中國(guó)粉體網(wǎng)訊 磷石膏是濕法生產(chǎn)磷酸時(shí)產(chǎn)生的一種固體廢渣。目前,，我國(guó)95%以上的磷石膏來(lái)源于二水物法濕法磷酸生產(chǎn),，以二水硫酸鈣（CaSO₄·2H₂O）為主要成分，由于磷石膏中含有的雜質(zhì)種類多,，組分復(fù)雜,，如磷、氟、有機(jī)質(zhì),、重金屬及放射性物質(zhì)等,，嚴(yán)重制約磷石膏的資源化利用。

1磷石膏資源綜合利用現(xiàn)狀

據(jù)中國(guó)磷復(fù)肥工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)：至2020年,，我國(guó)濕法磷酸產(chǎn)能約為2000萬(wàn)t,，年副產(chǎn)磷石膏約為7500萬(wàn)t，全國(guó)磷石膏資源化綜合利用率約為45.3%,。

“十三五”中國(guó)磷石膏不同綜合利用途徑利用量變化情況

一線督辦磷石膏資源利用事宜,，國(guó)家重視工業(yè)廢固資源綜合利用率與潛在價(jià)值。

近日,，駐湖北省經(jīng)信廳紀(jì)檢監(jiān)察組深入基層,，圍繞抓好中央環(huán)保督察指出問(wèn)題整改，開(kāi)展磷石膏綜合利用專項(xiàng)調(diào)研督辦,，其中強(qiáng)調(diào)：“必須在磷石膏源頭減量,、過(guò)程凈化、綜合利用,、資源循環(huán)利用及無(wú)害化處置等重大關(guān)鍵技術(shù)上展開(kāi)科研攻關(guān),，蹚出一條磷石膏高端化、資源化利用的新路,�,！�

今年2月份，工信部等8部門(mén)今年聯(lián)合印發(fā)《關(guān)于加快推動(dòng)工業(yè)資源綜合利用的實(shí)施方案》,，明確了行業(yè)發(fā)展的具體目標(biāo)和實(shí)現(xiàn)路徑,，提出到2025年，鋼鐵,、有色,、化工等重點(diǎn)行業(yè)工業(yè)固廢產(chǎn)生強(qiáng)度下降，力爭(zhēng)大宗工業(yè)固廢綜合利用率達(dá)到57%,。

8月4日人民日?qǐng)?bào)發(fā)文《讓工業(yè)資源高效循環(huán)》——點(diǎn)名磷石膏綜合利用問(wèn)題,。“工業(yè)固廢是放錯(cuò)了位置的資源,，對(duì)其綜合利用意義重大,。”中國(guó)循環(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會(huì)副會(huì)長(zhǎng)李邊卓向《人民日?qǐng)?bào)》記者解釋,，一方面,，磷石膏、鋼渣,、尾礦等堆存量大,，存在較大生態(tài)環(huán)境安全隱患，通過(guò)綜合利用消化存量，不僅能有效緩解環(huán)境壓力,，還能提高資源利用效率,，為國(guó)家資源安全提供保障。另一方面,，大宗工業(yè)固廢可以替代天然礦產(chǎn)資源用于生產(chǎn)建筑材料,、筑路等，有效減少天然礦石開(kāi)采,、節(jié)能降碳效果顯著,。

2磷石膏資源的主要雜質(zhì)

如今，磷石膏是產(chǎn)品而非“廢物”的觀念已發(fā)生轉(zhuǎn)變,，但磷石膏的品位和雜質(zhì)含量受磷礦的礦石類型與企業(yè)的生產(chǎn)工藝,、處理方式影響，化學(xué)成分差異較大,，導(dǎo)致工藝參數(shù)難以把握,。要提高磷石膏資源化利用率，就必須對(duì)磷石膏進(jìn)行凈化處理,，減少雜質(zhì)對(duì)石膏性能的影響,。

一般而言，磷石膏雜質(zhì)可分為磷類雜質(zhì),、氟類雜質(zhì),、有機(jī)類雜質(zhì)及其他類雜質(zhì)，對(duì)磷石膏的應(yīng)用有明顯限制效果,。例如,，H₃PO₄、H₂PO₄^-及HPO₄^2-是磷石膏中可溶磷的主要存在形態(tài),，當(dāng)磷石膏中可溶磷質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)1.0%時(shí),，晶體形態(tài)、凝結(jié)時(shí)間,、強(qiáng)度性能劣化明顯,；可溶性氟化物會(huì)縮短磷石膏凝結(jié)時(shí)間，容易導(dǎo)致磷建筑石膏粉標(biāo)稠升高,，減小了石膏硬化體的密度和強(qiáng)度,，當(dāng)磷建筑石膏粉中可溶氟質(zhì)量分?jǐn)?shù)超過(guò)0.3%時(shí)對(duì)強(qiáng)度影響更為明顯；磷石膏中的部分Fe以黃鐵礦形式存在,，會(huì)對(duì)石膏產(chǎn)品白度造成影響,，特別是中高溫焙燒得到的石膏粉呈現(xiàn)紅色或者粉紅色。

3磷石膏凈化處理技術(shù)

目前，磷石膏凈化處理技術(shù)可分為濕法和干法兩種,。目前中國(guó)對(duì)磷石膏凈化處理一般采用濕法技術(shù)中的水洗法,、酸堿中和法,、陳化法和干法技術(shù)中的煅燒法（一種或多種組合）,，其中最常用的是酸堿中和法和水洗法,。

濕法凈化處理時(shí)，可通過(guò)調(diào)控水洗溫度,、水固質(zhì)量比,、水洗次數(shù)及攪拌時(shí)間提高水洗凈化效率,，但水洗法對(duì)共晶磷和不溶性雜質(zhì)的去除具有局限性,；石灰中和處理法能降低可溶性磷,、氟含量,，但對(duì)共晶磷,、有機(jī)物及不溶性雜質(zhì)無(wú)凈化效果,；采用酸浸出的方法凈化磷石膏效果顯著,，除雜效果徹底,，不過(guò)成本略高,。

水洗凈化示意圖

干法凈化是利用磷石膏在一定溫度條件下,，磷類雜質(zhì)會(huì)分解成氣體或部分轉(zhuǎn)變成惰性的焦磷酸鹽、偏磷酸鹽等穩(wěn)定的難溶性磷酸鹽類化合物,，同時(shí)部分氟類雜質(zhì)分解并以HF和SiF₄的形式逸出,，有機(jī)雜質(zhì)則氧化為CO₂和H₂O，在保證二水硫酸鈣正常脫水的同時(shí)降低甚至消除雜質(zhì)對(duì)石膏性能影響的焙燒凈化技術(shù)手段,。

干法凈化示意圖

鐘雯研究發(fā)現(xiàn)在煅燒溫度為300～500℃時(shí),，磷石膏水溶性磷、氟的去除效率高達(dá)60％以上,。彭家惠等提出當(dāng)焙燒溫度達(dá)到800℃時(shí),，能使得磷石膏中共晶磷從晶格中析出,，消除有機(jī)物的影響,。干法凈化時(shí)磷石膏中的雜質(zhì)鐵化合物被氧化,，使得石膏粉顏色變紅，導(dǎo)致白度降低。方官濤等通過(guò)添加2%NH₄Cl與磷石膏充分研磨后進(jìn)行煅燒,，磷石膏白度由26.8%升高到87.12%，鐵去除率達(dá)到96.61%,，有機(jī)碳去除率為44.90%。

結(jié)語(yǔ)

目前,，磷石膏資源的綜合利用以制造建材產(chǎn)品為主，但產(chǎn)品質(zhì)量和市場(chǎng)認(rèn)可度并不高,。經(jīng)過(guò)凈化除雜后的磷石膏,，品質(zhì)更接近正常的石膏,，能有效地提升下游產(chǎn)品質(zhì)量,，對(duì)資源綜合利用率提升也有很大幫助,。

參考文獻(xiàn)：

李恒,，等：磷石膏雜質(zhì)及凈化研究現(xiàn)狀，云南云天化環(huán)保科技有限公司

董澤，等：磷石膏建材資源化利用研究進(jìn)展,，浙江省建筑科學(xué)設(shè)計(jì)研究院有限公司

讓工業(yè)資源高效循環(huán),，人民日?qǐng)?bào)

（中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）

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