磷石膏化废为宝还有“最后一公里”

有人形容尾矿是放错地方的资源，言外之意就是只要换个思维和角度，这些尾矿就可以开发利用而变为资源和财富。其实则不然。由于技术、经济等因素的制约，目前我国许多尾矿还无法得到综合利用。

在近日举行的中国循环经济协会工业固废专业委员会成立会上，北京科技大学的一位教授表示，如果关键技术得不到突破，经济上不划算，尾矿将永远是尾矿，而不会是资源，更不会变成财富。

我国的磷石膏渣就面临着这样的问题。作为在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的工业副产品，我国的磷石膏是石膏废渣中排量最大的一种，不仅占用大量的土地，还严重污染环境。如何更好地利用磷石膏渣，使其变废为宝，成为当务之急。近日，中国矿业报记者就此专访了全国尾矿综合利用产业技术创新战略联盟常务副秘书长杜根杰。

中国矿业报：我国磷石膏渣目前的存量和利用情况如何?

杜根杰：磷石膏是在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，它的主要成分为二水硫酸钙，此外还含有岩石成分Ca、Mg的磷酸盐及硅酸盐等多种其他杂质。我国每年产生和排放数千万吨磷石膏。据统计，目前全国磷石膏年排放量超过7000万吨。到2012年，堆积总量超过2.5亿吨。大部分磷石膏以土地堆存为主，磷石膏综合利用率不到20%。

我国磷石膏资源和磷石膏生产排放具有典型区域性特点，90%以上集中在云南、贵州、四川和湖北四省。磷石膏固体废渣目前均只能以堆存方式排放，这样会占用大量土地。磷石膏堆放不仅占用大量土地，而且造成环境污染。磷石膏中的可溶磷渗入水体后，导致严重的富营养化问题。

目前，磷石膏开发利用的主要途径是用于水泥工业、化工原料、石膏建材制品，用作路基或回填矿山、工业填料、改良土壤等等。每年排放和历年堆积的大量磷石膏已经成为制约磷化工行业可持续发展的严重环保问题。磷化工行业现在面临高代价磷石膏规范的堆场建设和逐年提高准入门槛的综合利用要求。磷石膏的综合利用是磷肥行业节能减排的重要任务，事关磷肥行业能否健康、可持续发展。必须加强和推进磷石膏综合合理利用，实现磷化工的可持续发展。

中国矿业报：当前，我国在磷石膏的资源化综合利用方面还有哪些主要难点?

杜根杰：磷石膏排放不可避免地带来磷、氟等游离酸性杂质和有机杂质。受生产工艺、控制条件和磷石膏露天堆放综合影响，磷石膏使用性能影响最大的磷、氟杂质成分具有不确定性和多样性。

综合利用磷石膏的各种技术，都需要控制对使用性能影响最大的杂质成分。水洗和石灰中和反应处理方法是常用的两种选择：水洗是分离和降低磷石膏游离酸性杂质的比较理想方法，难题是要产生大量需要二次处理的废水;石灰中和反应处理是降低和去除磷石膏游离酸性杂质比较简单的工艺方法，但需要重视石灰中和反应处理的附加影响。

当前，出于经济原因的考虑，水洗方法几乎没有应用于综合利用磷石膏的工业生产。石灰中和反应处理方法也很少使用。实际综合利用生产所采用的磷石膏大多是经雨水洗涤酸性杂质自然稀释的长期堆积原料。但是，雨水洗涤自然稀释作用效果又具有很大的不确定性，相应综合利用生产的产品质量也具有很大的不确定性。磷石膏可溶性杂质是制约磷石膏像天然石膏及其他工业副产石膏(如脱硫石膏)进行利用的主要原因。

而磷石膏排放标准偏低也制约其综合利用。国家标准《磷石膏》GB/T23456-2009规定了磷石膏的附着水(H2O)、二水硫酸钙(CaSO4˙2H2O)、水溶性五氧化二磷(P2O5) 和水溶性氟(F)等主要控制指标。因这些主要控制指标订的太低，给开发利用和产品使用造成了一定困难。标准要求附着水(H2O)≤25 %。这里又出现了几个问题：其一：综合利用生产企业一般不会使用含有这么高湿度的原料。以建筑石膏粉生产为例，含湿度高10%，热消耗提高50%以上，产量降低50%以上。其二：磷石膏堆放时水分基本不流失的自然保湿率在12%左右，高含湿度排放的磷石膏必然会流失溶有磷、氟等有害游离酸性杂质的大量水分，造成环境污染。其三：高含湿度排放不利于促进磷化工企业技术进步。从技术角度看，将附着水控制在≤15 %是可行的，例如火电厂排放脱硫石膏附着水基本上都小于15 %。也存在非技术原因，如有些磷化工企业出于水平衡(例如废水零排放要求)需要，愿意排放附着水高一些的磷石膏，相当于变相排放有害废水。

标准要求，磷石膏二水硫酸钙含量：一级≥85 %;二级≥75 %;三级≥65%。实际上二水硫酸钙含量≤75%的磷石膏基本上不能用于生产建筑石膏粉及其制品。还应该重视另一个问题，当二水硫酸钙含量相同时，即使磷石膏生产的建筑石膏粉湿强度与天然石膏相同，其干强度也要低20%左右。故标准不宜直接套用天然石膏标准要求。磷石膏的二水硫酸钙含量宜最低要求≥78 %。

标准还要求水溶性五氧化二磷含量≤0.80 %;水溶性氟含量≤0.50 %。这是一般重点磷化工企业都可以达到的标准。这样的标准要求不利于促进磷化工企业技术进步，更不可能促进磷石膏无害化处理排放。即使使用这样要求的磷石膏原料生产的建筑石膏制品，不仅质量指标不如天然石膏，石膏制品使用还存在盐霜、霉变等长期问题。