工业废弃物磷石膏的综合利用

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1、云南省科学技术协会《专家建议》2009年第6期工业废弃物磷石膏的综合利用云南省化学化工学会一、云南磷石膏产生、堆放的现状云南是我国磷资源大省，随着省委、省政府发展矿产资源战略的实施，和高浓度磷复肥基地及大型饲料级磷酸钙盐企业的建设，云南湿法磷酸工业得到快速发展，副产磷石膏的数量也随之急剧增加。使用云南硅钙质磷矿生产湿法磷酸副产的二水磷石膏（干基）约为5吨/吨P2O5左右，即每生产1吨P2O5的湿法磷酸要副产5吨二水磷石膏（干基）。截止2008年末，云南已建成投产的湿法磷酸企业21家，生产装置38套，总产能341万吨/年（折P2O5计，下同）。云南的湿法磷酸装置主要集中在云天化

2、，它的产能约占云南省的三分之二。按目前的装置产能，正常生产一年要产生1700万吨磷石膏。随着磷矿石品质的降低，磷石膏渣的产生量将越来越大，加上历年已累计堆存超过5000万吨的量，磷石膏的数量巨大，大量磷石膏的堆存不仅占用大量土地，还可能对环境造成污染，企业还要投入大量的渣场建设资金和运行管理费用。这是云南湿法磷酸工业发展中面临的一项重要难题。磷石膏的“无害化处理和资源化利用”便成为云南磷化工产业需要认真思考的重要课题。加快磷石膏的资源化利用，尽快消化磷石膏废渣已成为我省磷肥工业快速发展必须解决的问题。磷石膏的主要化学成分是二水硫酸钙，它既含有具有多种潜在用途的硫、钙和石膏资源

3、，又含有磷、氟、有机物、碱金属元素、硅、铁、铝、镁等对环境和综合利用有害的杂质及放射性核素等，对综合利用构成不利的影响。磷石膏的利用是世界性难题，目前，全世界对磷石膏的平均利用率只达到4.5%，在中国利用率不到10%。云南在综合利用方面做了一些工作，但由于种种原因还没有实现真正的产业化。湿法磷酸生产中磷石膏的排放，云天化所属的五大磷肥企业中，除天湖公司仍采用干法排渣外，其余均改为湿法排渣。磷石膏渣场实际上已成为磷酸装置的一部分。目前磷石膏主要是建设堆场集中堆放，既占用了大量土地，若处理和管理不好还会造成对环境的污染。按照危险废物鉴别标准（GB5085-1996）的规定,各磷肥

4、企业（除云峰公司外）渣场磷石膏浸出液中无机氟化物（以F计）均含量＞50mg/L,属具有浸出毒性的固体危险废物。各浸出液PH＞2，腐蚀性不超标。对照污水综合排放标准(GB8978)和磷肥工业水污染物排放标准（大型三级），各磷肥企业新鲜磷石膏浸出液中磷酸盐（以P计）含量＞50mg/L；氟化物（以F计）含量＞30mg/L,均超过最高允许排放浓度。二、国内外磷石膏利用的现状无论是国内还是国外，磷石膏资源化利用情况都不令人满意。目前，全世界磷石膏的有效利用率仅为4.5％左右，也就是说全世界每年得到综合利用的磷石膏只有12.6Mt。日本、韩国和德国等发达国家磷石膏的利用率相对高一些。以日

5、本为例，由于日本国内缺乏天然石膏资源，磷石膏有效利用率达到90％以上，其中的75％左右用于生产熟石膏粉和石膏板。其他不发达国家磷石膏的利用率相对很低，一般以直接排放(抛弃)为主。我国磷石膏的有效利用率不足10％，距国家“十一五”规划工业固体废物综合利用率达到60％的目标尚有较大差距。磷石膏在我国产生的历史较长，其综合利用技术开发的时间已有近40年。多年来，通过广大科研人员的不懈努力，磷石膏资源化利用技术的开发已有了巨大的进展，主要体现在以下几个方面。（一）国内一批示范、试点项目或利用国外技术与国外合资的项目已经陆续建设承担国家重大科技攻关项目——石膏制硫酸联产水泥技术试验的山

6、东鲁北集团，建成了世界上最大的年产30万吨磷铵、40万吨硫酸、60万吨水泥的磷石膏制硫酸联产水泥工业装置，消耗了本企业及附近企业的磷石膏，实现了磷石膏产销平衡。鲁北集团、贵州瓮福、贵州开磷利用磷石膏生产水泥缓凝剂、石膏砖和矿井采空区填充物等，被国家发改委选为全国发展循环经济试点单位；鲁西化工集团宁夏化肥公司采用磷石膏闪烧法技术生产建筑石膏粉，年产规模20万吨；安徽铜化集团采用多种煅烧装置生产建筑石膏、水泥缓凝剂等；秦皇岛华瀛公司、江西贵化分别新建2000万平方米/年纸面石膏板项目已相继启动。（二）我省进行了大量的技术储备工作1986年，云南磷肥厂建成国内第一套磷石膏生产100

7、kt／a硫酸联产100kt／a水泥装置。2003年前，云峰公司把老渣场磷石膏用于当地农田改土，总用量12.1万吨。红磷公司在2006年前，每年利用磷石膏3400吨做普钙生产的添加剂。所有这些工作，虽然后来因为种种原因而停止，但积累了许多经验和教训，为今后磷石膏的利用奠定了较好的基础。为更好地利用磷石膏，云天化将40吨磷石膏送到澳大利亚RBS公司，在该公司的石膏生产线上煅烧二水磷石膏生产ß-半水石膏，并由RBS公司在澳大利亚配制成粉刷石膏、粘结石膏、地坪石膏、陶瓷模具石膏，在澳大利亚RBS公司生产线上生产