贵州磷石膏资源化应用的现状与前景

工程技术综 述2016年9月 第8卷·297·

贵州磷石膏资源化应用的现状与前景

王兴东1 姚华龙2 王在谦3

1，2,3.金正大诺泰尔化学有限公司，贵州 瓮安 550004

1，2,3.贵州省磷化工清洁生产工程技术研究中心，贵州 瓮安 550004

摘要：以了解贵州磷化工生产情况为前提，综合当地大型磷化工企业副产磷石膏的工艺类型及具体处理方法为研究路线，综述、探索并展望贵州省磷石膏资源化应用现状以及未来其发展前景。

关键词：磷化工；磷石膏；应用现状与前景

中图分类号：TQ177.3 文献标识码：A 文章编号：1671-5586（2016）8-0297-01

The present situation and Prospect of the application of phosphorus gypsum in Guizhou

WANG Xingdong ,2*，YAO Hualong1,2，WANG Zaiqian1,2

1.Kingenta Norsterra Chemical Co., Ltd., Wengan 550004, China；

2.Guizhou Engineering and Research Center for

Cleaner Production of Phosphorus Chemical Industry, Wengan 550004, China

Abstract: In order to understand the Guizhou phosphorus chemical production process is the premise of type synthesis of by-product large phosphorus chemical enterprises local phosphogypsum and the specific processing methods for the line of research, review, explore and Prospect of Guizhou province phosphogypsum resources application status and future prospects for its development.

Keywords:phosphorus chemical industry; phosphorus gypsum; application status and Prospect

贵州作为中国磷矿的主要产区之一，矿石分布广泛，已查明的磷矿资源储量26.88亿吨，工业储量25.56亿吨，基础储量7.13亿吨，磷矿资源质优量大，平均品位达22.2%，位居全国第二，主要集中产于瓮安、开阳、福泉与织金等县市。贵州磷化工产业以本省丰富的磷矿资源为依托，已形成全国乃至世界重要的磷化工生产基地，全省现有磷化工生产企业100 多家，生产磷及磷化工产品四十余种。

磷石膏主要是磷酸或磷肥工业以及部分合成洗涤剂产业排放的工业废物，目前，贵州年排放磷石膏在1500万t 左右。磷石膏的堆存不仅占用大量土地，还对周围环境带来污染，给生产企业带来不小的负担，磷石膏的大宗利用现已成为贵州磷化工行业急需解决的关键共性问题。因此，加强磷矿资源综合利用研究，系统分析提炼磷矿资源并高效利用、磷石膏综合利用等关键技术，攻克磷化工清洁生产技术难题，对于缓解我国磷资源压力，推进“资源节约型、环境友好型”社会的建设具有重要的现实意义。

1 贵州磷石膏概述

贵州磷化工企业主要以磷酸或磷肥工业为主，磷石膏多呈灰白色，有的呈黄色和灰黄色，少数为纯白色，是一种多组分的复杂晶体。磷石膏的性质受磷酸生产过程中所选用磷矿石的品位、成分，磷酸生产工艺条件及磷石膏的处置方式等有关因素的影响，不同企业产出磷石膏性质也不相同，在所有贵州大型磷化工企业生产磷酸的方法当中，最主要的方法是利用硫酸分解磷矿，主要产物为磷酸和硫酸钙，部分企业也采用硝酸分解磷矿得到高白纯度磷石膏。但无论生产工艺如何，其主要成分都为二水硫酸钙，都是一种具有石膏特性的资源性废渣，若能针对其自身特性、市场需求充分开发利用，既解决了企业的后顾之忧，保护了生态环境，同时也发展了新型废渣处理技术，带来了显著的社会效益，同时也创造了经济效益。

2 贵州磷石膏综合利用现状概述

2.1 贵州磷石膏处理现状

目前，贵州省内多家磷化工企业逐渐重视磷石膏综合利用，并取得了一定的成绩。

贵州瓮福集团在磷石膏综合利用方面的研究，主要集中在化学法处理和生产建筑材料两个方面。化学法处理技术，一是悬浮态法分解磷石膏制硫酸联产石灰，磷石膏经稀相悬浮脱水为半水和无水石膏后，送入特殊的悬浮分解炉反应器进行分解，得到SO2混合气送入硫酸系统，经净化、转化、吸收得到硫酸。从反应器出来氧化钙在石灰冷却器中与冷气体进行热交换冷却后，即为石灰成品；二是用磷石膏制取粒状硫酸铵，目前已建成了25万吨/年硫酸铵装置，消耗磷石膏52万吨/年，液氨6.7万吨/年，减排CO2 8.51万吨/年，硫酸1.48万吨/年，直流水95万m3/年,电400万千瓦时/年，蒸汽24万吨/年，干燥燃煤0.4万吨/年，循环水1000万m3/年。另外，开展了磷石膏生产新型建筑材料产品的开发、应用。目前已生产出石膏砌块、水泥凝缓剂、粘结石膏、粉刷石膏、磷石膏砖、纸面石膏板、石膏模盒、耐水石膏砌块等新型建筑材料产品。

贵州开磷集团开发了“一步法”生产新型高强耐水磷石膏砖生产工艺及制备技术，并建设了一条年产1亿块新型高强耐水磷石膏砖中试生产线，在此基础上分别建成了10亿块新型高强耐水石膏砖（包括多孔砖、彩色地砖）、35万平方米石膏砌砖、25万立方米石膏基加气混凝土生产线，开发与磷石膏砖相配套使用的石膏基干混砂浆、内墙腻子、粉刷石膏等11种粉体建筑材料。

金正大诺泰尔化学有限公司通过磷石膏深度脱磷净化，采用四级旋风预热新技术，“两转两吸”的新制酸工艺以及干法生产土壤调理剂等，充分利用磷石膏中的硫资源，将页岩中的不溶性钾转化为枸溶性钾，最终实现土壤调理剂和水泥切换式生产，建成磷石膏+含钾页岩制30万吨/年硫酸联产水泥25万吨及20万吨/年土壤调理剂项目，所制硫酸可返回用于生产磷酸；其次，还充分利用生产过程中化学能进行石膏晶形转化，用原来需要移除的硫酸稀释热将二水磷石膏转晶为α石膏，通过转晶，包裹在二水石膏晶格中的晶间磷全部析出，从1.0%降低到≤0.2%，氟含量从0.4%降低到≤0.2%，每吨磷石膏可节约煅烧用煤50 kg，转化石膏可用作陶瓷模具、自流平石膏的主要原材料。

2.2 贵州磷石膏资源化应用存在问题

目前贵州磷石膏在综合利用过程中主要还存在以下两个问题：

(1) 作为磷化工生产过程中产生的副产品在资源化应用中，由于磷石膏中含有P2O5、F、Al2O3、Fe2O3、SiO2、有机物等多种杂质，导致其在外观、粒径分布、溶解性能、脱水性能、矿物学特征、形貌特征、晶体结构等方面与天然石膏具有明显差异，因此磷石膏不能直接代替天然石膏，尽管这些杂质含量少，但对目标产品的性能影响很大。

(2) 相比经济发达地区，贵州省资源相对丰富，资源供应及价格对企业和社会的压力相对较小，很容易忽视节约工

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