中國(guó)粉體網(wǎng)訊 在甕安縣嵐關(guān)鄉(xiāng)中試基地,,貴州科學(xué)院化工研究院的科研人員一如既往地忙碌,,他們分工協(xié)作,嫻熟地操作著試驗(yàn)設(shè)備,。廠(chǎng)房?jī)?nèi),,就近開(kāi)采的磷尾礦在高溫下煅燒,再經(jīng)過(guò)熱解,、浸取,、過(guò)濾,、洗滌,、干燥等工序后,不起眼的礦石變成了磷精礦,、碳酸鈣和氫氧化鎂,。
強(qiáng)化“富礦精開(kāi)”關(guān)鍵技術(shù)研究和成果轉(zhuǎn)化,中試環(huán)節(jié)非常重要,。中試,,即中間試驗(yàn),是在科研階段之后,、工業(yè)化生產(chǎn)之前的一個(gè)重要環(huán)節(jié),,是在一定規(guī)模的試驗(yàn)條件下,對(duì)研究成果進(jìn)行驗(yàn)證和放大的過(guò)程,,旨在評(píng)估技術(shù)的可行性,、可靠性和經(jīng)濟(jì)效益,,為后續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)保障。
“我們采用自主研發(fā)的中低品位磷礦及磷尾礦新型選礦創(chuàng)新技術(shù)后,,整個(gè)中試環(huán)節(jié)無(wú)廢渣產(chǎn)生,、廢液排放,磷元素幾乎全部進(jìn)入磷精礦,,不被看好的中低品位磷礦和磷尾礦實(shí)現(xiàn)了綜合再利用,,煥發(fā)新生。”貴州科學(xué)院化工研究院總工程師陳文興說(shuō),。
擺脫“被動(dòng)式末端治理”
磷是工業(yè)生產(chǎn)中的重要元素,,主要從磷礦中提取得來(lái)。不過(guò),,我國(guó)磷礦資源儲(chǔ)量豐而不富,,大多品位較低,需通過(guò)選礦富集等手段才具備工業(yè)利用價(jià)值,。
2月19日,,貴州省召開(kāi)的全省“富礦精開(kāi)”推進(jìn)大會(huì)要求,聚焦精深用礦延長(zhǎng)產(chǎn)業(yè)鏈提高附加值,,推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈向下游延伸,、價(jià)值鏈向高端躍升、創(chuàng)新鏈向前沿聚焦,,把礦產(chǎn)資源價(jià)值“吃干榨盡”,。
磷石膏
如何“吃干榨盡”實(shí)現(xiàn)精深用礦,是磷礦科研工作者攻關(guān)的長(zhǎng)期課題,。“當(dāng)前,,磷礦企業(yè)所采用的選礦技術(shù),獲得磷精礦后會(huì)產(chǎn)生一定量的尾礦,,既造成資源浪費(fèi)又帶來(lái)環(huán)保風(fēng)險(xiǎn),。”陳文興說(shuō),用磷精礦加工生產(chǎn)磷酸,,也會(huì)產(chǎn)生大量的低質(zhì)磷石膏,,無(wú)形中增加了資源化再利用的難度和安全環(huán)境壓力。
在化工研究院研究員張欽看來(lái),,如何有效利用磷石膏是磷化工產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展必須解決的首要問(wèn)題,。之所以產(chǎn)生低質(zhì)磷石膏,主要原因是磷礦資源本身的品質(zhì)不高,,現(xiàn)有的處理方法大多屬于被動(dòng)式末端治理,,綜合利用難度大。
磷化工是貴州重要的工業(yè)產(chǎn)業(yè),,作為本土科研機(jī)構(gòu),,貴州科學(xué)院化工研究院將磷礦選礦技術(shù)攻關(guān)作為重要工作,。2014年全力開(kāi)展技術(shù)攻關(guān)、2017年進(jìn)行中試,、2021年實(shí)現(xiàn)碳酸鈣和氫氧化鎂的分離……10年時(shí)間里,,科研人員努力鉆研,不斷優(yōu)化方案,,奮力從源頭尋找“破題密碼”,,助力磷化工產(chǎn)業(yè)向高端化、綠色化,、集約化邁進(jìn),。
科研人員在進(jìn)行技術(shù)攻關(guān)
中試讓技術(shù)變得成熟可用
“我們從20多年前開(kāi)始進(jìn)行研發(fā)新型選礦技術(shù),當(dāng)時(shí)全部用硝酸分解中低品位磷礦,,生產(chǎn)高水溶性肥料,在研發(fā)過(guò)程中,,未能將磷礦中的成分單獨(dú)分離出來(lái),導(dǎo)致以磷礦為原料發(fā)展下游產(chǎn)業(yè)時(shí)受到限制,。”陳文興說(shuō),。
讓技術(shù)從實(shí)驗(yàn)室走到應(yīng)用場(chǎng),中試是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié),。2017年,化工研究院與上海盛源集團(tuán)合作,,在位于甕安縣的貴州鑫光礦業(yè)有限公司選礦廠(chǎng)內(nèi)建立了一套“3千噸/年中低品位磷礦及磷尾礦新型選礦試驗(yàn)裝置”,開(kāi)展中試工作,。
科研人員合影
2018年6月,,“新型選礦技術(shù)”“磷尾礦高效清潔綜合利用技術(shù)”中試成功。中國(guó)化工學(xué)會(huì)組織國(guó)內(nèi)權(quán)威專(zhuān)家進(jìn)行評(píng)價(jià),,結(jié)論為技術(shù)成果達(dá)國(guó)內(nèi)領(lǐng)先水平,。2023年下半年,科研人員在中試環(huán)節(jié)還對(duì)實(shí)驗(yàn)室階段未開(kāi)展的水循環(huán),、氨循環(huán)等進(jìn)行完善,耗費(fèi)3個(gè)月時(shí)間實(shí)現(xiàn)了內(nèi)部資源的循環(huán)利用,。
在中試階段,1噸5%左右品位的磷尾礦可獲得150至200公斤磷精礦,、250至300公斤氫氧化鎂、350至400公斤碳酸鈣,,氫氧化鎂和碳酸鈣純度均超98%,。
中試不是一次性驗(yàn)證行為,,需要不斷地做,以便發(fā)現(xiàn)問(wèn)題,、解決問(wèn)題,,優(yōu)化參數(shù)、改進(jìn)技術(shù),。“從實(shí)驗(yàn)室到中試的過(guò)程中有很多不確定性,,科技成果轉(zhuǎn)化的前提是技術(shù)成熟,且生產(chǎn)的產(chǎn)品能切實(shí)滿(mǎn)足社會(huì)需要,,具有較好的經(jīng)濟(jì)價(jià)值,。”陳文興說(shuō)。
氫氧化鎂
推動(dòng)科研成果走向市場(chǎng)
張欽說(shuō),,磷精礦如用于硫酸法制磷酸可直接利用,,擺脫堆存束縛,且提高設(shè)備生產(chǎn)能力20%以上;如用于硝酸法制磷酸,,可從源頭杜絕磷石膏的產(chǎn)生,。
分離出的碳酸鈣和氫氧化鎂,均為高端基礎(chǔ)原料,,附加值高且應(yīng)用廣泛,,能拓寬企業(yè)的增收途徑。2024年1月,,“氫氧化鎂生產(chǎn)鎂基功能材料”項(xiàng)目獲貴州科學(xué)院立項(xiàng),,相關(guān)產(chǎn)品可用于醫(yī)療,、食品,、材料等領(lǐng)域。此外,,磷礦石中伴生的硅,、氟、碘等元素,,精深加工后也能獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益。
貴州省科技廳有關(guān)負(fù)責(zé)人到中式基地調(diào)研
2022年,,新型選礦技術(shù)獲貴州省重大科技成果轉(zhuǎn)化立項(xiàng)支持。2023年,,貴州省《關(guān)于深入推進(jìn)實(shí)施六大重大科技戰(zhàn)略行動(dòng)的通知》印發(fā),,“推進(jìn)中低品位磷礦及磷尾礦新型選礦技術(shù)攻關(guān),,建成產(chǎn)能15萬(wàn)噸/年磷尾礦示范裝置并產(chǎn)業(yè)化推廣”位列其中。
在科技項(xiàng)目的支持下,,新型選礦技術(shù)中試取得明顯成效,。2023年下半年以來(lái),貴州科學(xué)院化工研究院的科研人員借助中試設(shè)備不斷優(yōu)化技術(shù),,并采用技術(shù)+現(xiàn)金的方式入股參與科技成果轉(zhuǎn)化,,同時(shí),,加強(qiáng)與相關(guān)企業(yè)合作,推動(dòng)科研成果走向市場(chǎng),。
碳酸鈣
陳文興表示,,目前已有省內(nèi)外多家企業(yè)與化工院開(kāi)展較為深入的對(duì)接,力爭(zhēng)在2025年將技術(shù)投入使用,,把磷礦資源價(jià)值“吃干榨盡”,,將科研成果轉(zhuǎn)化為現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)力。
(中國(guó)粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
注:圖片非商業(yè)用途,,存在侵權(quán)告知?jiǎng)h除,!