磷石膏资源化利用现状及其分析评述

磷石膏资源化利用现状及其分析评述
摘要：磷石膏作为一种工艺废弃物，由于产量较大，造成了堆积的问题，需要
对其进行有效处理，为了使其得到再利用，应采用有效的方式进行处理。

本文介
绍了磷石膏排放现状，提出了磷石膏预处理方法，分析了磷石膏的综合资源化利
用及环境管理。

通过对磷石膏进行全面的处理，可使其得到更好的利用，为多个
行业提供相应的资源。

关键词：磷石膏；资源化利用；浮选法
引言
磷石膏废渣作为工业生产中产生的主要废弃物，在处置利用上存在一定的问题，由于磷
石膏利用率较低，造成了库存磷石膏废渣量增多的情况，不仅造成了土地资源浪费的问题，
还对环境造成了严重的污染，这使环保压力加大。

为了有效地处理磷石膏废渣，使其能够得
到资源化利用，需要对处理方式进行深入分析，借助有效的措施进行处理利用，使其能够具
有更多的用处。

1磷石膏排放现状
磷石膏是湿法磷酸工艺生产的一种工业固体废弃物，其中的主要成分是二水石膏，通常
为灰白色或灰黑色，化系统湿法制取磷酸时产生的固体废渣。

磷石膏主要化学成分和天然石
膏（CaSO4?2H20）基本相同，不同之处在于磷石膏中CaSO4的含量较高，同时含有P205、F
等杂质。

据调查，每生产1吨磷酸约产生4.5—5吨磷石膏。

目前，磷石膏多用于生产水泥缓
凝剂、石膏板材、石膏砌砖、石膏凝胶材料、土壤改良剂等，由于其历史存量过大、市场需
求有限、政策扶持不足等原因，磷石膏综合利用率总体较低。

由于我国当前的磷石膏排放量
较大，在2013年已经达到了近7000万t的数量，但是实际的综合利用量仅约为20%，利用
效率比较低。

截止到2014年为止，磷石膏的排放量已经达到了近7500万t，经过调查得知，累积的堆存量达到了约3亿t，脱硫石膏的排放量约为7500万t，堆存量约为1.3亿t。

2磷石膏预处理方法
2.1水洗法
通过在磷石膏中加入水再搅拌后使其溶解，经过静置之后将上层可溶性杂质溶液去除，
可起到有效去杂质作用，之后进行重复操作，使溶液的PH值变为中性。

磷石膏中的大部分
可溶性杂质可在水中溶解，使用水溶液可去除，例如可溶性磷、氟以及硅砂等杂质。

水洗法
的应用比较简单，资源易获取，处理效果比较好，可使大部分杂质被去除。

但是水洗法应用
需要较多的水，带有杂质的水难以得到循环利用，还可能造成二次污染。

2.2浮选法
可在磷石膏中加入适量水，搅拌之后静置，在溶液表面会产生油状物质，将上层的油状
物去除之后，剩下的部分是浮选之后的磷石膏，经过多次操作之后，直到上层不再产生油状
悬浮物为止。

大部分的有机物可采用这种方式进行分离，但是其中的磷与氟难以除去。

2.3水洗加旋流分离
采用水洗的方式能够将大部分的杂质去除，旋流分离能够结合不同杂质的粒径及质量不
同的原理，将轻质及重质组分分离，得到预处理石膏。

水洗加旋流的方式能够将其中的杂质
去除，例如有机物杂质、不溶固体杂质及可溶杂质等。

2.4球磨法
把一定量的磷石膏加入到球磨机中进行处理，可得到球磨磷石膏，经过处理之后可使其
形态发生变化，球磨机处理后的磷石膏会显露出一些杂质，之后将杂质除去。

然而，由于其
中还留有一些杂质，这对磷石膏的使用产生了一定的影响，同时难以将全部杂质去除，需要
配合多种方式进行处理，例如水洗法配合球磨法等。

2.5石灰中和法
在磷石膏中加入水与生石灰，经过搅拌之后静置，直到PH值变为中性后可停止加入生
石灰，再次搅拌后可得到中和的磷石膏。

磷石膏中和之后可去除其中的磷与氟杂质，不能将
有机物去除。

这种方式操作比较简单，成本低，石灰中和法应用比较常见，但是在有机物杂
质处理中效果不佳。

3磷石膏的综合资源化利用
3.1在农业生产中的利用
磷石膏中有农作物生长中需要的营养元素，例如硫、钙等，可在一些缺少营养元素的土
壤中使用。

由于磷石膏具有酸性，可作为改良剂用于改善土壤的理化性状及微生物存活条件，使作物产量增加。

将其应用在农业种植中，需要考虑到金属元素的影响，用作改良剂的时候
需要分析铜、锌以及镉等元素对土壤的影响，对其进行控制，使磷石膏的农业利用具有更好
的效果。

3.2在建材生产中的利用
磷石膏在建筑材料生产中应用较多，可生产建筑石膏材料、作为水泥缓凝剂以及矿化剂等，为建材业带来了良好的条件。

其中，生产建筑石膏是一项磷石膏利用的成熟技术，大部
分做成石膏砌块以及板材，磷石膏结合脱水工艺的不同可脱水形成α-半水石膏以及β-半水石
膏两种石膏。

在改性之后，磷石膏能够取代天然的石膏，用于生产多种水泥缓凝剂，可使水
泥得到有效的延缓，延长了硅酸盐水泥的凝结时间，还可在生料中加入含氟以及硫等成分的
矿物，使其中的碳酸钙快速分解，减少能耗。

由于磷石膏中存在一定的杂质，这使其在建材
中的使用受到了影响，难以保证产品的质量，还会导致经济发展受限。

磷石膏中的磷、氟会
对水泥的结构强度以及凝固时间带来不良的影响，不利于磷石膏的有效应用。

磷石膏还可用
于墙体砖制造，经过研究发现，使用磷石膏、粉煤灰以及煤矸石、石灰、耐碱玻璃纤维进行
制作，并且合理控制材料比例，可使墙体砖的质量加强，同时提高了制备的效率，能够为建
材的使用带来保障。

3.3在化学工业生产中的利用
在化学工业中，磷石膏可用于制作硫酸联产水泥，由于其在高温条件下能够与焦炭发生
还原分解反应，产生的SO2气体能够制作硫酸，而产生的CaO可用于水泥的生产。

还可使用磷石膏来制作硫酸铵，将其与碳酸钙、氨水作为材料，经过化学反应后可得到硫酸铵以及碳
酸钙，但是在反应中受到的影响较多，同时磷石膏中的杂质比较多，对产品的提纯带来了一
定的影响，还需要考虑到二次废物利用的问题。

磷石膏用于制作硫酸钾的时候，可采用一步
法及两步法来实现，前者是将磷石膏与氯化钾作为原料，经过高浓度氨溶液混合后可产生硫
酸钾。

后者是在该方式的基础上添加有机溶剂，使硫酸钾的产量增加，这种方式能够使磷石
膏得到充分利用，为化学工业生产提供有利的条件。

4磷石膏利用的环境管理建议
首先，企业应对环保责任进行完善，对磷石膏库选址进行合理规划，减少对环境产生的污染问题，通过建立环保设施来控制环境污染风险，使环境得到有效的治理。

例如，可利用收集及回用系统来收集渗滤液，经过处理之后再排放。

其次，应对制磷矿资源规划进行合理设计，对开采规模。

开采率以及选矿回收率等指标进行明确，使磷矿产能得到严格控制。

最后，应建立磷石膏综合利用奖补机制，对综合利用企业提供补助，大力推广磷石膏资源的高效利用。

结语
磷石膏资源化利用作为当前的重要问题，应通过对磷石膏处理方式的分析来加强处理的效果，使磷石膏能够得到高效地利用。

在处理中，可根据不同的处理方式的特点进行研究，结合各种方式的优势及缺陷，在实际处理中选择适合的方式，还应对磷石膏资源的使用进行全面的分析，使其能够在农业生产、建材生产、化学工业生产中发挥出有效的作用。

通过对磷石膏资源的充分利用，能够减少对环境的污染，避免堆积过多影响资源的使用。

参考文献：
[1]张利珍，张永兴，张秀峰，谭秀民，吕子虎.中国磷石膏资源化综合利用研究进展[J].矿产保护与利用，2019，39（04）：14-18+92.
[2]胡慧，陈婕妤.磷石膏资源化利用动态及其评述[J].化工时刊，2019，33（08）：37-41.
[3]马丽萍.磷石膏资源化综合利用现状及思考[J].磷肥与复肥，2019，34（07）：5-9.
[4]潘伟，吴帅，曾庆友.磷石膏的资源化利用进展[J].云南化工，2019，46（04）：16-19+22.。