我国磷石膏综合利用

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1、我国磷石膏综合利用现状吴文静（化学化工学院，环境科学2012级，201208041146）摘要：磷石膏是磷复肥生产过程中的副产物，随着中国磷复肥工业的迅猛发展，磷石膏已到了非处理不可的地步，否则，将直接影响人、环境、社会的和谐，以及国土保护，并直接给企业的生存和发展带来不可估量的损失。提高磷石膏综合利用率既是磷复肥行业必须面对的紧迫问题，也是有关政府部门必须认真解决的当务之急。关键字：磷石膏；综合利用现状；资源化；建议磷石膏是生产磷肥、磷酸时排放出的固体废弃物，每生产1t磷酸约产生4.5～5t磷石膏。磷石膏分二水石膏(CaSO4·

2、2H2O)和半水石膏(CaSO4·1/2H2O)，以二水石膏居多。磷石膏主要成分是硫酸钙(CaSO4·2H2O)，另外也含有少量未完全分解的磷矿、氟化物、磷酸、有机质、酸不溶物、铁铝化合物等杂质。随着我国高浓度磷复肥和磷酸工业的快速发展，副产的磷石膏量急剧增加。目前我国磷石膏的年排放量已达5000万t左右，累计堆存量超过2亿t。国内磷石膏还没有很好的利用途径，大多堆存处理，既占用土地，又浪费资源，含有的酸性及其他有害物质容易对周边环境造成污染。磷石膏废渣无害化处理已经成为影响磷复肥企业生产的“瓶颈”问题，搞好磷石膏的综合利用将成为

3、磷肥化工产业可持续发展的关键。1我国磷石膏综合利用现状据不完全统计，目前我国磷石膏综合利用量在10000kt／a左右，低于脱硫石膏的利用最。其中，生产建筑石膏约2800kt／a，生产水泥缓凝剂约2500kt／a，生产石膏砌块和石膏砖约1600kt／a，用作填充材料约1500kt／a，用作土壤改良剂约1500kt／a，制硫酸和硫酸铵等化工产品约100kt／a[[]叶学东．我国磷石膏利用现状、问题及建议［J］．磷肥与复肥，2011(1)：5—7．]。当前我国磷石膏综合利用存在的主要问题：a.磷石膏杂质多，利用成本高。磷石膏中含有游离磷

4、酸和硫酸等酸性物质，导致其pH值低，容易腐蚀生产设备。同时，磷石膏中含有的磷酸盐、氟化物等对后加工产品有不利影响，因此磷石膏必须经净化除杂等工艺处理后才能进行下一步的利用。磷石膏利用过程中会产生二次污染，需配套环保设施才能达到国家环保要求，其投资和运行成本较高。b.区域之间发展不平衡，磷石膏综合利用长期处于较低水平。受地域资源禀赋和运输半径的影响，不同地区磷石膏产生、堆存及综合利用情况差异较大。磷石膏的产生、堆存主要集中在云南、贵州、四川、湖北、安徽等磷复肥产区，而石膏消费主要集中在建筑石膏、水泥产量大的地区，由于受到运输半径的影

5、响，石膏使用量大的地区供不应求，而产生量集中的地区却大量堆存。c.标准体系不完善。一方面缺乏用于生产不同建材的磷石膏标准，不利于磷石膏在不同建材领域的应用；另一方面缺乏磷石膏综合利用产品相关标准，只能参照其他同类标准，市场认可度低，造成磷石膏难以大规模利用。a.我国天然石膏产量大，限制磷石膏利用。2010年我国天然石膏产量为45000kt，主要集中在山东、湖南、湖北、江苏、安徽等地。天然石膏的大量开采使用不仅破坏自然环境，而且抢占工业副产石膏的市场，与国外发达国家工业副产石膏高综合利用率相比，如美国的约35％、日本的约100％，我

6、国磷石膏应用的压力很大。2磷石膏的资源化应用2.1磷石膏制水泥缓凝剂目前我国水泥缓凝剂主要以天然石膏和脱硫石膏为原料。随着水泥产量的增长，国内对水泥缓凝剂的需求量将有较大的增长。随着天然石膏矿开采成本增加和优质石膏矿的减少，作为替代原料，磷石膏制水泥缓凝剂获得较快发展。目前国内磷石膏制水泥缓凝剂总产能约6Mt/a，而2012年我国水泥生产对水泥缓凝剂的需求量约为90Mt，即使磷石膏制水泥缓凝剂产能全部释放，也仅占水泥缓凝剂需求量的约7.4%。可见，磷石膏制水泥缓凝剂的市场前景很大。目前国内磷石膏制水泥缓凝剂单系列最大规模为800k

7、t/a。磷石膏制水泥缓凝剂存在的最大问题是磷石膏中含有的杂质会影响水泥的凝结时间，使其强度下降。因此必须对磷石膏作适当的净化除杂处理，关键是除去磷石膏中的磷、氟等酸性物质。目前常用的净化除杂工艺是水洗分离、中和、干燥、煅烧等[[]廖若博，徐晓燕，纪罗军，等.我国磷石膏资源化应用的现状及前景［J］.硫酸工业，2012(3):1－7.]。今后要在提高磷石膏品质、降低磷石膏制水泥缓凝剂生产成本上下工夫，以加快磷石膏替代天然石膏和脱硫石膏制水泥缓凝剂的技术进步。2.2磷石膏制石膏砌块和石膏砖与天然石膏和脱硫石膏一样，磷石膏主要成分为CaS

8、O4·2H2O。用磷石膏制建筑材料如石膏砌块和石膏砖，技术上是没有问题的，并且产品强度、承压能力、透气性均优于传统的黏土砖和水泥标砖。目前国内磷石膏制石膏砌块总产能约为5.0×106m2/a，单系列最大规模为合肥市锦龙新型环保建材有限公司的1.5×