磷石膏是溼法磷酸生產過程中產生的工業廢渣，是化學工業中排放量最大的固體廢物之一。中國從二十世紀50年代開始發展磷複肥產業，但生產中排放的磷石膏廢渣堆積量不斷增加。通常生產1噸磷酸（P₂O₅）可產生4.5-5.0噸磷石膏副產物。

目前，全球磷石膏堆存量已達60億t，每年仍然還以1.5億t的速度新增。而中國是全球第一大磷肥生產國，也是第一大磷石膏副產國，磷石膏堆存量已經達到4億t，每年仍然以大約5000萬t的速度遞增。巨量磷石膏的堆存，不僅佔用大量耕地面積，而且還會對地下水、土壤、植被和大氣環境造成污染，嚴重製約磷化工企業的健康發展。因此，如何低成本、高值化地規劃化利用磷石膏是目前亟待解決的問題。

磷石膏處理方案未統一

據調查，全球磷石膏的堆存量和年產排量巨大，但其開發利用程度卻很低，綜合利用率尚不及10%。

在日本，溼法制磷酸的副產磷石膏約有90%被利用，其中大部分（約74%）用於石膏板及牆粉，小部分用於水泥摻合劑。日本因缺乏天然石膏資源，副產的磷石膏又少，磷石膏的利用率接近100%，60%用於生產熟石膏粉和石膏建材，30%用於生產水泥緩凝劑，10%用於食品、醫療等行業；其他一些國家如美國、加拿大、比利時等均採用堆存的方式處理；還有一些國家如摩洛哥、突尼斯、荷蘭、英國等主要採用排入海洋的方式處置。

在美國，石膏資源和硫資源豐厚，石膏和硫酸的生產成本很低，而使用磷石膏聯產硫酸和水泥或者將其作爲水泥緩凝劑都會增加成本，所以美國的磷酸企業寧願將磷石膏堆存也不願作進一步處理。並且，美國對固體廢物管理比較嚴格，再加上磷石膏的放射性以及磷石膏堆產生的酸性廢水，美國環保部定義磷石膏爲技術增強型自然放射性物質，明令禁止使用放射性物質超過370Bq·kg^-1的磷石膏，因此，美國磷肥工業產生的大部分磷石膏只能暫時堆存而不作其他用途。

在中國，磷石膏的處理方式主要分爲兩種：回收綜合利用與堆存處理。但目前，堆存仍爲中國副產磷石膏的主要處置方式。大量磷石膏堆場依江河沿岸佈局，水污染風險大，極易造成周邊水體總磷含量超標、富營養化。

我國對磷石膏資源的重視

國家環保部門對磷石膏的放射性問題高度重視，如在《建築材料放射性核素限量》GB6566-2010中規定：產品中Ra-226的放射性比活度≤200Bq·kg^-1。

工信部召開的磷石膏資源化利用生產水泥熟料座談會中也提到：磷石膏生產水泥熟料是規模化、大批量消納磷石膏的有效途徑，有必要加大推廣力度。

下一步，工信部還會加強統籌協調，加大政策支持，引導地方和企業加快技術創新，完善相關產品標準和技術規範，推進產業集羣耦合發展，做好磷石膏資源化利用工作。

2019年貴州省政府工作報告通過省十二屆人大三次會議審議。在省政府工作報告中，明確提出要推動現代化產業做強做優，強力推進企業戰略性整合重組、強力推進技術進步和轉型升級、強力推進磷石膏新型建材推廣應用；推動新型建材產業做強做優，以節能環保低碳爲導向，加快建材行業升級改造步伐，確保產值達到1500億元。十月上旬，貴州省磷石膏建材產品應用推廣會上獲悉，貴州加快磷石膏資源綜合利用，深入推進磷化工企業“以渣定產”，磷石膏資源綜合利用處置率達99.22%，初步建立起磷石膏資源綜合利用產業鏈。磷石膏建材產業發展勢頭強勁，前8月利用量已超上一年全年總量。來自省內的50餘家企業生產的砂漿、砌塊、條板、模盒、藝術井蓋、排水管等磷石膏建材產品，集中展示了貴州省磷石膏綜合利用的最先進技術、最新款產品。

磷石膏的資源化利用

• 水泥行業的利用

磷石膏在水泥行業可以用作水泥緩凝劑和制硫酸聯產水泥。磷石膏替代天然石膏用作水泥緩凝劑是其消納量最大的領域，在水泥水化過程中，石膏溶解的SO42-與水化鋁酸鈣反應生成水化硫鋁酸鈣晶體，沉澱覆蓋在水泥熟料顆粒表面，減少水泥熟料與水的接觸面積，延緩水泥熟料顆粒水化，從而達到緩凝目的。

而磷石膏制硫酸聯產水泥是將磷石膏中的硫酸鈣（CaSO₄）高溫分解，分解生成的SO₂用於生產硫酸，CaO用於生產水泥。

• 建材方面的利用

磷石膏建材資源化利用主要集中在生產石膏粉、石膏板、石膏砌塊、石膏磚等石膏製品。其中，紙面石膏板市場需求量最大，它是一種新型建築裝飾輕質板材，具有質輕、隔聲、隔熱、抗震、收縮率低、強度高、自動微調室內溼度、加工性能強及施工方法簡便的優點。

• 建設工程基礎材料方面的利用

建設工程基礎材料方面用作道路基層材料、填充骨料方面。在道路工程建設中使用磷石膏，不僅可以緩解環境壓力，而且能夠降低工程建設成本。而磷石膏作爲充填骨料重新回填到磷礦山採空區，不僅能夠實現磷石膏規模化再利用，而且能夠避免採空區引起的山體崩落、地表變形等問題。

• 農業方面的利用

磷石膏在農業方面的利用是鹽鹼地改良劑、硫、鈣、硅肥。磷石膏中含有農作物必需的磷、硫、鈣、硅等營養成分，可促進作物生長，改善作物品質，提高作物產量。

• 化肥工業方面的利用

磷石膏在化肥工業的應用在制硫酸銨、硫酸鉀。磷石膏制硫酸銨的原理是磷石膏與碳酸銨反應生成硫酸銨，副產碳酸鈣，該工藝技術成熟，生產設備通用，工藝條件易於控制，但是生產硫酸銨產品的含氮量低，以單位質量的氮計算，生產費用比尿素和硝酸銨高得多。

硫酸鉀則是一種無氯鉀肥，適用於菸草、葡萄、茶樹、馬鈴薯等忌氯喜鉀作物的種植。

• 提取伴生稀土元素

磷礦牀常伴生有大量的稀土元素，是一種潛在的稀土資源，對其進行綜合回收具有極其重要的意義。世界磷礦總儲量約1000億t，伴生稀土約有5000萬t，中國伴生於磷礦的稀土儲量位居全球前三，主要分佈在貴州、河北和雲南等地，其中貴州織金新華磷礦稀土含量0.05%~0.13%、儲量144.6萬t，河北礬山磷礦稀土含量0.06%，雲南安寧、尖山磷礦稀土含量0.022%~0.049%。

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版式編輯/張婕

責任編輯/李梅

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