——國內化工企業磷石膏綜合利用面面觀

　　
國內企業在利用磷石膏生產建材方面做出了多種有益嘗試。圖為貴州一棟應用了磷石膏材料的建筑。 （本報CCIN記者　張育　攝）

　　  2009年，我國生產磷肥1100萬噸，產生磷石膏約5000萬噸，而我國磷石膏每年綜合利用量約為1000萬噸，綜合利用率僅為20%。到目前為止，我國磷石膏累計堆存量已超過2億噸，不僅占用土地、浪費資源，更帶來嚴重的環境污染和安全隱患。

　　國內一批有責任感的化工企業，開始千方百計為這兩億噸“廢渣”找出路。
　　
　　
　　堆存技術有突破
　　
　　
　　出于多種原因，國內大多數企業采用的是對磷石膏進行堆存處理的方法。但由于磷石膏堆存面臨巨大的環境風險，尋找一種經濟上可行又環保的磷石膏堆存方式成為國內企業的當務之急。

　　據甕福（集團）有限公司董事長何浩明介紹，由于磷石膏堆存場地在使用一段時間后，會發生泄漏并造成環境污染，因此經常需要堵漏。常規的堵漏方法有垂直帷幕灌漿、黏土阻漏、鋪設土工布等幾種。但這幾種方法各有劣勢：垂直帷幕灌漿主要適用于局部堵漏，如果用于全面防滲則工程造價非常高；黏土阻漏的方法要求有連續厚層黏土，而有厚層黏土的地方往往是良田沃土，因此很難依靠黏土全面防滲；由于土工布抗裂性能差，鋪設土工布防滲的方法容易局部失效。因此，上述方法都難以做到有效地全面防滲。

　　這種狀況隨著甕福集團在堆存技術上實現突破而得到改觀。何浩明介紹說，甕福集團從美國阿得曼公司引進的鋪設高密度聚乙烯膜進行水平防滲的技術在磷石膏堆放上取得了實效。據了解，甕福磷石膏堆場從1999年開始投入運行，2007年，該公司用引進的新技術完成了防滲改造，堆場總容積達到3500萬立方米。目前，該公司防滲膜下已堆存磷石膏體積為1500萬立方米，防滲膜上還將堆存2000萬立方米。何浩明解釋說，由于高密度聚乙烯膜具有良好的抗滲透性，鋪設后能夠全面防滲，使用這種磷石膏堆存技術具有投資回報率高、節約土地的優勢。另外，利用山谷型、盆地型等堆平場，在填平壩體后可以像堆金字塔一樣繼續堆放磷石膏，可因此增加40%左右的堆場容積，增加40%左右的投資回報率。這等于將原有的堆存場地壽命提高了60%。

　　然而，堆存技術再先進，終究土地資源是有限的。終極的解決方案還是要靠綜合利用。
　　
　　
　　生產建材是方向
　　
　　
　　中國磷肥工業協會理事長武希彥在接受CCIN記者采訪時表示，向建筑材料轉化是目前磷石膏綜合利用的主要方向。好處主要體現在三個方面：一是可以成為企業新的經濟增長點；二是替代天然石膏進入建材行業，有效扭轉天然石膏無序開采、長途運輸的現狀，保護生態資源；三是降低環境壓力。

　　據CCIN記者了解，目前很多國內企業在這方面做出了有益嘗試。

　　甕福集團一位工作人員介紹說，該公司已與四川利森公司合作，投資新建了兩條生產能力為40萬噸/年的磷石膏水泥緩凝劑生產線，兩條生產線可年利用磷石膏約70萬噸。預計一期40萬噸/年生產線將于2011年底建成投產。該公司其他建材產品還包括石膏抗水磚、紙面石膏板、石膏砌塊、自流平石膏、石膏黏接劑、磷石膏新型墻體結構材料等。這些產品每年共能消耗110萬噸磷石膏。

　　貴州開磷(集團)有限責任公司則完成了磷石膏中影響利用的有害化學成份去除的理論研究和應用實驗，解決了磷石膏綜合利用需固磷去氟的技術難題。據CCIN記者了解，目前開磷集團已形成年產130萬噸以上的濕法磷酸生產能力，年排放磷石膏量達600萬噸以上。為變廢為寶，并滿足建筑市場對新型建筑材料的需求，開磷集團開發了直接利用二水磷石膏生產高強耐水磷石膏磚的生產工藝，創新了生產線設計，在對年產1億塊高強耐水磷石膏磚生產線優化設計的基礎上，建設了目前世界上規模最大的年產10億塊高強耐水磷石膏磚生產線。開磷集團還建設了年產30萬噸粉體建筑材料生產線，并將磷石膏基粉刷石膏、內墻膩子粉、灌注砂漿、輕質發泡石膏、石膏大板、石膏砌塊等系列建材產品作為進一步開發的重點。目前，開磷集團磷石膏用于生產新型建材的年規模達到300萬噸以上。
　　
　　
　　聯產技術也出新
　　
　　
　　2009年，我國已將磷石膏的綜合利用列入資源化重點工程建設。磷肥行業也在利用磷石膏生產磷酸聯產水泥、硫酸鉀、硫酸銨等，并在磷石膏生產硫酸聯產電石等方面尋求突破。

　　磷石膏制硫酸聯產水泥技術，曾經是拓寬我國硫資源的一項重要舉措，也曾是解決制約磷復肥發展的磷石膏問題的有效辦法，被認為是資源綜合利用、發展循環經濟的示范項目。上世紀90年代末，魯北化工公司在國家的扶持下，建成了磷石膏制20萬噸硫酸聯產30萬噸水泥大型裝置。20多年的生產實踐證明，這一技術是成熟可行的。2009年，重慶三圣特種建材股份有限公司將這一技術繼續完善提高，建成硬石膏制15萬噸硫酸聯產20萬噸水泥裝置。該公司總工程師丁汝斌表示，該裝置運行一年的實踐證明這一技術是可行的，全裝置沒有廢渣排放，企業硫酸裝置的凈化洗滌水都能循環利用，硫酸尾氣做到了達標排放。

　　甕福集團在磷石膏聯產技術方面的創新也值得稱道。何浩明表示，甕福集團與西安建筑科技大學及武漢理工大學的科研團隊，正在利用懸浮態/流態化技術分解磷石膏制硫酸聯產石灰項目上進行合作。懸浮態預分解技術目前已進入中試階段，在工藝和設備上均取得了重大突破。該技術開發成功后，甕福集團將建設年處理200萬噸磷石膏產100萬噸硫酸裝置，預計每噸硫酸的成本低于700元，可大大減少硫資源的消耗，降低磷肥生產成本。磷石膏制硫酸聯產石灰項目正處于實驗室小試階段，所采用的技術在國內處于領先地位。該項目工業化后，甕福集團磷石膏的年處理量將達437萬噸，渣場的原有磷石膏將以每年87萬噸的速度減少。
　　
　　
　　開采充填辟途徑
　　
　　
　　除了上述途徑，磷石膏用于磷礦山地下開采充填也是綜合利用的途徑之一。

　　開磷集團發展部部長王國維向CCIN記者介紹，為推動磷石膏資源化利用，開磷集團成功開發了具有自主知識產權的直接利用二水磷石膏生產高強耐水磷石膏磚的“一步法”生產工藝和磷化工全廢料自膠凝充填采礦技術，為磷礦山地下開采充填應用磷石膏開辟了一條經濟可行的途徑。王國維表示，以磷石膏和采礦廢矸為主要充填材料的磷化工全廢料自膠凝充填采礦技術經過4年多的現場應用試驗，已完成了成果的工程化設計和應用。近年來，開磷集團已建成了世界上第一座全磷廢料自膠凝充填的無廢礦山，每年可消化150萬噸磷石膏，磷礦的回采率也由之前的70%提高到92.6%，貧化率由6%降低到4.6%以下。按照開磷集團現有資源儲量和年開采規模計，使用該技術可累計多采出礦石6000萬噸以上，延長礦山服務年限15年，以噸礦銷售價格300元計算，折合人民幣180億元。將磷石膏用于磷礦山地下開采充填還釋放了開陽磷礦區金陽公路下不可開采磷資源2262萬噸，增加了可開采資源儲量。該方法每年還可處理利用磷石膏200萬噸、采礦廢矸73噸以上，減少磷石膏及采礦廢矸占地堆存土地約500畝。這項技術于2010年1月獲得國家科技進步二等獎。

　　“更重要的是，技術創新為企業可持續發展和建立循環經濟產業平臺提供了技術支撐與保障，完善了磷礦山地下開采工藝，使緩傾斜中厚礦體資源開采的安全性得到了進一步保障。運用自膠凝充填采礦技術，既防止了山體崩落、地表下沉等地質災害的發生，又減輕了礦山尾礦庫的壓力和磷石膏占地堆存對生態環境造成的破壞和影響。”王國維如是說。

巴西是世界上率先利用磷石膏的國家之一，該國主要將磷石膏用于農業。圖為該國科學家正在采集磷石膏樣本。（ＣＦＰ供圖）