中國粉體網(wǎng)訊 在甕安縣嵐關鄉(xiāng)中試基地，貴州科學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，嫻熟地操作著試驗設備。廠房內(nèi)，就近開采的磷尾礦在高溫下煅燒，再經(jīng)過熱解、浸取、過濾、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。

強化“富礦精開”關鍵技術研究和成果轉化，中試環(huán)節(jié)非常重要。中試，即中間試驗，是在科研階段之后、工業(yè)化生產(chǎn)之前的一個重要環(huán)節(jié)，是在一定規(guī)模的試驗條件下，對研究成果進行驗證和放大的過程，旨在評估技術的可行性、可靠性和經(jīng)濟效益，為后續(xù)工業(yè)化生產(chǎn)提供科學依據(jù)和技術保障。

“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)新技術后，整個中試環(huán)節(jié)無廢渣產(chǎn)生、廢液排放，磷元素幾乎全部進入磷精礦，不被看好的中低品位磷礦和磷尾礦實現(xiàn)了綜合再利用，煥發(fā)新生。”貴州科學院化工研究院總工程師陳文興說。

擺脫“被動式末端治理”

磷是工業(yè)生產(chǎn)中的重要元素，主要從磷礦中提取得來。不過，我國磷礦資源儲量豐而不富，大多品位較低，需通過選礦富集等手段才具備工業(yè)利用價值。

2月19日，貴州省召開的全省“富礦精開”推進大會要求，聚焦精深用礦延長產(chǎn)業(yè)鏈提高附加值，推動產(chǎn)業(yè)鏈向下游延伸、價值鏈向高端躍升、創(chuàng)新鏈向前沿聚焦，把礦產(chǎn)資源價值“吃干榨盡”。

磷石膏

如何“吃干榨盡”實現(xiàn)精深用礦，是磷礦科研工作者攻關的長期課題。“當前，磷礦企業(yè)所采用的選礦技術，獲得磷精礦后會產(chǎn)生一定量的尾礦，既造成資源浪費又帶來環(huán)保風險。”陳文興說，用磷精礦加工生產(chǎn)磷酸，也會產(chǎn)生大量的低質(zhì)磷石膏，無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，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)，作為本土科研機構，貴州科學院化工研究院將磷礦選礦技術攻關作為重要工作。2014年全力開展技術攻關、2017年進行中試、2021年實現(xiàn)碳酸鈣和氫氧化鎂的分離……10年時間里，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。

科研人員在進行技術攻關

中試讓技術變得成熟可用

“我們從20多年前開始進行研發(fā)新型選礦技術，當時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)過程中，未能將磷礦中的成分單獨分離出來，導致以磷礦為原料發(fā)展下游產(chǎn)業(yè)時受到限制。”陳文興說。

讓技術從實驗室走到應用場，中試是其中的關鍵環(huán)節(jié)。2017年，化工研究院與上海盛源集團合作，在位于甕安縣的貴州鑫光礦業(yè)有限公司選礦廠內(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裝置”，開展中試工作。

科研人員合影

2018年6月，“新型選礦技術”“磷尾礦高效清潔綜合利用技術”中試成功。中國化工學會組織國內(nèi)權威專家進行評價，結論為技術成果達國內(nèi)領先水平。2023年下半年，科研人員在中試環(huán)節(jié)還對實驗室階段未開展的水循環(huán)、氨循環(huán)等進行完善，耗費3個月時間實現(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%。

中試不是一次性驗證行為，需要不斷地做，以便發(fā)現(xiàn)問題、解決問題，優(yōu)化參數(shù)、改進技術。“從實驗室到中試的過程中有很多不確定性，科技成果轉化的前提是技術成熟，且生產(chǎn)的產(chǎn)品能切實滿足社會需要，具有較好的經(jīng)濟價值。”陳文興說。

氫氧化鎂

推動科研成果走向市場

張欽說，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，均為高端基礎原料，附加值高且應用廣泛，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”項目獲貴州科學院立項，相關產(chǎn)品可用于醫(yī)療、食品、材料等領域。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)濟效益。

貴州省科技廳有關負責人到中式基地調(diào)研

2022年，新型選礦技術獲貴州省重大科技成果轉化立項支持。2023年，貴州省《關于深入推進實施六大重大科技戰(zhàn)略行動的通知》印發(fā)，“推進中低品位磷礦及磷尾礦新型選礦技術攻關，建成產(chǎn)能15萬噸/年磷尾礦示范裝置并產(chǎn)業(yè)化推廣”位列其中。

在科技項目的支持下，新型選礦技術中試取得明顯成效。2023年下半年以來，貴州科學院化工研究院的科研人員借助中試設備不斷優(yōu)化技術，并采用技術+現(xiàn)金的方式入股參與科技成果轉化，同時，加強與相關企業(yè)合作，推動科研成果走向市場。

碳酸鈣

陳文興表示，目前已有省內(nèi)外多家企業(yè)與化工院開展較為深入的對接，力爭在2025年將技術投入使用，把磷礦資源價值“吃干榨盡”，將科研成果轉化為現(xiàn)實生產(chǎn)力。

 (中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)

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