2009年，我國(guó)生產(chǎn)磷肥1100萬(wàn)噸，產(chǎn)生磷石膏約5000萬(wàn)噸，而我國(guó)磷石膏每年綜合利用量約為1000萬(wàn)噸，綜合利用率僅為20%。到目前為止，我國(guó)磷石膏累計(jì)堆存量已超過(guò)2億噸，不僅占用土地、浪費(fèi)資源，更帶來(lái)嚴(yán)重的環(huán)境污染和安全隱患。
國(guó)內(nèi)一批有責(zé)任感的化工企業(yè)，開(kāi)始千方百計(jì)為這兩億噸“廢渣”找出路。
堆存技術(shù)有突破
出于多種原因，國(guó)內(nèi)大多數(shù)企業(yè)采用的是對(duì)磷石膏進(jìn)行堆存處理的方法。但由于磷石膏堆存面臨巨大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，尋找一種經(jīng)濟(jì)上可行又環(huán)保的磷石膏堆存方式成為國(guó)內(nèi)企業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。
據(jù)甕福（集團(tuán)）有限公司董事長(zhǎng)何浩明介紹，由于磷石膏堆存場(chǎng)地在使用一段時(shí)間后，會(huì)發(fā)生泄漏并造成環(huán)境污染，因此經(jīng)常需要堵漏。常規(guī)的堵漏方法有垂直帷幕灌漿、黏土阻漏、鋪設(shè)土工布等幾種。但這幾種方法各有劣勢(shì)：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(jià)非常高；黏土阻漏的方法要求有連續(xù)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(shè)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(tuán)在堆存技術(shù)上實(shí)現(xiàn)突破而得到改觀。何浩明介紹說(shuō)，甕福集團(tuán)從美國(guó)阿得曼公司引進(jìn)的鋪設(shè)高密度聚乙烯膜進(jìn)行水平防滲的技術(shù)在磷石膏堆放上取得了實(shí)效。據(jù)了解，甕福磷石膏堆場(chǎng)從1999年開(kāi)始投入運(yùn)行，2007年，該公司用引進(jìn)的新技術(shù)完成了防滲改造，堆場(chǎng)總?cè)莘e達(dá)到3500萬(wàn)立方米。目前，該公司防滲膜下已堆存磷石膏體積為1500萬(wàn)立方米，防滲膜上還將堆存2000萬(wàn)立方米。何浩明解釋說(shuō)，由于高密度聚乙烯膜具有良好的抗?jié)B透性，鋪設(shè)后能夠全面防滲，使用這種磷石膏堆存技術(shù)具有投資回報(bào)率高、節(jié)約土地的優(yōu)勢(shì)。另外，利用山谷型、盆地型等堆平場(chǎng)，在填平壩體后可以像堆金字塔一樣繼續(xù)堆放磷石膏，可因此增加40%左右的堆場(chǎng)容積，增加40%左右的投資回報(bào)率。這等于將原有的堆存場(chǎng)地壽命提高了60%。
然而，堆存技術(shù)再先進(jìn)，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(chǎn)建材是方向
中國(guó)磷肥工業(yè)協(xié)會(huì)理事長(zhǎng)武希彥在接受CCIN記者采訪時(shí)表示，向建筑材料轉(zhuǎn)化是目前磷石膏綜合利用的主要方向。好處主要體現(xiàn)在三個(gè)方面：一是可以成為企業(yè)新的經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)點(diǎn)；二是替代天然石膏進(jìn)入建材行業(yè)，有效扭轉(zhuǎn)天然石膏無(wú)序開(kāi)采、長(zhǎng)途運(yùn)輸?shù)默F(xiàn)狀，保護(hù)生態(tài)資源；三是降低環(huán)境壓力。
據(jù)CCIN記者了解，目前很多國(guó)內(nèi)企業(yè)在這方面做出了有益嘗試。
甕福集團(tuán)一位工作人員介紹說(shuō)，該公司已與四川利森公司合作，投資新建了兩條生產(chǎn)能力為40萬(wàn)噸/年的磷石膏水泥緩凝劑生產(chǎn)線，兩條生產(chǎn)線可年利用磷石膏約70萬(wàn)噸。預(yù)計(jì)一期40萬(wàn)噸/年生產(chǎn)線將于2011年底建成投產(chǎn)。該公司其他建材產(chǎn)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(jié)構(gòu)材料等。這些產(chǎn)品每年共能消耗110萬(wàn)噸磷石膏。
貴州開(kāi)磷(集團(tuán))有限責(zé)任公司則完成了磷石膏中影響利用的有害化學(xué)成份去除的理論研究和應(yīng)用實(shí)驗(yàn)，解決了磷石膏綜合利用需固磷去氟的技術(shù)難題。據(jù)CCIN記者了解，目前開(kāi)磷集團(tuán)已形成年產(chǎn)130萬(wàn)噸以上的濕法磷酸生產(chǎn)能力，年排放磷石膏量達(dá)600萬(wàn)噸以上。為變廢為寶，并滿足建筑市場(chǎng)對(duì)新型建筑材料的需求，開(kāi)磷集團(tuán)開(kāi)發(fā)了直接利用二水磷石膏生產(chǎn)高強(qiáng)耐水磷石膏磚的生產(chǎn)工藝，創(chuàng)新了生產(chǎn)線設(shè)計(jì)，在對(duì)年產(chǎn)1億塊高強(qiáng)耐水磷石膏磚生產(chǎn)線優(yōu)化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，建設(shè)了目前世界上規(guī)模最大的年產(chǎn)10億塊高強(qiáng)耐水磷石膏磚生產(chǎn)線。開(kāi)磷集團(tuán)還建設(shè)了年產(chǎn)30萬(wàn)噸粉體建筑材料生產(chǎn)線，并將磷石膏基粉刷石膏、內(nèi)墻膩?zhàn)臃?、灌注砂漿、輕質(zhì)發(fā)泡石膏、石膏大板、石膏砌塊等系列建材產(chǎn)品作為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)的重點(diǎn)。目前，開(kāi)磷集團(tuán)磷石膏用于生產(chǎn)新型建材的年規(guī)模達(dá)到300萬(wàn)噸以上。
聯(lián)產(chǎn)技術(shù)也出新
2009年，我國(guó)已將磷石膏的綜合利用列入資源化重點(diǎn)工程建設(shè)。磷肥行業(yè)也在利用磷石膏生產(chǎn)磷酸聯(lián)產(chǎn)水泥、硫酸鉀、硫酸銨等，并在磷石膏生產(chǎn)硫酸聯(lián)產(chǎn)電石等方面尋求突破。
磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)，曾經(jīng)是拓寬我國(guó)硫資源的一項(xiàng)重要舉措，也曾是解決制約磷復(fù)肥發(fā)展的磷石膏問(wèn)題的有效辦法，被認(rèn)為是資源綜合利用、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)的示范項(xiàng)目。上世紀(jì)90年代末，魯北化工公司在國(guó)家的扶持下，建成了磷石膏制20萬(wàn)噸硫酸聯(lián)產(chǎn)30萬(wàn)噸水泥大型裝置。20多年的生產(chǎn)實(shí)踐證明，這一技術(shù)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(shù)繼續(xù)完善提高，建成硬石膏制15萬(wàn)噸硫酸聯(lián)產(chǎn)20萬(wàn)噸水泥裝置。該公司總工程師丁汝斌表示，該裝置運(yùn)行一年的實(shí)踐證明這一技術(shù)是可行的，全裝置沒(méi)有廢渣排放，企業(yè)硫酸裝置的凈化洗滌水都能循環(huán)利用，硫酸尾氣做到了達(dá)標(biāo)排放。
甕福集團(tuán)在磷石膏聯(lián)產(chǎn)技術(shù)方面的創(chuàng)新也值得稱道。何浩明表示，甕福集團(tuán)與西安建筑科技大學(xué)及武漢理工大學(xué)的科研團(tuán)隊(duì)，正在利用懸浮態(tài)/流態(tài)化技術(shù)分解磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)石灰項(xiàng)目上進(jìn)行合作。懸浮態(tài)預(yù)分解技術(shù)目前已進(jìn)入中試階段，在工藝和設(shè)備上均取得了重大突破。該技術(shù)開(kāi)發(fā)成功后，甕福集團(tuán)將建設(shè)年處理200萬(wàn)噸磷石膏產(chǎn)100萬(wàn)噸硫酸裝置，預(yù)計(jì)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(chǎn)成本。磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)石灰項(xiàng)目正處于實(shí)驗(yàn)室小試階段，所采用的技術(shù)在國(guó)內(nèi)處于領(lǐng)先地位。該項(xiàng)目工業(yè)化后，甕福集團(tuán)磷石膏的年處理量將達(dá)437萬(wàn)噸，渣場(chǎng)的原有磷石膏將以每年87萬(wàn)噸的速度減少。
開(kāi)采充填辟途徑
除了上述途徑，磷石膏用于磷礦山地下開(kāi)采充填也是綜合利用的途徑之一。
開(kāi)磷集團(tuán)發(fā)展部部長(zhǎng)王國(guó)維向CCIN記者介紹，為推動(dòng)磷石膏資源化利用，開(kāi)磷集團(tuán)成功開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的直接利用二水磷石膏生產(chǎn)高強(qiáng)耐水磷石膏磚的“一步法”生產(chǎn)工藝和磷化工全廢料自膠凝充填采礦技術(shù)，為磷礦山地下開(kāi)采充填應(yīng)用磷石膏開(kāi)辟了一條經(jīng)濟(jì)可行的途徑。王國(guó)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(shù)經(jīng)過(guò)4年多的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用試驗(yàn)，已完成了成果的工程化設(shè)計(jì)和應(yīng)用。近年來(lái)，開(kāi)磷集團(tuán)已建成了世界上第一座全磷廢料自膠凝充填的無(wú)廢礦山，每年可消化150萬(wàn)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(kāi)磷集團(tuán)現(xiàn)有資源儲(chǔ)量和年開(kāi)采規(guī)模計(jì)，使用該技術(shù)可累計(jì)多采出礦石6000萬(wàn)噸以上，延長(zhǎng)礦山服務(wù)年限15年，以噸礦銷售價(jià)格300元計(jì)算，折合人民幣180億元。將磷石膏用于磷礦山地下開(kāi)采充填還釋放了開(kāi)陽(yáng)磷礦區(qū)金陽(yáng)公路下不可開(kāi)采磷資源2262萬(wàn)噸，增加了可開(kāi)采資源儲(chǔ)量。該方法每年還可處理利用磷石膏200萬(wàn)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(xiàng)技術(shù)于2010年1月獲得國(guó)家科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)。
“更重要的是，技術(shù)創(chuàng)新為企業(yè)可持續(xù)發(fā)展和建立循環(huán)經(jīng)濟(jì)產(chǎn)業(yè)平臺(tái)提供了技術(shù)支撐與保障，完善了磷礦山地下開(kāi)采工藝，使緩傾斜中厚礦體資源開(kāi)采的安全性得到了進(jìn)一步保障。運(yùn)用自膠凝充填采礦技術(shù)，既防止了山體崩落、地表下沉等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，又減輕了礦山尾礦庫(kù)的壓力和磷石膏占地堆存對(duì)生態(tài)環(huán)境造成的破壞和影響。”王國(guó)維如是說(shuō)。
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