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【原創(chuàng)】中央環(huán)保督察組要“扶”磷石膏過資源綜合利用率50%大關(guān),靠誰?


來源:中國粉體網(wǎng)   昧光

[導(dǎo)讀]  促進(jìn)磷石膏資源化綜合利用率提升的關(guān)鍵技術(shù)之一,凈化處理技術(shù)。

中國粉體網(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95%以上的磷石膏來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)中國磷復(fù)肥工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù):至2020年,我國濕法磷酸產(chǎn)能約為2000萬t,年副產(chǎn)磷石膏約為7500萬t,全國磷石膏資源化綜合利用率約為45.3%。

 

“十三五”中國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)保督察指出問題整改,開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、過程凈化、綜合利用、資源循環(huán)利用及無害化處置等重大關(guān)鍵技術(shù)上展開科研攻關(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,力爭大宗工業(yè)固廢綜合利用率達(dá)到57%。

 

 

8月4日人民日報(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題。“工業(yè)固廢是放錯(cuò)了位置的資源,對其綜合利用意義重大!敝袊h(huán)經(jīng)濟(jì)協(xié)會副會長李邊卓向《人民日報(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,就必須對磷石膏進(jìn)行凈化處理,減少雜質(zhì)對石膏性能的影響。

 

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),對磷石膏的應(yīng)用有明顯限制效果。例如,H3PO4、H2PO4-及HPO42-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0.3%時(shí)對強(qiáng)度影響更為明顯;磷石膏中的部分Fe以黃鐵礦形式存在,會對石膏產(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。目前中國對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,但對共晶磷、有機(jī)物及不溶性雜質(zhì)無凈化效果;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

 

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)量和市場認(rèn)可度并不高。經(jīng)過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)?萍加邢薰

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),人民日報(bào)

 

(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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