贵州省磷石膏综合利用现状

刘露 练川 李星和 周江 王运长 陈思琳 肖兴艳

摘 要：介绍了贵州省磷石膏的综合利用现状，分析了综合利用过程中存在的问题、制约因素等，并从技术和管理的角度提出了对策和建议，为下一步磷石膏的综合利用提供参考建议。

关键词：磷石膏；综合利用；贵州省

中图分类号：X781 文献标识码：A

磷石膏是磷化工企业采用湿法工艺，在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，其主要成分为二水硫酸钙，此外还含有未分解完的磷礦、氟化物、磷酸、有机质、酸不溶物、铁铝化合物等杂质。[1]通常情况下，湿法生产1t磷酸就会副产4.5-5.5t磷石膏。[2]

我国大型磷化工企业主要分布在西南地区。2016年，我国磷石膏排放量前五的省份分别是：湖北、云南、贵州、山东和安徽，五省的磷石膏排放量占全国磷石膏排放总量的近70%，其中贵州省磷石膏产生量为1439万t，占全国磷石膏总产生量的17.13%，位居第二。[3]目前，磷石膏的综合利用率仅为30%左右，累计堆存量超过1亿吨。

2018年，贵州省相继发布了《关于加快磷石膏资源综合利用的意见》、《贵州省磷石膏“以用定产”的通知》，文件中提出全面实施磷石膏“以用定产”，实现磷石膏产消平衡，争取新增堆存量为零。2019年起，力争实现磷石膏消大于产，且每年消纳磷石膏量按照不低于10%的增速递增，直至全省磷石膏堆存量全部消纳完毕。综上，磷石膏的综合利用势在必行，迫在眉睫。通过对贵州省磷石膏主产区的综合利用现状进行调查，分析其存在的问题，从而提出对策和建议，可为下一步全省磷石膏综合利用提供参考建议。

1 综合利用现状

1.1 国内磷石膏综合利用

目前国内外磷石膏综合利用方式主要有以下几个方面：用磷石膏替代天然石膏作为水泥缓凝剂；制备石膏砌块、石膏板材、粉刷石膏、α型高强石膏等建材石膏以及制备建筑石膏粉；用作土壤调理剂，磷石膏中大量的钙离子可以置换土壤中钠离子从而平衡土壤酸碱度，同时丰富的磷和硫元素可以提供养分给植物，促进其生长；磷石膏用作路基材料；磷石膏制硫酸联产水泥；磷石膏制备硫酸铵；磷石膏制备硫酸钙晶须目前也已实现半工业化试验生产。[4]此外，还有许多新的综合利用技术在不断的探寻摸索中。

1.2 贵州省磷石膏综合利用

1.2.1 水泥缓凝剂

水泥缓凝剂是用于改善水泥凝结时间的添加剂，使用量为水泥质量的3%-5%。磷石膏可替代天然石膏、脱硫石膏作为水泥缓凝剂，延长水泥的凝结时间，减缓水泥水化速度。目前，磷石膏产量最大的瓮福集团与周边水泥厂合作，提供磷石膏作为水泥厂的水泥缓凝剂，同时给予消耗磷石膏的企业一定的补贴。根据调查，西南水泥厂目前利用瓮福集团产生的磷石膏作为水泥缓凝剂，近三年磷石膏用量在水泥中的占比大约为2%左右。

1.2.2纸面石膏板

纸面石膏板是一种新型的建筑装饰轻质板材料，具有质轻、隔声、隔热、抗震、收缩率低、强度高、自动微调室内湿度、加工性能强及施工方法简便的特点。[1]目前，主要以天然石膏和脱硫石膏为原料进行制作。近年来，由于生态环保的意识加强，一些地区天然石膏受到限产，加之脱硫石膏价格上升，导致建筑石膏的原料紧缺，然而随着磷石膏净化除杂技术的提高，给磷石膏制备建筑石膏创造了条件。贵州省瓮福磷矿与山东的泰山集团合作生产纸面石膏板，每年稳定消耗约30万吨磷石膏，每年生产约4000万平方米纸面石膏板。

1.2.3井下充填

贵阳市开磷集团依托开阳和息烽丰富的磷矿资源优势，在开阳和息烽的大中型磷矿重点推广磷石膏制成混凝土回填采矿坑道技术，在磷化工企业重点推广新型石膏砖生产工艺，已形成400万吨/年改性磷石膏混凝土回填采矿坑道能力，年利用磷石膏280万吨以上。

1.2.4其他

金正大诺泰尔化学有限公司在贵州瓮安工业园区建设磷资源循环经济产业园。目前，建成5万t/a转晶法α半水石膏工业化试验装置、磷石膏制取30万t/a硫酸联产45万t/a硅钙钾镁肥/水泥产业化装置并投入运行。[5]

2 存在的问题

贵州省在磷石膏综合利用方面取得了一定的成效，例如，近年打造了贵州瓮安磷资源循环经济产业园，形成多种途径、用量大、附加值高、清洁经济的磷石膏综合利用产业格局，构建起上下游一体化的循环经济发展产业链。但是，仍存在以下问题：

2.1 综合利用途径单一

目前，贵州省磷石膏综合利用途径单一，主要集中于水泥、建材领域。然而由于我国水泥行业产能已严重过剩，随着国家淘汰水泥产能、压缩水泥产量措施的逐步落实，作为水泥生产辅料之一，磷石膏制备水泥缓凝剂也必将受到影响；磷石膏生产纸面石膏板等建材产品，对磷石膏消耗量小、产品附加值低，且由于企业大多位于偏远地区，远离石膏消费市场，运输成本限制了销售半径。

2.2 技术支撑能力不足

国家尚未出台针对磷石膏利用的强有力的相关政策、措施、标准，[6]规定了磷石膏主要质量控制指标的标准中的数项指标也亟待修订完善。另外，针对磷石膏综合利用的基础性、前瞻性技术研发投入严重不够，大掺量的综合利用技术没有突破，[7]缺乏产业化、大规模、高附加值利用的高端技术。

2.3 缺乏政策支持

近年来，贵州省相继出台关于磷石膏综合利用的相关文件，如《关于加快磷石膏资源综合利用的意见》、《贵州省“十三五”大宗工业固体废物综合利用规划》、《贵州省磷石膏“以用定产”的通知》，但是相关的税收优惠、财政支持等政策扶持力度不足。

3 对策与建议

从长远来看，影响磷石膏大规模综合利用的主要问题还是技术、市场和相关政策，故应从这三个方面同时下功夫。针对贵州省实际情况提出以下对策与建议。

3.1 拓宽磷石膏综合利用范围

拓宽磷石膏综合利用的范围，同时根据市场需求及时调整综合利用方案。目前，贵州省磷石膏主要利用于水泥、建材行业，在保持现有利用途径的同时继续拓展其他综合利用途径。如：贵州省为实现村村通、組组通，需要修筑大量乡村道路，因此可以在磷石膏排放集中区域的县道和乡村公路建设中开展大掺量磷石膏路基材料；贵州省开阳和息烽的大中型磷矿开采后形成的采空区，在确保采用磷石膏制成的矿井充填专用凝胶材料安全的情况下可以大力推行磷石膏采矿坑道回填综合利用技术。另外，加大产学研合作，开展磷酸高附加值产品的研发和产业化应用，进一步推进磷石膏土壤改良剂等生产应用，延伸磷肥企业产业链。

3.2 加大技术支撑

尽快完善针对磷石膏利用的相关政策、措施和标准，便于其综合利用产品的推广；加大关键性技术研发的力度，加强与科研院校合作，同时要从产业发展和市场需求的角度出发，避免与市场脱轨。

3.3 加强政策扶持力度

出台鼓励磷石膏综合利用产品进入市场的相关政策，例如出台利用磷石膏按照利用量进行财政补贴等相关政策；给予税收优惠，例如将磷石膏综合利用产品列入国家减免税收产品范围等；加大对磷石膏综合利用技术的扶持，以及相关项目建设的专项资金支持。

参考文献：

[1]武新民，杨再银.磷石膏综合利用现状和展望[J].硫酸工业，2017（8）：18-21.

[2]杨兆娟，向兰.磷石膏综合利用现状评述[J].无机盐工业，2007，39（1）：8-10.

[3]中国工业固废网，中国工业环保促进会.2016年度中国大宗工业固体废物综合利用产业发展报告[M].北京：中国工业固废网，2017.

[4]童俊.“十三五”磷石膏处理处置现状及展望[J].建材发展导向，2018（16）：6-11.

[5]李逸晨，杨再银.磷石膏综合利用技术发展动态[J].磷肥与氮肥，2018，33（2）：1-6.

[6]彭宏佳.贵阳市磷石膏综合利用现状与对策研究[J].山西科技，2017，32（5）：98-100.

[7]叶学东.2016年我国磷石膏利用现状、存在问题及建议[J].磷肥与氮肥，2017，32（7）：1-3.

基金项目：贵州省环境保护厅环境科技项目（黔环科[2016]3号）

作者简介：第一作者刘露（1987-），女，工程师，主要研究方向为环境污染防治、环境影响评价等。

通讯作者：练川（1973-），女，高级工程师，主要研究方向为环境污染防治、环境管理等。