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綠色中國化學(xué)｜將磷石膏 “吃干榨凈” 五環(huán)技術(shù) “點污成金”

2025-06-04 11:36:38中國化學(xué)閱讀量：15440 我要評論


　　當(dāng)可持續(xù)發(fā)展成為全球共識，一場以科技創(chuàng)新為驅(qū)動的綠色變革正在化工領(lǐng)域蓬勃興起。在“綠水青山就是金山銀山”理論提出二十周年之際，中國化學(xué)微信公眾號特開設(shè)專欄，全景展現(xiàn)中國化學(xué)在降碳減污、生態(tài)擴綠、綠色發(fā)展等領(lǐng)域的創(chuàng)新足跡與工程實踐，以央企擔(dān)當(dāng)踐行生態(tài)文明使命，用技術(shù)突破推動產(chǎn)業(yè)變革，攜手各界共同譜寫化學(xué)工業(yè)與綠水青山的“雙向奔赴”。
 
　　近日，中國化學(xué)五環(huán)公司自主研發(fā)的磷石膏耦合多級逆流水洗提質(zhì)及改性工藝集成技術(shù)入選工業(yè)和信息化部第一批先進適用技術(shù)名單。該技術(shù)以高效、低碳、高值化為核心，為磷石膏這一長期困擾行業(yè)的“生態(tài)包袱”開辟了資源化新路徑。
 
　　從“污染源”變“資源庫”，實現(xiàn)磷石膏高價值利用
 
 
　　磷石膏是濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)固廢，每生產(chǎn)1噸磷酸，約副產(chǎn)4～5噸磷石膏。我國作為磷肥生產(chǎn)大國，磷石膏歷史堆存量已超8億噸，綜合利用率僅50%左右，長江經(jīng)濟帶沿線更是承擔(dān)了全國82.6%的堆存壓力。磷石膏含有的可溶性磷、氟、重金屬等不僅導(dǎo)致傳統(tǒng)建材應(yīng)用中的強度缺陷和凝結(jié)延遲，更易引發(fā)地下水污染等環(huán)境風(fēng)險，因此，磷石膏無害化處理和綜合利用成為了制約磷化工行業(yè)發(fā)展的瓶頸。
 
　　為破解這一難題，五環(huán)公司多年攻關(guān)，提出“分級凈化+定向改性”技術(shù)路線，開發(fā)出首套耦合多級逆流水洗與功能改性的工業(yè)化集成系統(tǒng)，實現(xiàn)了磷石膏處理從“低端粗放” 向“高值精細”的跨越，成功讓磷石膏從“污染源”變成了“資源庫”。
 
　　打造科研攻關(guān)團隊，創(chuàng)新攻克三大技術(shù)難題
 
 
　　2019年，在五環(huán)公司石油和化工行業(yè)勘察設(shè)計大師的帶領(lǐng)下，公司組建了磷石膏無害化技術(shù)研發(fā)攻關(guān)團隊，經(jīng)過一次次的科研與實驗，用三大創(chuàng)新攻克了技術(shù)難題。
 
　　一是多級逆流水洗工藝，針對傳統(tǒng)水洗工藝耗水量大、雜質(zhì)去除率低等缺陷，五環(huán)公司研發(fā)設(shè)計多級逆流洗滌系統(tǒng)，實現(xiàn)水資源的梯級循環(huán)利用，液固比降至1:1，節(jié)水率達66%，可溶性磷、氟去除率分別提升至95%和90%以上。二是耦合改性工藝，針對磷石膏膠凝活性低、制品易開裂等問題，研發(fā)團隊開創(chuàng)“原位晶格重構(gòu)+外源增強”雙改性技術(shù)，消除共晶磷對水化反應(yīng)的抑制作用，并將改性磷石膏與粉煤灰、礦渣微粉復(fù)配，開發(fā)出高性能磷石膏膠凝材料。三是全流程低碳化，集成加壓過濾快速干燥系統(tǒng)，相比傳統(tǒng)工藝路線，年處理100萬噸磷石膏的產(chǎn)線可降低CO?排放量1391噸，實現(xiàn)“固廢處理+碳匯增值”雙重收益。
 
　　探索資源化利用路徑，為“三磷”問題提出五環(huán)方案
 
 
　　為進一步解決“三磷”問題，五環(huán)公司自主開發(fā)出整體解決方案。在源頭治理環(huán)節(jié)，研發(fā)半水-二水濕法磷酸技術(shù)，有效提高磷礦萃取收率、降低磷石膏中P?O?含量，先后榮獲多項榮譽并入選相關(guān)目錄；在循環(huán)利用環(huán)節(jié)，構(gòu)建起磷資源梯級開發(fā)與循環(huán)化綜合利用技術(shù)體系，將生產(chǎn)排水轉(zhuǎn)化為生產(chǎn)飼料級磷酸氫鈣，實現(xiàn)了磷資源的合理化和高效化利用；末端治理方面，專有磷石膏無害化處理技術(shù)結(jié)合濕法磷酸生產(chǎn)，去除可溶性磷、氟，實現(xiàn)磷石膏的穩(wěn)定化和無害化，并成功入選多個目錄。
 
　　截至目前，該技術(shù)已在湖北宜昌、武穴等多地建立示范裝置，支撐建成超過年產(chǎn)2000萬噸的產(chǎn)線，為“固廢治理+建材應(yīng)用”提供創(chuàng)新范式。利用該技術(shù)每處理1萬噸磷石膏可減少山地2.5畝，避免約300噸可溶性污染物滲入地下水，有效緩解生態(tài)環(huán)境負擔(dān)。改性后的高純磷石膏可制備高強石膏粉、土壤調(diào)理劑等產(chǎn)品，較傳統(tǒng)建材應(yīng)用增值5～10倍，實現(xiàn)資源增值。
 
　　如今，五環(huán)公司正聯(lián)合企業(yè)高校構(gòu)建“磷礦-磷酸-磷石膏-高值產(chǎn)品”全產(chǎn)業(yè)鏈，加快推進第三代技術(shù)研發(fā)，目標(biāo)到2030年形成百億級磷石膏資源化產(chǎn)業(yè)集群。未來，隨著更多創(chuàng)新技術(shù)的涌現(xiàn)，磷石膏必將從“生態(tài)負資產(chǎn)”蛻變?yōu)?ldquo;循環(huán)經(jīng)濟新引擎”，為中國式現(xiàn)代化注入中國化學(xué)的“點污成金”之力。
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