貴州省磷石膏綜合利用現狀

劉露 練川 李星和 周江 王運長 陳思琳 肖興艷

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

關鍵詞：磷石膏；綜合利用；貴州省

中圖分類號：X781 文獻標識碼：A

磷石膏是磷化工企業采用濕法工藝，在磷酸生產中用硫酸處理磷礦時產生的固體廢渣，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、有機質、酸不溶物、鐵鋁化合物等雜質。[1]通常情況下，濕法生產1t磷酸就會副產4.5-5.5t磷石膏。[2]

我國大型磷化工企業主要分布在西南地區。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生量為1439萬t，占全國磷石膏總產生量的17.13%，位居第二。[3]目前，磷石膏的綜合利用率僅為30%左右，累計堆存量超過1億噸。

2018年，貴州省相繼發布了《關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”的通知》，文件中提出全面實施磷石膏“以用定產”，實現磷石膏產消平衡，爭取新增堆存量為零。2019年起，力爭實現磷石膏消大于產，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。通過對貴州省磷石膏主產區的綜合利用現狀進行調查，分析其存在的問題，從而提出對策和建議，可為下一步全省磷石膏綜合利用提供參考建議。

1 綜合利用現狀

1.1 國內磷石膏綜合利用

目前國內外磷石膏綜合利用方式主要有以下幾個方面：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型高強石膏等建材石膏以及制備建筑石膏粉；用作土壤調理劑，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，同時豐富的磷和硫元素可以提供養分給植物，促進其生長；磷石膏用作路基材料；磷石膏制硫酸聯產水泥；磷石膏制備硫酸銨；磷石膏制備硫酸鈣晶須目前也已實現半工業化試驗生產。[4]此外，還有許多新的綜合利用技術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時間的添加劑，使用量為水泥質量的3%-5%。磷石膏可替代天然石膏、脫硫石膏作為水泥緩凝劑，延長水泥的凝結時間，減緩水泥水化速度。目前，磷石膏產量最大的甕福集團與周邊水泥廠合作，提供磷石膏作為水泥廠的水泥緩凝劑，同時給予消耗磷石膏的企業一定的補貼。根據調查，西南水泥廠目前利用甕福集團產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板材料，具有質輕、隔聲、隔熱、抗震、收縮率低、強度高、自動微調室內濕度、加工性能強及施工方法簡便的特點。[1]目前，主要以天然石膏和脫硫石膏為原料進行制作。近年來，由于生態環保的意識加強，一些地區天然石膏受到限產，加之脫硫石膏價格上升，導致建筑石膏的原料緊缺，然而隨著磷石膏凈化除雜技術的提高，給磷石膏制備建筑石膏創造了條件。貴州省甕福磷礦與山東的泰山集團合作生產紙面石膏板，每年穩定消耗約30萬噸磷石膏，每年生產約4000萬平方米紙面石膏板。

1.2.3井下充填

貴陽市開磷集團依托開陽和息烽豐富的磷礦資源優勢，在開陽和息烽的大中型磷礦重點推廣磷石膏制成混凝土回填采礦坑道技術，在磷化工企業重點推廣新型石膏磚生產工藝，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

金正大諾泰爾化學有限公司在貴州甕安工業園區建設磷資源循環經濟產業園。目前，建成5萬t/a轉晶法α半水石膏工業化試驗裝置、磷石膏制取30萬t/a硫酸聯產45萬t/a硅鈣鉀鎂肥/水泥產業化裝置并投入運行。[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經濟產業園，形成多種途徑、用量大、附加值高、清潔經濟的磷石膏綜合利用產業格局，構建起上下游一體化的循環經濟發展產業鏈。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、建材領域。然而由于我國水泥行業產能已嚴重過剩，隨著國家淘汰水泥產能、壓縮水泥產量措施的逐步落實，作為水泥生產輔料之一，磷石膏制備水泥緩凝劑也必將受到影響；磷石膏生產紙面石膏板等建材產品，對磷石膏消耗量小、產品附加值低，且由于企業大多位于偏遠地區，遠離石膏消費市場，運輸成本限制了銷售半徑。

2.2 技術支撐能力不足

國家尚未出臺針對磷石膏利用的強有力的相關政策、措施、標準，[6]規定了磷石膏主要質量控制指標的標準中的數項指標也亟待修訂完善。另外，針對磷石膏綜合利用的基礎性、前瞻性技術研發投入嚴重不夠，大摻量的綜合利用技術沒有突破，[7]缺乏產業化、大規模、高附加值利用的高端技術。

2.3 缺乏政策支持

近年來，貴州省相繼出臺關于磷石膏綜合利用的相關文件，如《關于加快磷石膏資源綜合利用的意見》、《貴州省“十三五”大宗工業固體廢物綜合利用規劃》、《貴州省磷石膏“以用定產”的通知》，但是相關的稅收優惠、財政支持等政策扶持力度不足。

3 對策與建議

從長遠來看，影響磷石膏大規模綜合利用的主要問題還是技術、市場和相關政策，故應從這三個方面同時下功夫。針對貴州省實際情況提出以下對策與建議。

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，同時根據市場需求及時調整綜合利用方案。目前，貴州省磷石膏主要利用于水泥、建材行業，在保持現有利用途徑的同時繼續拓展其他綜合利用途徑。如：貴州省為實現村村通、組組通，需要修筑大量鄉村道路，因此可以在磷石膏排放集中區域的縣道和鄉村公路建設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，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。另外，加大產學研合作，開展磷酸高附加值產品的研發和產業化應用，進一步推進磷石膏土壤改良劑等生產應用，延伸磷肥企業產業鏈。

3.2 加大技術支撐

盡快完善針對磷石膏利用的相關政策、措施和標準，便于其綜合利用產品的推廣；加大關鍵性技術研發的力度，加強與科研院校合作，同時要從產業發展和市場需求的角度出發，避免與市場脫軌。

3.3 加強政策扶持力度

出臺鼓勵磷石膏綜合利用產品進入市場的相關政策，例如出臺利用磷石膏按照利用量進行財政補貼等相關政策；給予稅收優惠，例如將磷石膏綜合利用產品列入國家減免稅收產品范圍等；加大對磷石膏綜合利用技術的扶持，以及相關項目建設的專項資金支持。

參考文獻：

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

[2]楊兆娟，向蘭.磷石膏綜合利用現狀評述[J].無機鹽工業，2007，39（1）：8-10.

[3]中國工業固廢網，中國工業環保促進會.2016年度中國大宗工業固體廢物綜合利用產業發展報告[M].北京：中國工業固廢網，2017.

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

[5]李逸晨，楊再銀.磷石膏綜合利用技術發展動態[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狀與對策研究[J].山西科技，2017，32（5）：98-100.

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

基金項目：貴州省環境保護廳環境科技項目（黔環科[2016]3號）

作者簡介：第一作者劉露（1987-），女，工程師，主要研究方向為環境污染防治、環境影響評價等。

通訊作者：練川（1973-），女，高級工程師，主要研究方向為環境污染防治、環境管理等。