我國工業固體廢棄物磷石膏預處理及綜合利用綜述

徐 炟

（貴陽市白云區住房和城鄉建設局，貴州 貴陽 550014）

目前由于技術、經濟、政策的原因導致這些固體廢棄物大多處于廢棄或堆存的狀態，這不僅浪費了大量的資源，制約了經濟發展，而且對環境造成了嚴重的污染和巨大的危害。磷礦作為工農業生產不可或缺的一種不可再生資源。

1 工業固體廢棄物磷石膏產生的原因

我國工業固體廢棄物磷石膏來自于以下幾個方面：1）我國開采使用低品位磷礦石過程中，通常使用濕法生產工業磷酸，然后經過凈化后生產化合物磷酸鹽過程中產生工業固體廢棄物磷石膏；2）隨著工業復合肥的大量使用，生產含磷復合肥的企業大量增加也是工業固體廢棄物磷石膏的主要原因之一；3）使用濕法磷酸生產磷酸氫鈣、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

2.1 硅鈣型固廢物的種類及產生量

硅鈣型固廢物的處理技術之一是硅鈣型固廢物的種類及產生量。硅鈣型無機固廢物種類較多，大都存在于鋼鐵冶金行業，包括采礦廢石、選礦尾礦、冶煉爐渣、粉塵污泥等。2005年中國鋼鐵產量超過4億t，約占世界總產量的50%。由此產生高爐礦渣為1.55億t、鋼渣約7000萬t。2008年中國鋼鐵產量達到發展巔峰，產量達到5.3億t。生態環境部等5部委于2019年4月28日發布了“關于推進實施鋼鐵行業超低排放的意見”，對鋼鐵行業的升級、環境治理、固廢處置都作了規范化基本要求。若以鋼鐵長流程生產企業為例，每生產1t鋼所產生的固廢物為600～800kg，2018年中國粗鋼產量為9.28億t，按此推算固廢物產生量為5.56億～7.42億t。在這些固廢物中，選礦尾礦主要化學成分（質量分數）：SiO2，15.7% ～72.8%；Fe2O3，6.2% ～24.8%；CaO，4.9%～30.8%。高爐渣主要化學成分（質量分數）：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質量分數達到23.50%。中國80%鋼渣為轉爐渣，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7家鋼廠的統計資料，鋼渣中SiO2質量分數為8.51% ～15.99%、FeO質量分數為7.30%～19.22%、CaO質量分數為40.30% ～45.37%。中國有色金屬固廢物也包括選冶尾礦、工業廢渣、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之二是他元素的回收。金屬工業廢渣中可回收硫、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，可生產硫品位不低于35%的優質硫精礦。對于銅品位平均在0.2%左右的廢石，則采用原地生化浸銅技術，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 完善基礎資料

磷礦固體廢棄物資源化利用的建議之一是完善基礎資料。為推廣磷礦固體廢棄物的綜合利用，必須要加強磷礦固體廢棄物的資源調查。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、化學組分、物理性質、可利用組分含量、賦存狀態、以及有害物質的含量和賦存狀態等，擁有這些基礎資料，是開展磷礦固體廢棄物綜合利用的前提。建立數據庫，開展統計調查工作，建立磷礦固體廢棄物資源綜合利用信息網絡平臺，建立起數據的收集、整理、統計系統，建立固體廢棄物排放和貯存、利用情況公報制度。著重掌握不同性質、不同生產環節產生的固體廢棄物的產生、堆存情況，了解固體廢棄物重點利用途徑的情況。

3.2 加強技術研究

磷礦固體廢棄物資源化利用的建議之二是加強技術研究。磷礦固體廢棄物種類繁多，組分復雜，要想合理高效的利用固體廢棄物資源，必須加強固體廢棄物利用的科學技術研究，尋找適合固體廢棄物資源化利用的經濟可行的新技術、新工藝。從20世紀70年代以來，其他發達國家，如美國、前蘇聯，都投入了人力物力財力用于礦山固體廢棄物的選礦實驗研究，相對于這些國家，我國礦山固體廢棄物的綜合利用技術研究就比較滯后。

4 結語

總之，在一定范圍內，隨著硅酸鹽水泥質量的增加，磷石膏的抗壓強度是有所提高的，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，導致其抗壓強度不同，在配比最佳的時候，抗壓強度才會高。