回填采礦坑道能力，年利用磷石膏280萬噸以上。

1.2.4其他

金正大諾泰爾化學(xué)有限公司在貴州甕安工業(yè)園區(qū)建設(shè)磷資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園。目前，建成5萬t/a轉(zhuǎn)晶法α半水石膏工業(yè)化試驗(yàn)裝置、磷石膏制取30萬t/a硫酸聯(lián)產(chǎn)45萬t/a硅鈣鉀鎂肥/水泥產(chǎn)業(yè)化裝置并投入運(yùn)行。[5]

2 存在的問題

貴州省在磷石膏綜合利用方面取得了一定的成效，例如，近年打造了貴州甕安磷資源循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)園，形成多種途徑、用量大、附加值高、清潔經(jīng)濟(jì)的磷石膏綜合利用產(chǎn)業(yè)格局，構(gòu)建起上下游一體化的循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展產(chǎn)業(yè)鏈。但是，仍存在以下問題：

2.1 綜合利用途徑單一

目前，貴州省磷石膏綜合利用途徑單一，主要集中于水泥、建材領(lǐng)域。然而由于我國水泥行業(yè)產(chǎn)能已嚴(yán)重過剩，隨著國家淘汰水泥產(chǎn)能、壓縮水泥產(chǎn)量措施的逐步落實(shí)，作為水泥生產(chǎn)輔料之一，磷石膏制備水泥緩凝劑也必將受到影響；磷石膏生產(chǎn)紙面石膏板等建材產(chǎn)品，對(duì)磷石膏消耗量小、產(chǎn)品附加值低，且由于企業(yè)大多位于偏遠(yuǎn)地區(qū)，遠(yuǎn)離石膏消費(fèi)市場，運(yùn)輸成本限制了銷售半徑。

2.2 技術(shù)支撐能力不足

國家尚未出臺(tái)針對(duì)磷石膏利用的強(qiáng)有力的相關(guān)政策、措施、標(biāo)準(zhǔn)，[6]規(guī)定了磷石膏主要質(zhì)量控制指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)中的數(shù)項(xiàng)指標(biāo)也亟待修訂完善。另外，針對(duì)磷石膏綜合利用的基礎(chǔ)性、前瞻性技術(shù)研發(fā)投入嚴(yán)重不夠，大摻量的綜合利用技術(shù)沒有突破，[7]缺乏產(chǎn)業(yè)化、大規(guī)模、高附加值利用的高端技術(shù)。

2.3 缺乏政策支持

近年來，貴州省相繼出臺(tái)關(guān)于磷石膏綜合利用的相關(guān)文件，如《關(guān)于加快磷石膏資源綜合利用的意見》、《貴州省“十三五”大宗工業(yè)固體廢物綜合利用規(guī)劃》、《貴州省磷石膏“以用定產(chǎn)”的通知》，但是相關(guān)的稅收優(yōu)惠、財(cái)政支持等政策扶持力度不足。

3 對(duì)策與建議

從長遠(yuǎn)來看，影響磷石膏大規(guī)模綜合利用的主要問題還是技術(shù)、市場和相關(guān)政策，故應(yīng)從這三個(gè)方面同時(shí)下功夫。針對(duì)貴州省實(shí)際情況提出以下對(duì)策與建議。

3.1 拓寬磷石膏綜合利用范圍

拓寬磷石膏綜合利用的范圍，同時(shí)根據(jù)市場需求及時(shí)調(diào)整綜合利用方案。目前，貴州省磷石膏主要利用于水泥、建材行業(yè)，在保持現(xiàn)有利用途徑的同時(shí)繼續(xù)拓展其他綜合利用途徑。如：貴州省為實(shí)現(xiàn)村村通、組組通，需要修筑大量鄉(xiāng)村道路，因此可以在磷石膏排放集中區(qū)域的縣道和鄉(xiāng)村公路建設(shè)中開展大摻量磷石膏路基材料；貴州省開陽和息烽的大中型磷礦開采后形成的采空區(qū)，在確保采用磷石膏制成的礦井充填專用凝膠材料安全的情況下可以大力推行磷石膏采礦坑道回填綜合利用技術(shù)。另外，加大產(chǎn)學(xué)研合作，開展磷酸高附加值產(chǎn)品的研發(fā)和產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用，進(jìn)一步推進(jìn)磷石膏土壤改良劑等生產(chǎn)應(yīng)用，延伸磷肥企業(yè)產(chǎn)業(yè)鏈。

3.2 加大技術(shù)支撐

盡快完善針對(duì)磷石膏利用的相關(guān)政策、措施和標(biāo)準(zhǔn)，便于其綜合利用產(chǎn)品的推廣；加大關(guān)鍵性技術(shù)研發(fā)的力度，加強(qiáng)與科研院校合作，同時(shí)要從產(chǎn)業(yè)發(fā)展和市場需求的角度出發(fā)，避免與市場脫軌。

3.3 加強(qiáng)政策扶持力度

出臺(tái)鼓勵(lì)磷石膏綜合利用產(chǎn)品進(jìn)入市場的相關(guān)政策，例如出臺(tái)利用磷石膏按照利用量進(jìn)行財(cái)政補(bǔ)貼等相關(guān)政策；給予稅收優(yōu)惠，例如將磷石膏綜合利用產(chǎn)品列入國家減免稅收產(chǎn)品范圍等；加大對(duì)磷石膏綜合利用技術(shù)的扶持，以及相關(guān)項(xiàng)目建設(shè)的專項(xiàng)資金支持。

參考文獻(xiàn)：

[1]武新民，楊再銀.磷石膏綜合利用現(xiàn)狀和展望[J].硫酸工業(yè)，2017（8）：18-21.

[2]楊兆娟，向蘭.磷石膏綜合利用現(xiàn)狀評(píng)述[J].無機(jī)鹽工業(yè)，2007，39（1）：8-10.

[3]中國工業(yè)固廢網(wǎng)，中國工業(yè)環(huán)保促進(jìn)會(huì).2016年度中國大宗工業(yè)固體廢物綜合利用產(chǎn)業(yè)發(fā)展報(bào)告[M].北京：中國工業(yè)固廢網(wǎng)，2017.

[4]童俊.“十三五”磷石膏處理處置現(xiàn)狀及展望[J].建材發(fā)展導(dǎo)向，2018（16）：6-11.

[5]李逸晨，楊再銀.磷石膏綜合利用技術(shù)發(fā)展動(dòng)態(tài)[J].磷肥與氮肥，2018，33（2）：1-6.

[6]彭宏佳.貴陽市磷石膏綜合利用現(xiàn)狀與對(duì)策研究[J].山西科技，2017，32（5）：98-100.

[7]葉學(xué)東.2016年我國磷石膏利用現(xiàn)狀、存在問題及建議[J].磷肥與氮肥，2017，32（7）：1-3.

基金項(xiàng)目：貴州省環(huán)境保護(hù)廳環(huán)境科技項(xiàng)目（黔環(huán)科[2016]3號(hào)）

作者簡介：第一作者劉露（1987-），女，工程師，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境污染防治、環(huán)境影響評(píng)價(jià)等。

通訊作者：練川（1973-），女，高級(jí)工程師，主要研究方向?yàn)榄h(huán)境污染防治、環(huán)境管理等。