
關于我國磷石膏資源化綜合利用的建議
全國人大代表、國家緩控釋肥工程技術研究中心主任、金正大生態工程集團公司董事長 萬連步

目前,世界上80%以上濕法磷酸生產裝置采用二水法生產,二水法生產的磷酸約占世界濕法磷酸生產總量的85%。磷石膏是濕法磷酸生產過程中的副產物,通常情況下,每生產1噸P2O5產生4.5~5.5噸干基磷石膏。由于磷石膏中含有氟、游離酸等多種有害雜質,一直未能得到有效的利用。
據中國磷復肥工業協會最新統計,我國2018年P2O5產量1,696.3萬噸,副產磷石膏7,800萬噸,利用3,100萬噸,利用率39.7%,新增磷石膏堆存4,700萬噸。截止目前,我國磷石膏總堆存已經超過5億噸。磷石膏的大量堆存,不僅侵占了土地資源,還帶來粉塵、地下水和土壤污染的環境危害以及滑坡等安全風險。因此,磷石膏已成為與磷化工發展伴生的環保難題,是磷肥行業健康、可持續發展的最大瓶頸。當前,實現磷石膏資源化利用是磷復肥企業轉型升級和發展的關鍵。為此,國家在近幾年先后推出一系列力度空前的政策措施。但是,由于受區域、標準技術以及成本等因素的影響,磷石膏資源綜合利用仍未走出困局。
實際上,石膏用于建筑室內具有可循環使用、綜合能耗低于水泥、防火等級高、凝結時間快工期短、無收縮開裂等優勢。據《中國統計年鑒》的數據,2019年我國建筑竣工面積40億m2,保守估算年需建材石膏量約3億噸。
當前磷石膏雜質含量、磷含量偏高使其使用性能低,易生霉、泛霜,使用價值較低。其次,磷石膏堆存區域較偏僻,運輸成本高。綜合以上兩點使得我國磷石膏綜合利用率難以提升。
“要想用好磷石膏,必先做好磷石膏”。減少磷石膏雜質含量、提高其使用性能、降低使用成本是加快磷石膏資源化利用的關鍵。當前,經過我國科研人員的公關,“α-石膏法”磷酸技術已取得重大技術突破。該技術采用串聯連續轉晶工藝,通過“熱能遷移技術”實現化學能的有效利用,在濕法磷酸生產過程中將磷石膏轉化為含磷小于0.2%的α-半水石膏,石膏強度達到α40,有效地提高了磷石膏品質,有利于將磷石膏從廢棄物轉變成資源。目前,我國已建成30萬噸/年“α-石膏法”示范裝置。
“α-石膏法”磷酸副產的α-半水石膏主要應用于以下領域。
1、生產α高強石膏粉。α-半水石膏通過在線方式,在較低的溫度條件下烘干脫除附著水,經改性、分級處理后生產出不同規格的α高強石膏粉產品。由于“α-石膏法”磷酸工藝不僅實現磷石膏轉晶不外加能量的重大技術突破,且P2O5回收率相較于傳統二水法磷酸工藝提高了4%,α型高強石膏粉生產成本不超過200元/噸,具有極強的市場競爭力,將極大地拓展α型高強石膏粉產品的輻射半徑。α型高強石膏粉添加助劑制得自流平砂漿,具有低磷、高強、不生霉、不泛霜、快干、工期短、低成本及高品質等優勢?;凇唉?石膏法”磷酸工藝制備高強石膏粉,每噸產品綜合能耗約為39公斤標煤,相較于二水磷石膏制備的建筑石膏粉降低31公斤標煤。當前,60萬噸/年α高強石膏粉烘干裝置已在貴州建成并運行正常。
2、α-半水石膏在線應用。α-半水石膏無需烘干處理,在線添加改性劑及其它功能性助劑,通過制漿、澆筑、養護工序,生產石膏精密防潮砌塊、無紙面石膏板。
石膏精密防潮砌塊與無紙面石膏板屬A級防火建材,是綠色建筑與裝配式建筑加分項指定材料,具有輕質隔音、有效增加房屋有效使用面積的優點。由于在線應用,能耗與加工成本低,產品具有極強的市場競爭力?!唉?石膏法”磷酸工藝所副產的α-半水石膏可在線加石膏砌塊,每立方米的綜合能耗相較蒸壓加氣混凝土砌塊降低13公斤標煤。按照我國每年房屋建筑竣工面積40億平方米計算,內隔墻無紙面石膏板市場需求量約80億平方米,前景廣闊。當前,80萬立方米/年石膏精密防潮砌塊與1000萬平方米/年無紙面石膏板加工裝置正在貴州建設。
為加快我國磷石膏資源化綜合利用,建議:
一、加大政策扶持力度。對有利于實現磷石膏資源化利用的新技術研發、落地與推廣進行資金扶持,通過政策引導、促進磷化工企業技術升級。在相關政策制定與實施過程中,建議著重考慮磷化工企業磷石膏綜合利用率與綜合利用量,而非單純根據綜合利用量予以資金補貼。
二、不再新(改)建磷石膏渣場。嚴格實施“以渣定產”,全國不再新(改)建磷石膏渣場,倒逼磷化工企業推進磷石膏的資源化利用。
三、建立磷石膏堆存環境風險基金。對磷石膏堆存的企業,按量收取環境風險基金,用于補貼實現磷石膏資源化利用的企業,營造行業公平競爭環境。