我國工業(yè)固體廢棄物磷石膏預(yù)處理及綜合利用綜述

徐 炟

（貴陽市白云區(qū)住房和城鄉(xiāng)建設(shè)局，貴州 貴陽 550014）

目前由于技術(shù)、經(jīng)濟(jì)、政策的原因?qū)е逻@些固體廢棄物大多處于廢棄或堆存的狀態(tài)，這不僅浪費(fèi)了大量的資源，制約了經(jīng)濟(jì)發(fā)展，而且對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染和巨大的危害。磷礦作為工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可或缺的一種不可再生資源。

1 工業(yè)固體廢棄物磷石膏產(chǎn)生的原因

我國工業(yè)固體廢棄物磷石膏來自于以下幾個(gè)方面：1）我國開采使用低品位磷礦石過程中，通常使用濕法生產(chǎn)工業(yè)磷酸，然后經(jīng)過凈化后生產(chǎn)化合物磷酸鹽過程中產(chǎn)生工業(yè)固體廢棄物磷石膏；2）隨著工業(yè)復(fù)合肥的大量使用，生產(chǎn)含磷復(fù)合肥的企業(yè)大量增加也是工業(yè)固體廢棄物磷石膏的主要原因之一；3）使用濕法磷酸生產(chǎn)磷酸氫鈣、磷酸二氫鈣等磷酸鹽飼料的不斷增加，也是我國工業(yè)固體廢棄物磷石膏主要原因之一。

2 硅鈣型固廢物的處理技術(shù)

2.1 硅鈣型固廢物的種類及產(chǎn)生量

硅鈣型固廢物的處理技術(shù)之一是硅鈣型固廢物的種類及產(chǎn)生量。硅鈣型無機(jī)固廢物種類較多，大都存在于鋼鐵冶金行業(yè)，包括采礦廢石、選礦尾礦、冶煉爐渣、粉塵污泥等。2005年中國鋼鐵產(chǎn)量超過4億t，約占世界總產(chǎn)量的50%。由此產(chǎn)生高爐礦渣為1.55億t、鋼渣約7000萬t。2008年中國鋼鐵產(chǎn)量達(dá)到發(fā)展巔峰，產(chǎn)量達(dá)到5.3億t。生態(tài)環(huán)境部等5部委于2019年4月28日發(fā)布了“關(guān)于推進(jìn)實(shí)施鋼鐵行業(yè)超低排放的意見”，對(duì)鋼鐵行業(yè)的升級(jí)、環(huán)境治理、固廢處置都作了規(guī)范化基本要求。若以鋼鐵長流程生產(chǎn)企業(yè)為例，每生產(chǎn)1t鋼所產(chǎn)生的固廢物為600～800kg，2018年中國粗鋼產(chǎn)量為9.28億t，按此推算固廢物產(chǎn)生量為5.56億～7.42億t。在這些固廢物中，選礦尾礦主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：SiO2，15.7% ～72.8%；Fe2O3，6.2% ～24.8%；CaO，4.9%～30.8%。高爐渣主要化學(xué)成分（質(zhì)量分?jǐn)?shù)）：SiO2，25.30% ～40.55%；Al2O3，7.63% ～11.20%；CaO，23.10% ～45.54%；有些高爐渣還含有V2O5、Na2O、BaO、P2O5、Cr2O3等，攀鋼高爐渣TiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到23.50%。中國80%鋼渣為轉(zhuǎn)爐渣，其余為平爐鋼渣和電爐鋼渣。鋼渣中硅、鐵、鈣氧化物占絕大部分，根據(jù)7家鋼廠的統(tǒng)計(jì)資料，鋼渣中SiO2質(zhì)量分?jǐn)?shù)為8.51% ～15.99%、FeO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為7.30%～19.22%、CaO質(zhì)量分?jǐn)?shù)為40.30% ～45.37%。中國有色金屬固廢物也包括選冶尾礦、工業(yè)廢渣、剝離廢石等，大多也屬硅鈣型固廢物，目前綜合利用率僅為7%～8%。

2.2 他元素的回收

硅鈣型固廢物的處理技術(shù)之二是他元素的回收。金屬工業(yè)廢渣中可回收硫、鉛、鋅、銅、鉈、鉍等多種元素，其在鋼鐵和有色金屬冶煉行業(yè)都可大有作為。例如，白銀有色金屬公司尾礦砂以前主要用于井下充填，現(xiàn)選礦廠建立了處理能力為150萬t/a的尾礦浮選回收工程，可生產(chǎn)硫品位不低于35%的優(yōu)質(zhì)硫精礦。對(duì)于銅品位平均在0.2%左右的廢石，則采用原地生化浸銅技術(shù)，用于低品位廢礦石中銅資源的回收。

3 磷礦固體廢棄物資源化利用的建議

3.1 完善基礎(chǔ)資料

磷礦固體廢棄物資源化利用的建議之一是完善基礎(chǔ)資料。為推廣磷礦固體廢棄物的綜合利用，必須要加強(qiáng)磷礦固體廢棄物的資源調(diào)查。摸清磷礦固體廢棄物的情況，包括類型、庫存量、年增量、堆存位置、化學(xué)組分、物理性質(zhì)、可利用組分含量、賦存狀態(tài)、以及有害物質(zhì)的含量和賦存狀態(tài)等，擁有這些基礎(chǔ)資料，是開展磷礦固體廢棄物綜合利用的前提。建立數(shù)據(jù)庫，開展統(tǒng)計(jì)調(diào)查工作，建立磷礦固體廢棄物資源綜合利用信息網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)，建立起數(shù)據(jù)的收集、整理、統(tǒng)計(jì)系統(tǒng)，建立固體廢棄物排放和貯存、利用情況公報(bào)制度。著重掌握不同性質(zhì)、不同生產(chǎn)環(huán)節(jié)產(chǎn)生的固體廢棄物的產(chǎn)生、堆存情況，了解固體廢棄物重點(diǎn)利用途徑的情況。

3.2 加強(qiáng)技術(shù)研究

磷礦固體廢棄物資源化利用的建議之二是加強(qiáng)技術(shù)研究。磷礦固體廢棄物種類繁多，組分復(fù)雜，要想合理高效的利用固體廢棄物資源，必須加強(qiáng)固體廢棄物利用的科學(xué)技術(shù)研究，尋找適合固體廢棄物資源化利用的經(jīng)濟(jì)可行的新技術(shù)、新工藝。從20世紀(jì)70年代以來，其他發(fā)達(dá)國家，如美國、前蘇聯(lián)，都投入了人力物力財(cái)力用于礦山固體廢棄物的選礦實(shí)驗(yàn)研究，相對(duì)于這些國家，我國礦山固體廢棄物的綜合利用技術(shù)研究就比較滯后。

4 結(jié)語

總之，在一定范圍內(nèi)，隨著硅酸鹽水泥質(zhì)量的增加，磷石膏的抗壓強(qiáng)度是有所提高的，水灰比雖然是一樣的，但是普通硅酸鹽水泥和水的用量都不相同，導(dǎo)致其抗壓強(qiáng)度不同，在配比最佳的時(shí)候，抗壓強(qiáng)度才會(huì)高。