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磷石膏转“副”为“正” 资源利用大有可为

[ 2008-03-27 ] 来源于: 来自《中国化工信息周刊》

湿法磷酸副产量大
  磷石膏为湿法磷酸的副产物,是一种重要的再生石膏资源。2007年我国磷石膏排放量约4500万t,占工业副产石膏的70%以上。由于磷酸是生产高浓度磷复肥(如磷酸二铵、磷酸一铵、重钙、磷酸基复合肥等)的主要原料,生产1t磷酸(以100% P2O5计)约副产磷石膏5t,因此磷石膏产量将随着高浓度磷复肥产量的提高而大幅度增加,到“十一五”末期年产生量将超过5000万t,目前磷石膏累计堆存量已超过1亿t。
综合利用状况不理想
    目前磷石膏综合利用的主要途径有4种。一是作为化工原料进行利用:用于制磷酸联产水泥、制硫酸钾、制硫铵和碳酸钙以及制硫酸铵、硫酸铵钾等复合肥;二是作为建材产品的原料进行利用:主要用于制水泥缓凝剂,制备建筑石膏进而生产各种建材产品,磷石膏与水泥、砂石配合作为加固软路基材料等;三是在农业上的应用:磷石膏是酸性物质,同时含有作物生长所需要的磷、硫、钙、硅、镁等养分,可以作为盐碱地的改良剂,提高土壤的肥力;四是做矿山井下填充剂等其他应用。
  长期以来我国企业大多采用堆存法处理磷石膏,综合利用率不到10%。该法不仅大量占用土地,且易造成环境污染,特别是临近江、河、湖、海等环境敏感地区的企业,环保压力更大。因此,如何做好磷石膏的综合利用和无害化处理,已成为我国磷肥工业能否实现可持续发展的关键。
  为此,中国磷肥工业协会将磷石膏的综合利用列为行业“十一五”期间的一项重要工作,呼吁有关企业紧紧抓住国家推动节能降耗、保护环境的契机,结合企业所在地区的具体情况,充分利用目前已经研制成功的磷石膏综合利用的多种渠道,从根本上解决目前堆放处置磷石膏而引发的占用土地、污染环境等问题。
    “十一五”期间磷肥行业节能减排的目标之一就是:磷石膏年处理量超过1000万t,磷石膏排放量的20%将被综合利用。为了实现这一目标,协会正在积极地开展4项措施:一是最大限度地实现固体废弃物的资源化,减少行业发展对环境的影响,实现行业的可持续发展;二是积极推行清洁生产,做好行业清洁生产标准的制定、行业污染物产排系数的调查以及全国污染物普查等项工作;三是搭建平台,积极协助、引导企业开展磷石膏综合利用工作,积极推广新技术、新工艺、新设备,将自主创新与引进国外先进技术相结合,利用磷石膏与建材行业原料耦合的特点,从市场需求出发,因地制宜地做好产品结构的合理定位;四是积极争取政府对磷石膏综合利用给于财力支持和政策的扶持,同时还要加大宣传,赢得消费者的理解和支持,通过企业、消费者和政府的共同努力,建设新型、绿色企业。
树立“产品”观念强化源头管理
     多年来,由于人们对磷石膏性能及用途认识不足,综合利用意识滞后,将磷石膏称为磷酸生产过程中副产的“废弃物”。目前不论是高浓度磷复肥还是磷酸饲料氢钙生产企业,磷石膏在其生产过程中基本上是处于“粗放型”的管理:在化学组分含量上,除了对“P2O5”有控制指标外,其余部分几乎不加控制;磷石膏的品质如何以及质量是否稳定没有研究和控制;在堆场的管理上只要求能排得进去、运得出来,杂物混放的现象比较普遍,按质量、按产排时间分别堆放更无从谈起。
树立“产品意识”加强全面质量管理
  目前,磷石膏的综合利用主要是用于制备建筑石膏进而生产建材产品。最近开展的《建筑石膏》国家标准修订工作中,标准修订意见无论是在有关“定义和术语”中还是在“建筑石膏”的原料组成中,都将磷石膏定义为“产品”,并作为建筑石膏的基础原料之一。
  任何企业、任何产品在生产过程中对原料质量都有一定的要求,以确保产品质量合格。磷石膏既然是一种产品,就要有产品标准,在目前“国家标准”和“行业标准”尚未制定之前,企业可以制定相关“企业标准”,并据之组织生产。
    磷石膏作为建筑石膏的原料,质量就必须要满足建筑石膏生产的要求。因此,高浓度磷复肥企业首先应树立起“磷石膏是产品”的意识,将其与企业其他产品同等管理,纳入企业的质量管理范围内;结合有关要求制定出磷石膏的质量、运输、贮存、堆放、出厂及堆场的管理标准并严格执行;加强磷酸生产过程中的管理和控制,尽量提高磷酸的磷收率,提高水洗净化的效果,努力降低磷石膏的杂质含量,提高磷石膏的质量和稳定性,这是磷石膏实现资源化的根本前提。
  《建筑石膏》国家标准的修订稿,从标准、规范上为磷石膏的资源化利用创造了条件。中国建材工业协会科教委员会常委、中国建材集团公司原总工程师吴兆正根据石膏建材行业的特点,提出了磷石膏作为建材产品的原料须具备的5点要求:成分的无害性、物态的适用性特别是游离水含量要低、成分要稳定的均匀度、有足够的规模化供应数量或可服务年限的保证、价格低廉具备经济性。建议磷石膏产排企业切实加强对磷石膏的全面管理,为建材行业提供优质原料,不断扩大磷石膏的适用范围,提高其利用价值。
选择合适有效的预处理方法 提高利用率
  目前在磷石膏预处理问题上有个误区,认为磷石膏预处理就必须要经过“水洗”。水洗法是磷石膏资源化利用中较有效的处理工艺,能有效的除去可溶性杂质和有机物,消除共晶磷之外其他杂质的影响。但水洗工艺也存在一次性投资大、能耗高、易产生大量污水而造成二次污染等缺点。对于新建磷酸装置来说,如磷石膏采用水洗工艺处理,设计时就应充分考虑用水量及回水量,使整个系统水量得到平衡;而已建成的磷酸装置,洗涤水、过滤水要在系统中做到平衡而不外排放就有相当的难度。
  究竟采用哪种预处理工艺,才能适用、有效?可以结合3个方面的情况来综合考虑。一是磷石膏预处理的关键是消除杂质对制品品质的影响。磷石膏杂质的含量及其物理性质等是随着存放时间、条件、雨水冲洗程度和原料的不同而异,由于磷资源的供应相对紧张,目前企业生产用矿不可能是单一矿源,因此,首先应弄清使用不同矿种时副产石膏的组分含量,收集不同堆放时间、堆放层次组分含量变化情况,总结分析从中寻找规律。其次加强磷酸生产过程中的工艺控制,进一步提高磷收率,改善磷石膏的结晶形状,尽量少用或不用添加剂、絮凝剂,努力降低磷石膏杂质含量。二是不同的石膏建材产品的质量要求不同,对于磷石膏杂质的敏感度也不同,因此,要结合磷石膏资源化利用最终产品定位来考虑预处理工艺。三是在前两项情况的基础上,认真分析磷石膏各种预处理法的工艺、机理、成效、投资等,进而选择有针对性的、适用的预处理方法,达到事半功倍的效果。

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