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主页 > 新闻资讯 > >> 蹚出磷石膏处理新路金正大突破“围城”困境

  “自湿法磷酸技术诞生起,磷石膏处理就成为了一项世界性难题。”5月23日,在贵州瓮安县召开的磷资源综合利用技术创新与产业化发展研讨会上,类似的话被专家们频频提及。

  综合利用,无疑是解决磷石膏问题的最好办法。我国在2011年就曾明确发文,支持推进工业副产石膏的综合利用工作;10多年来,磷石膏综合利用率也由“十二五”初的不到10%增长到如今的40%。但这还远远不够,数据显示,我国目前磷石膏的存量已经高达5亿吨,且仍在以每年5000万吨的速度新增,分量不容小觑。

  在这种行业形势下,金正大生态工程集团股份有限公司(以下简称金正大)发布了α-石膏法磷酸工艺。该工艺历时6年创新攻关,突破了磷石膏处理的国际难题,一经发布,便收获了与会专家们的“点赞”。

  磷石膏是磷化工生产过程中产生的伴生物,被列为水土污染的“危险分子”,除了少量被利用生产建筑材料外,以往其主要的处理途径就是堆填。因其堆填形成的“渣山”不仅占用着大面积土地,还存在安全和环保隐患,如果堆填不规范甚至会造成严重污染。也因此,磷石膏在一些地方深受误解之痛,部分公众甚至谈“磷”色变。

  另一方面来看,磷元素在植物生长过程中不可或缺,如果缺乏,会导致粮食长势放缓或者停止生长。磷肥是涉及到我国农业生产和粮食安全的重要行业,且目前市面上还没有相关的“替代品”,磷石膏处理势在必行。

  与此同时,随着全球的磷矿资源量供应日趋减少,磷资源危机逐渐摆在人类面前,发展磷循环经济势在必行。国务院发展研究中心社会发展研究部主任周宏春在会上表示,磷石膏是放错地方的资源,对于磷石膏的处理,最好的解决办法是进行循环利用。“国内磷资源是稀缺的,但是农业又十分需要,对其进行综合利用的意义非常重要。”

  瓮安县副县长罗培林也表示,磷石膏是良好的建筑材料,具有自呼吸、防火等级高、辐射低等众多优点。“同时,它也是理想的盐碱地改良产品,可以生产具有土壤调节功能的硅钙钾镁肥。”

  也因此,在项目规划之初,金正大诺泰尔化学有限公司(以下简称金正大贵州公司)就将磷石膏综合利用列为重要环节。“我们相继建设了两套磷石膏制酸联产水泥和硅钙钾镁肥装置,以加大对磷石膏的消纳力度。”但据金正大贵州公司副总经理宋国发介绍,随着磷酸产能增大,单靠这些装置,仍旧无法及时消化磷石膏。

  近年来,贵州、四川等部分地区强制性政策的出台更是将磷石膏综合利用工作推向了新的节点。自2018年开始,贵州率先在全国实施“以渣定产”,即企业能消化多少磷石膏,才被允许生产相应产量的磷酸和磷复肥,倒逼磷化工企业走上绿色转型和综合利用之路。

  从现状来看,国内新(改)建磷石膏渣场收紧的趋势已日益明显。“磷矿尾矿和磷石膏等固体废弃物处理是难题。”生态环境部原总工程师杨朝飞表示,从长远来看,固废填埋将被逐渐淘汰。“现在国家新批矿山,原则上都不再批建尾矿库和渣石山场地。”

  “磷石膏必须要用掉,还要高质量的用掉。”工信部原材料与工业司原司长周长益表示,工业固体废弃物处理是生态文明建设需要迈过去的障碍。中国每年产生的工业固体废弃物大约是120亿吨,利用率不到50%。“我们必须一个领域一个领域的解决,积小胜为大胜。”

  而对于磷石膏领域来说,减少杂质含量、提高使用性能、降低使用成本是加快其资源化利用的关键。换言之:“要想用好,必先做好。”

  “磷石膏处理是行业卡脖子难题,既要环保上不出问题,更要高效利用,这是行业面临的巨大挑战。”而在生态环境部生态环境执法局原督察专员李远看来,作为一家民营企业,金正大十分有远见。

  湿法磷酸的生产工艺有很多,二水法由于技术成熟、操作稳定可靠、对矿石的适应性强等优点,在行业中居于主导地位。但是,采用该工艺制得的磷石膏杂质含量较大,无法直接制得性能好的α型高强石膏,成本较高。

  基于此,从2013年起,金正大开始探索新的磷石膏产业化利用技术,历经6年科研攻关,研发出独创的α-石膏法磷酸工艺,并于2019年6月正式投产。据宋国发介绍,相较于传统工艺中“先生产、后处理”的方法,该工艺是在生产过程中一步制备出性能好的α型高强石膏,可以充分利用我国的各种品位磷矿,联合生产α型高强石膏和磷酸。

  在这种生产工艺下,制得的石膏性能实现了质的飞跃:含水量由40%至45%下降到20%至25%,总磷含量控制到0.2%以下;同时,通过转晶过程的动态控制,晶体长径比有效控制在3至5之间。更难能可贵的是,采用该工艺并不会增加任何生产成本。“高品质、低成本,这都为其产业化生产奠定了基础。”

  在助力碳达峰、碳中和目标的实现上,α-石膏法磷酸技术也显示出了明显的优势。据计算,以磷复肥行业每年5000万吨磷石膏产生量计算,如果采用α-石膏法磷酸工艺,预计我国每年可减少近746万吨碳排放。

  磷石膏堆填和污染的两难困境,磷资源日益匮乏的行业现实,新(改)建磷石膏渣场的收紧趋势,碳达峰、碳中和的目标引领种种环境下,将磷石膏产业化利用的成功经验推广到全国已势在必行。据此,专家们也纷纷给出了自己的建议。

  “下一步,要重点关注该模式在磷肥行业全面推广的可行性。”工信部赛迪研究院副院长刘文强建议,在α-石膏法磷酸技术资源利用模式的基础上,要进一步完善效益评估、成本核算,以效益为本,并实现最大化,加快推进产业化发展与全产业推广应用。

  周宏春表示,金正大贵州公司坚持问题导向,在磷石膏处理上技术特点鲜明,成果值得全行业推广,模式值得全国复制。在“用”的方面,他给出了自己的建议:要围绕产业链部署创新链、围绕创新链布局产业链,与下游保持密切联系,为产品找到稳定的销路。

  “他山之石,可以攻玉”,同样是在应用端,工信部赛迪研究院材料研究所所长肖劲松则建议,多借鉴国外成熟经验,多考虑在产品附加值下功夫,延伸利用链条,继续加大科技研发力度,搭建国家级技术研发平台,做好加大科技成果研发与应用,向食品、医疗等高端化、高价值化领域应用延伸。

  在政策扶持上,也有很多专家给出了建议。杨朝飞表示,当前国家税收、金融、财政等相关支持政策非常多,金正大公司应加大对国家政策与发展规划的研究与对接,与“十四五”规划战略布局与目标衔接,加快推进磷资源综合利用的科技成果推广应用。周宏春更是直言不讳:“要做到敲对门、找对人、送好文,将磷资源吃干榨净”。

  在标准上,李远表示,要重点关注标准建设,在结构调整上迈出更大步伐,通过企业联盟建立行业标准并长期跟进国家标准,以标准为引领,最终带动整个行业发展。

  磷石膏向来被认为是阻碍磷资源高效利用与磷肥产业健康持续发展的“拦路虎”,金正大突破了“卡脖子”难题,为行业发展蹚出了一条新路,为世界磷石膏处理技术贡献出了中国方案。未来,我国磷石膏产业化利用将彻底走出“围城”困境,驶入高质量发展的快车道。

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