磷石膏安全處置及綜合利用“十二五”實(shí)施方案(一)

中國石油和化學(xué)工業(yè)聯(lián)合會¹，中國磷肥工業(yè)協(xié)會²

（1.中國石油和化學(xué)工1聯(lián)合會，北京100723; 2.中國磷肥工業(yè)協(xié)會，北京100120）

 [摘要]基于對我國磷石膏產(chǎn)生、處置、綜合利用及存在問題的總結(jié)和分析，制訂了“十二五”的總體目標(biāo)，即:磷石膏綜合年利用率達(dá)到30%，力爭達(dá)到40%，安全處置率超過90%，年消納磷石膏2 500萬。提出了實(shí)現(xiàn)上述目標(biāo)的主要任務(wù)、具體措施和建議。

 [關(guān)鍵詞]磷肥工業(yè);磷石膏;安全處置;綜合利用;實(shí)施方案

 [中圖分類號]X781   [文獻(xiàn)標(biāo)志碼]A  [文章編號]1007一6220 (2012) 05一0001一05

0前言

    積極推進(jìn)磷石膏安全堆存、大力開展磷石膏綜合利用，是落實(shí)科學(xué)發(fā)展觀、調(diào)整產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)發(fā)展方式、構(gòu)建資源節(jié)約型和環(huán)境友好型工業(yè)體系的重要舉措，也是解決磷石膏不當(dāng)處置與堆存造成環(huán)境污染和安全隱患的治本之策，對增強(qiáng)我國磷肥行業(yè)可健康持續(xù)發(fā)展能力、實(shí)現(xiàn)又好又快發(fā)展具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

    為貫徹科學(xué)發(fā)展觀，落實(shí)節(jié)約資源和保護(hù)環(huán)境基本國策，全面落實(shí)國家發(fā)展改革委《“十二五”資源綜合利用指導(dǎo)意見和大宗固體廢物綜合利用實(shí)施方案》、工業(yè)和信息化部《關(guān)于工業(yè)副產(chǎn)石膏綜合利用的指導(dǎo)意見》和《大宗工業(yè)固體廢物綜合利用“十二五”規(guī)劃》的具體部署和要求，全面推進(jìn)我國磷石膏“十二五”時期的安全堆存和綜合利用工作，提升磷石膏資源化利用水平，制定本實(shí)施方案。

1我國磷石膏產(chǎn)生、處置及綜合利用現(xiàn)狀

    磷石膏是以磷礦石、硫酸為原料，用硫酸酸解磷礦萃取磷酸(又稱濕法磷酸)時所得到的副產(chǎn)品。每生產(chǎn)P₂O₅1t磷酸產(chǎn)生主要成分為二水硫酸鈣的磷石膏約5t。二磷石膏的主要成分是二水硫酸鈣，此外，還含有少量未分解的磷礦粉，未洗滌干凈的磷酸、磷酸鐵、磷酸鋁和氟硅酸鹽等雜質(zhì)。

1.1我國磷石膏的基本情況

1.1.1我國磷石膏的產(chǎn)排情況

    “十一五”時期是我國高濃度磷復(fù)肥發(fā)展^快的5年，磷石膏的產(chǎn)排量也呈現(xiàn)出逐年快速增長的態(tài)勢。我國近幾年磷石膏產(chǎn)生量見表1。

表1 2006—2011年我國磷石膏產(chǎn)生量                  萬t

截至2012年，我國磷石膏累計(jì)產(chǎn)生量超過3億t，堆存量已超過2.5億t。這不僅占據(jù)了大量土地，而且還存在巨大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

1.1.2我國磷石膏產(chǎn)生地域分布

   我國有濕法磷酸生產(chǎn)裝置的磷復(fù)肥企業(yè)90多家，磷酸單套裝置規(guī)模從1.5萬t到30萬t不等。從企業(yè)的分布情況看，除北京、天津、上海、吉林、黑龍江、海南、西藏、新疆外，其余省份均有磷石膏產(chǎn)出。

    近年來，我國磷肥產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整基本上實(shí)現(xiàn)了兩個轉(zhuǎn)移:基礎(chǔ)肥料向資源產(chǎn)地轉(zhuǎn)移，各種專用肥料向用肥市場轉(zhuǎn)移。2011年高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)量前5名的省份為湖北、云南、貴州、山東和安徽，5省的高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)量占全國高濃度磷復(fù)肥總量的78.3% ,磷石膏產(chǎn)排量也約占全國磷石膏總量的78%(見圖1)。

圖1 我國高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)量占比圖

二十二五”期間磷肥產(chǎn)業(yè)將處于平穩(wěn)發(fā)展期，預(yù)計(jì)到“十二五”末，我國磷石膏年產(chǎn)生量約為7000萬t，并且相對集中分布在云、貴、鄂、川等產(chǎn)磷省。

1.1.3我國磷石膏的產(chǎn)排特點(diǎn)

    我國磷石膏產(chǎn)排具有以下特點(diǎn)：年產(chǎn)生量大，約占全國工業(yè)副產(chǎn)石膏總量的50%以上;產(chǎn)出地相對集中，而且分布較廣；大中型磷復(fù)肥企業(yè)年產(chǎn)排量均在數(shù)百萬噸以上，且大多地處偏遠(yuǎn)地區(qū)，遠(yuǎn)離石膏建材消費(fèi)市場;一些地區(qū)及大型磷復(fù)肥企業(yè)在努力支撐我國高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)業(yè)發(fā)展的同時，承載的磷石膏排放、治理和利用的壓力也在逐年增大;由于磷石膏近期仍以堆存處理為主，加之部分企業(yè)原有的渣場已接近服務(wù)年限，改造、新建渣場的需求和壓力日漸加大。

1.2我國磷石膏處置和綜合利用情況

1.2.1磷石膏的堆存處置情況

隨著高濃度磷復(fù)肥產(chǎn)量的增加，低品味磷礦用量越來越多，磷石膏的產(chǎn)量將越來越大。目前，磷石膏綜合利用的途徑和產(chǎn)品因受多種因素的影響，綜合利用率不高，短期內(nèi)還無法做到全部利用，磷石膏大量的處置方式仍以堆存為主，占年產(chǎn)生量的80%左右.。磷石膏堆存方式主排干堆、濕排濕堆和濕排干堆3種。干法堆場滲濾液收集處理系統(tǒng)，收集的滲濾液通過泵送回磷酸裝置，國內(nèi)小企業(yè)大多采用干排干堆方式處理。濕法堆場設(shè)置回水調(diào)節(jié)庫(池)，磷石膏滲濾液及輸渣水進(jìn)人回水調(diào)節(jié)庫(池)，并通過泵送回磷酸裝置或回收利用，國內(nèi)大型磷肥企業(yè)一般采用濕排濕堆的方式進(jìn)行處理，輸渣水封閉循環(huán)使用。由于磷石膏堆存量大，土地占用量大，加之環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)大，磷石膏的安全堆存與綜合利用已成為制約行業(yè)發(fā)展的一個重要因素。

1.2.2磷石膏的綜合利用情況

    磷石膏的利用是世界性難題，目前全世界磷石膏的平均利用率在10%以下。“十一五“期間我國磷石膏綜合利用取得積極進(jìn)展，利用規(guī)模、處理水平均處于世界^。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010年我國磷石膏綜合利用量已達(dá)到1260萬t,綜合利用為20%，年利用率相比2009年增長了23.5%。磷石膏已由“以儲為主”向“儲用并舉”的方向轉(zhuǎn)變。目前我國磷石膏的處置和利用方式主要有以下幾個方面〔見圖2、圖3)。

1）磷石膏替代天然石膏作為水泥緩凝劑，該技術(shù)是目前應(yīng)用^廣、消納磷石膏量^大的產(chǎn)品路線線，現(xiàn)已形成460萬t的生產(chǎn)能力，年消那鈉石膏約為360萬t。安徽銅化集團(tuán)近年來研發(fā)成功磷石膏制球狀緩凝劑的新技術(shù)，其主要技術(shù)特點(diǎn):成球工藝中不需添加經(jīng)鍛燒后的半水石膏，而是加人自主研發(fā)的活性黏結(jié)劑，生產(chǎn)成本比現(xiàn)有工藝降低近20%，且避免了磷石膏造球時的粉塵污染，達(dá)到節(jié)能減排效果，擴(kuò)大了磷石膏銷售半徑，這是該產(chǎn)品今后發(fā)展的方向。

 2）磷石膏經(jīng)鍛燒制建筑石膏粉(β半水石膏)磷石膏經(jīng)鍛燒制建筑石膏粉是制備新型石膏建材的基本原料，現(xiàn)已建成220萬t建筑石膏粉的生產(chǎn)能力，年利用磷石膏210萬t左右。目前我國石膏鍛燒技術(shù)與設(shè)備種類雖然很多，但仍缺乏適應(yīng)磷石膏特點(diǎn)的產(chǎn)能大、能耗低、產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)良的鍛燒技術(shù)和裝備。

  3）磷石膏制紙面石膏板、石膏砌塊等新型石膏建材產(chǎn)品該技術(shù)是當(dāng)前磷石膏消納量較大的途徑之一，技術(shù)成熟，裝備先進(jìn)。目前磷肥企業(yè)采取自制、合作、聯(lián)營等多種方式，已形成了近3億m²紙面石膏板和400萬m石膏砌塊的生產(chǎn)能力，年可消納磷石膏近240萬t。存在的主要瓶頸是缺乏環(huán)保、適用的磷石膏預(yù)處理技術(shù)，需加快研發(fā)工作，努力減少磷石膏雜質(zhì)，以滿足石膏建材產(chǎn)品的需求。

  4）磷石膏作土壤調(diào)理劑磷石膏呈酸性并含有硫、鈣、鎂等元素，因此是一種適用于改良鹽堿地、沙漠地的土壤調(diào)理劑。美國、巴西現(xiàn)正進(jìn)行應(yīng)用試驗(yàn)，我國早在20世紀(jì)就開展大量的研究和試驗(yàn)工作，積累了經(jīng)驗(yàn)，取得了成效，現(xiàn)已在云南、甘肅等地每年應(yīng)用磷石膏近100萬t。今后將進(jìn)一步擴(kuò)大試驗(yàn)范圍，因地制宜，增大應(yīng)用量。

   5）磷石膏制石膏標(biāo)磚隨著國家取消豁土磚的范圍不斷擴(kuò)大，以及建設(shè)新農(nóng)村和城鎮(zhèn)化步伐的加快，新型墻體材料的需求旺盛，以磷石膏為主要原料、添加適量堿性激發(fā)劑、經(jīng)成型蒸壓養(yǎng)護(hù)后制磷石膏標(biāo)磚的生產(chǎn)技術(shù)已研發(fā)成功，產(chǎn)品具有承重、防水、抗凍等功能?，F(xiàn)已建成6套生產(chǎn)裝置、年產(chǎn)7.5億塊的生產(chǎn)能力，可消納100萬t磷石膏，具有較好的社會效益、環(huán)保效益和市場前景。

    此外，“十一五”期間，在化學(xué)法分解磷石膏制硫酸、硫錢方面得到鞏固和發(fā)展，磷石膏制備粘結(jié)石膏、粉刷石膏、石膏膩?zhàn)拥仁嘞盗心z凝材料，以及磷石膏制石膏砂漿、石膏模盒、無機(jī)外墻保溫板等項(xiàng)產(chǎn)品技術(shù)也在很多企業(yè)獲得成功，產(chǎn)品投放市場后受到用戶歡迎。

摘自《磷肥與復(fù)肥》