中國粉體網(wǎng)訊 磷石膏是濕法生產磷酸時產生的一種固體廢渣。目前，我國95%以上的磷石膏來源于二水物法濕法磷酸生產，以二水硫酸鈣（CaSO4·2H2O）為主要成分，由于磷石膏中含有的雜質種類多，組分復雜，如磷、氟、有機質、重金屬及放射性物質等，嚴重制約磷石膏的資源化利用。
1磷石膏資源綜合利用現(xiàn)狀
據(jù)中國磷復肥工業(yè)協(xié)會統(tǒng)計數(shù)據(jù)：至2020年，我國濕法磷酸產能約為2000萬t，年副產磷石膏約為7500萬t，全國磷石膏資源化綜合利用率約為45.3%。
“十三五”中國磷石膏不同綜合利用途徑利用量變化情況
一線督辦磷石膏資源利用事宜，國家重視工業(yè)廢固資源綜合利用率與潛在價值。
近日，駐湖北省經(jīng)信廳紀檢監(jiān)察組深入基層，圍繞抓好中央環(huán)保督察指出問題整改，開展磷石膏綜合利用專項調研督辦，其中強調：“必須在磷石膏源頭減量、過程凈化、綜合利用、資源循環(huán)利用及無害化處置等重大關鍵技術上展開科研攻關，蹚出一條磷石膏高端化、資源化利用的新路�！�
今年2月份，工信部等8部門今年聯(lián)合印發(fā)《關于加快推動工業(yè)資源綜合利用的實施方案》，明確了行業(yè)發(fā)展的具體目標和實現(xiàn)路徑，提出到2025年，鋼鐵、有色、化工等重點行業(yè)工業(yè)固廢產生強度下降，力爭大宗工業(yè)固廢綜合利用率達到57%。
8月4日人民日報發(fā)文《讓工業(yè)資源高效循環(huán)》——點名磷石膏綜合利用問題。“工業(yè)固廢是放錯了位置的資源，對其綜合利用意義重大�！敝袊h(huán)經(jīng)濟協(xié)會副會長李邊卓向《人民日報》記者解釋，一方面，磷石膏、鋼渣、尾礦等堆存量大，存在較大生態(tài)環(huán)境安全隱患，通過綜合利用消化存量，不僅能有效緩解環(huán)境壓力，還能提高資源利用效率，為國家資源安全提供保障。另一方面，大宗工業(yè)固廢可以替代天然礦產資源用于生產建筑材料、筑路等，有效減少天然礦石開采、節(jié)能降碳效果顯著。
2磷石膏資源的主要雜質
如今，磷石膏是產品而非“廢物”的觀念已發(fā)生轉變，但磷石膏的品位和雜質含量受磷礦的礦石類型與企業(yè)的生產工藝、處理方式影響，化學成分差異較大，導致工藝參數(shù)難以把握。要提高磷石膏資源化利用率，就必須對磷石膏進行凈化處理，減少雜質對石膏性能的影響。
一般而言，磷石膏雜質可分為磷類雜質、氟類雜質、有機類雜質及其他類雜質，對磷石膏的應用有明顯限制效果。例如，H3PO4、H2PO4-及HPO42-是磷石膏中可溶磷的主要存在形態(tài)，當磷石膏中可溶磷質量分數(shù)超過1.0%時，晶體形態(tài)、凝結時間、強度性能劣化明顯；可溶性氟化物會縮短磷石膏凝結時間，容易導致磷建筑石膏粉標稠升高，減小了石膏硬化體的密度和強度，當磷建筑石膏粉中可溶氟質量分數(shù)超過0.3%時對強度影響更為明顯；磷石膏中的部分Fe以黃鐵礦形式存在，會對石膏產品白度造成影響，特別是中高溫焙燒得到的石膏粉呈現(xiàn)紅色或者粉紅色。
3磷石膏凈化處理技術
目前，磷石膏凈化處理技術可分為濕法和干法兩種。目前中國對磷石膏凈化處理一般采用濕法技術中的水洗法、酸堿中和法、陳化法和干法技術中的煅燒法（一種或多種組合），其中最常用的是酸堿中和法和水洗法。
濕法凈化處理時，可通過調控水洗溫度、水固質量比、水洗次數(shù)及攪拌時間提高水洗凈化效率，但水洗法對共晶磷和不溶性雜質的去除具有局限性；石灰中和處理法能降低可溶性磷、氟含量，但對共晶磷、有機物及不溶性雜質無凈化效果；采用酸浸出的方法凈化磷石膏效果顯著，除雜效果徹底，不過成本略高。
水洗凈化示意圖
干法凈化是利用磷石膏在一定溫度條件下，磷類雜質會分解成氣體或部分轉變成惰性的焦磷酸鹽、偏磷酸鹽等穩(wěn)定的難溶性磷酸鹽類化合物，同時部分氟類雜質分解并以HF和SiF4的形式逸出，有機雜質則氧化為CO2和H2O，在保證二水硫酸鈣正常脫水的同時降低甚至消除雜質對石膏性能影響的焙燒凈化技術手段。
干法凈化示意圖
鐘雯研究發(fā)現(xiàn)在煅燒溫度為300～500℃時，磷石膏水溶性磷、氟的去除效率高達60％以上。彭家惠等提出當焙燒溫度達到800℃時，能使得磷石膏中共晶磷從晶格中析出，消除有機物的影響。干法凈化時磷石膏中的雜質鐵化合物被氧化，使得石膏粉顏色變紅，導致白度降低。方官濤等通過添加2%NH4Cl與磷石膏充分研磨后進行煅燒，磷石膏白度由26.8%升高到87.12%，鐵去除率達到96.61%，有機碳去除率為44.90%。
結語
目前，磷石膏資源的綜合利用以制造建材產品為主，但產品質量和市場認可度并不高。經(jīng)過凈化除雜后的磷石膏，品質更接近正常的石膏，能有效地提升下游產品質量，對資源綜合利用率提升也有很大幫助。
參考文獻：
李恒，等：磷石膏雜質及凈化研究現(xiàn)狀，云南云天化環(huán)�？萍加邢薰�
董澤，等：磷石膏建材資源化利用研究進展，浙江省建筑科學設計研究院有限公司
讓工業(yè)資源高效循環(huán)，人民日報
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光）
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