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行业研究
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2016第10期:国内外磷石膏综合利用技术发展动态
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前  言

  随着建筑节能和墙体材料改革的不断推进与深化,我国石膏工业迅速发展,石膏的用量在不久的将来必定会有一个新的飞跃。

  我国的石膏资源主要由天然石膏和工业副产石膏两部分组成。我国天然石膏资源储量丰富,已探明的各类石膏总储量约为600亿吨,居世界第一位,但具有工业开采价值的二水石膏资源却相对缺乏,其中硬石膏占总量的60%以上,作为优质资源的特级及一级石膏仅占总量的8%,其中部分石膏矿点因过度开采已接近枯竭。另一方面,我国石膏矿产资源还存在分布不均衡的问题,较为优质的石膏矿藏主要集中在西北、西南地区。可以说我国既是石膏储量的大国,又是优质石膏储量的穷国。

  随着优质天然石膏资源的日益枯竭,作为替代资源的工业副产石膏,其重要性日益提高。我国的工业副产石膏主要包括脱硫石膏、磷石膏、钛石膏、废陶模石膏、芒硝石膏、氟石膏、盐石膏、柠檬石膏等,据中国建筑材料联合会石膏建材分会统计,2014年我国各类工业副产石膏排放总量约为1.8亿吨,其中脱硫石膏约为7550万吨,磷石膏约为7000万吨。副产石膏当年综合利用量约为8660万吨,其中脱硫石膏的利用率最高,超过了70%,而磷石膏的利用率仅为27%。

  大量的副产磷石膏如何处置是当今“三废”处理面临的主要问题之一。国内大小化肥企业和生产饲料级磷酸氢钙和工业磷酸盐的企业均有上百家,各省市都有生产企业,磷石膏遍布全国各地,产量大、占地广,2015年中国副产磷石膏大约8000万吨,根据中国磷复肥工业协会预测,未来很长一段时间内,磷石膏年排放量将继续维持在目前水平。目前,大部分企业将磷石膏堆放处理,总堆放量达3亿吨。

  磷石膏是湿法磷酸生产时排出的固体废弃物,每生产1吨磷酸约产生4~5吨磷石膏。磷石膏的主要成分为CaS04·2H20,pH值约为1.5~4.5,呈酸性,磷石膏中含有未分解的磷矿、未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁铝氧化物、酸不溶物、有机物等少量杂质,呈浅灰白色,能溶于酸、甘油,微溶于水,不溶于乙醇,128℃时失水呈半水石膏(CaS04·1/2H20),160℃时失水成无水石膏。

  在过去的20多年中,富磷国家和主要的磷肥施用国家高浓度磷肥的使用量在逐年上升,从地域性来看,大多数的增长量发生在发展中国家,中国的磷肥需求量增长了13%,南亚增长了近50%,拉丁美洲增长了100%。在较成熟的市场上,西欧的磷肥施用量下降了21%,北美下降了3%。

  在人口膨胀、资源相对短缺、生态环境恶化的今天,废物综合利用已成为改善人类生存环境、保障社会经济持续健康发展的方式之一。本着节省资源、改善生态环境、丰富建筑材料品种的目的,各国在磷石膏废物资源化利用方面不懈地开展着研究。磷石膏的利用范围很广,在建材行业可以用于生产水泥、石膏胶凝材料及制品;在化工部门可用于生产硫酸铁;在农业部门可用于改良土壤;在交通部门可大量利用磷石膏筑路等。磷石膏的综合利用有利于我国循环经济的发展。

  本文通过总结磷石膏的自身特性、利用难点,并介绍国内外磷石膏的利用现状及途径,提出未来我国磷石膏综合利用的发展方向建议,以期为提高磷石膏的综合利用效率提供帮助。

责任编辑:濄河車
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