——国内化工企业磷石膏综合利用面面观
国内企业在利用磷石膏生产建材方面做出了多种有益尝试。图为贵州一栋应用了磷石膏材料的建筑。 （本报CCIN记者 张育 摄）
2009年，我国生产磷肥1100万吨，产生磷石膏约5000万吨，而我国磷石膏每年综合利用量约为1000万吨，综合利用率仅为20%。到目前为止，我国磷石膏累计堆存量已超过2亿吨，不仅占用土地、浪费资源，更带来严重的环境污染和安全隐患。
国内一批有责任感的化工企业，开始千方百计为这两亿吨“废渣”找出路。
堆存技术有突破
出于多种原因，国内大多数企业采用的是对磷石膏进行堆存处理的方法。但由于磷石膏堆存面临巨大的环境风险，寻找一种经济上可行又环保的磷石膏堆存方式成为国内企业的当务之急。
据瓮福（集团）有限公司董事长何浩明介绍，由于磷石膏堆存场地在使用一段时间后，会发生泄漏并造成环境污染，因此经常需要堵漏。常规的堵漏方法有垂直帷幕灌浆、黏土阻漏、铺设土工布等几种。但这几种方法各有劣势：垂直帷幕灌浆主要适用于局部堵漏，如果用于全面防渗则工程造价非常高；黏土阻漏的方法要求有连续厚层黏土，而有厚层黏土的地方往往是良田沃土，因此很难依靠黏土全面防渗；由于土工布抗裂性能差，铺设土工布防渗的方法容易局部失效。因此，上述方法都难以做到有效地全面防渗。
这种状况随着瓮福集团在堆存技术上实现突破而得到改观。何浩明介绍说，瓮福集团从美国阿得曼公司引进的铺设高密度聚乙烯膜进行水平防渗的技术在磷石膏堆放上取得了实效。据了解，瓮福磷石膏堆场从1999年开始投入运行，2007年，该公司用引进的新技术完成了防渗改造，堆场总容积达到3500万立方米。目前，该公司防渗膜下已堆存磷石膏体积为1500万立方米，防渗膜上还将堆存2000万立方米。何浩明解释说，由于高密度聚乙烯膜具有良好的抗渗透性，铺设后能够全面防渗，使用这种磷石膏堆存技术具有投资回报率高、节约土地的优势。另外，利用山谷型、盆地型等堆平场，在填平坝体后可以像堆金字塔一样继续堆放磷石膏，可因此增加40%左右的堆场容积，增加40%左右的投资回报率。这等于将原有的堆存场地寿命提高了60%。
然而，堆存技术再先进，终究土地资源是有限的。终极的解决方案还是要靠综合利用。
生产建材是方向
中国磷肥工业协会理事长武希彦在接受CCIN记者采访时表示，向建筑材料转化是目前磷石膏综合利用的主要方向。好处主要体现在三个方面：一是可以成为企业新的经济增长点；二是替代天然石膏进入建材行业，有效扭转天然石膏无序开采、长途运输的现状，保护生态资源；三是降低环境压力。
据CCIN记者了解，目前很多国内企业在这方面做出了有益尝试。
瓮福集团一位工作人员介绍说，该公司已与四川利森公司合作，投资新建了两条生产能力为40万吨/年的磷石膏水泥缓凝剂生产线，两条生产线可年利用磷石膏约70万吨。预计一期40万吨/年生产线将于2011年底建成投产。该公司其他建材产品还包括石膏抗水砖、纸面石膏板、石膏砌块、自流平石膏、石膏黏接剂、磷石膏新型墙体结构材料等。这些产品每年共能消耗110万吨磷石膏。
贵州开磷(集团)有限责任公司则完成了磷石膏中影响利用的有害化学成份去除的理论研究和应用实验，解决了磷石膏综合利用需固磷去氟的技术难题。据CCIN记者了解，目前开磷集团已形成年产130万吨以上的湿法磷酸生产能力，年排放磷石膏量达600万吨以上。为变废为宝，并满足建筑市场对新型建筑材料的需求，开磷集团开发了直接利用二水磷石膏生产高强耐水磷石膏砖的生产工艺，创新了生产线设计，在对年产1亿块高强耐水磷石膏砖生产线优化设计的基础上，建设了目前世界上规模最大的年产10亿块高强耐水磷石膏砖生产线。开磷集团还建设了年产30万吨粉体建筑材料生产线，并将磷石膏基粉刷石膏、内墙腻子粉、灌注砂浆、轻质发泡石膏、石膏大板、石膏砌块等系列建材产品作为进一步开发的重点。目前，开磷集团磷石膏用于生产新型建材的年规模达到300万吨以上。
联产技术也出新
2009年，我国已将磷石膏的综合利用列入资源化重点工程建设。磷肥行业也在利用磷石膏生产磷酸联产水泥、硫酸钾、硫酸铵等，并在磷石膏生产硫酸联产电石等方面寻求突破。
磷石膏制硫酸联产水泥技术，曾经是拓宽我国硫资源的一项重要举措，也曾是解决制约磷复肥发展的磷石膏问题的有效办法，被认为是资源综合利用、发展循环经济的示范项目。上世纪90年代末，鲁北化工公司在国家的扶持下，建成了磷石膏制20万吨硫酸联产30万吨水泥大型装置。20多年的生产实践证明，这一技术是成熟可行的。2009年，重庆三圣特种建材股份有限公司将这一技术继续完善提高，建成硬石膏制15万吨硫酸联产20万吨水泥装置。该公司总工程师丁汝斌表示，该装置运行一年的实践证明这一技术是可行的，全装置没有废渣排放，企业硫酸装置的净化洗涤水都能循环利用，硫酸尾气做到了达标排放。
瓮福集团在磷石膏联产技术方面的创新也值得称道。何浩明表示，瓮福集团与西安建筑科技大学及武汉理工大学的科研团队，正在利用悬浮态/流态化技术分解磷石膏制硫酸联产石灰项目上进行合作。悬浮态预分解技术目前已进入中试阶段，在工艺和设备上均取得了重大突破。该技术开发成功后，瓮福集团将建设年处理200万吨磷石膏产100万吨硫酸装置，预计每吨硫酸的成本低于700元，可大大减少硫资源的消耗，降低磷肥生产成本。磷石膏制硫酸联产石灰项目正处于实验室小试阶段，所采用的技术在国内处于领先地位。该项目工业化后，瓮福集团磷石膏的年处理量将达437万吨，渣场的原有磷石膏将以每年87万吨的速度减少。
开采充填辟途径
除了上述途径，磷石膏用于磷矿山地下开采充填也是综合利用的途径之一。
开磷集团发展部部长王国维向CCIN记者介绍，为推动磷石膏资源化利用，开磷集团成功开发了具有自主知识产权的直接利用二水磷石膏生产高强耐水磷石膏砖的“一步法”生产工艺和磷化工全废料自胶凝充填采矿技术，为磷矿山地下开采充填应用磷石膏开辟了一条经济可行的途径。王国维表示，以磷石膏和采矿废矸为主要充填材料的磷化工全废料自胶凝充填采矿技术经过4年多的现场应用试验，已完成了成果的工程化设计和应用。近年来，开磷集团已建成了世界上第一座全磷废料自胶凝充填的无废矿山，每年可消化150万吨磷石膏，磷矿的回采率也由之前的70%提高到92.6%，贫化率由6%降低到4.6%以下。按照开磷集团现有资源储量和年开采规模计，使用该技术可累计多采出矿石6000万吨以上，延长矿山服务年限15年，以吨矿销售价格300元计算，折合人民币180亿元。将磷石膏用于磷矿山地下开采充填还释放了开阳磷矿区金阳公路下不可开采磷资源2262万吨，增加了可开采资源储量。该方法每年还可处理利用磷石膏200万吨、采矿废矸73吨以上，减少磷石膏及采矿废矸占地堆存土地约500亩。这项技术于2010年1月获得国家科技进步二等奖。
“更重要的是，技术创新为企业可持续发展和建立循环经济产业平台提供了技术支撑与保障，完善了磷矿山地下开采工艺，使缓倾斜中厚矿体资源开采的安全性得到了进一步保障。运用自胶凝充填采矿技术，既防止了山体崩落、地表下沉等地质灾害的发生，又减轻了矿山尾矿库的压力和磷石膏占地堆存对生态环境造成的破坏和影响。”王国维如是说。
巴西是世界上率先利用磷石膏的国家之一，该国主要将磷石膏用于农业。图为该国科学家正在采集磷石膏样本。（ＣＦＰ供图）
