磷肥工業(yè)固體廢棄物磷石膏的處理

1、磷肥工業(yè)固體廢棄物磷石膏的處理主講人：楊耀輝 一、前言一、前言 磷石膏是濕法磷酸工業(yè)的副產(chǎn)物，每生產(chǎn)1t磷（以P2O5計(jì)算）約產(chǎn)生4.55.5t磷石膏。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2014年我國全年生產(chǎn)磷肥1669.93萬t，同比增長2.59%， 而歷年來磷石膏的堆放量累計(jì)超過3億，企業(yè)每年為此花費(fèi)大量的經(jīng)費(fèi)用于建設(shè)渣場及其運(yùn)行管理。磷石膏含未分解磷礦、游離磷酸、氟化物等雜質(zhì)，大量堆放會帶來環(huán)境問題，污染土壤、大氣和水體。根據(jù)2011年12月出臺的大宗固體廢物綜合利用實(shí)施方案，到2015年，我國磷石膏的綜合利用率也只能從2010年的20%提高至30%。因此，如何對其進(jìn)行合理地處置和處理是固體廢棄物處理面臨的重要問

2、題。 圖圖1 磷石膏磷石膏圖圖2 磷石膏山旁就是村莊磷石膏山旁就是村莊-牛欄江水源保護(hù)區(qū)環(huán)境受污染牛欄江水源保護(hù)區(qū)環(huán)境受污染二、我國磷石膏綜合利用存在的問題二、我國磷石膏綜合利用存在的問題（1 1）區(qū)域發(fā)展不平衡）區(qū)域發(fā)展不平衡 不同地區(qū)磷石膏綜合利用情況受地域條件和運(yùn)輸半徑的影響較大。磷石膏的產(chǎn)生、堆存主要集中在云南、貴州、四川、湖北等磷復(fù)肥產(chǎn)區(qū)；而受運(yùn)輸半徑影響，磷石膏消耗主要集中在建筑石膏、水泥產(chǎn)量大的地區(qū)。（2 2）技術(shù)水平還需提高）技術(shù)水平還需提高 目前，磷石膏制備建筑材料缺乏經(jīng)濟(jì)適用的預(yù)處理工藝，依然存在著提純困難、能耗高等缺陷，影響了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定，如石膏制品強(qiáng)度低、耐水性差等，

3、不能用作承重墻及外墻材料，這些都需要技術(shù)上的突破 。磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)存在著磷石膏的深度脫磷、高溫分解等問題，存在著生產(chǎn)過程復(fù)雜、能耗高、投資大、生產(chǎn)規(guī)模小的難題。（3 3）磷石膏品質(zhì)不穩(wěn)定）磷石膏品質(zhì)不穩(wěn)定 受磷礦來源影響，磷石膏中雜質(zhì)含量及種類差異較大；與脫硫石膏和天然石膏相比，磷石膏品質(zhì)較差且處理成本高。（4 4）下游產(chǎn)品市場難以打開）下游產(chǎn)品市場難以打開 一方面目前還沒有磷石膏制品相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，造成市場認(rèn)可度低；另一方面用戶使用磷石膏為原料的制品時(shí)有所顧忌，磷石膏綜合利用面臨很大的市場壓力。三、國家的相關(guān)要求三、國家的相關(guān)要求中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進(jìn)法 指出，清潔生產(chǎn)清潔生產(chǎn)是

4、指不斷采取改進(jìn)設(shè)計(jì)、使用清潔的能源和原料、采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)備、改善管理、綜合利用等措施，從源頭削減污染，提高資源利用效率，減少或者避免在生產(chǎn)、服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放，以此減輕或者消除對人類健康和環(huán)境的危害 。清潔生產(chǎn)審核的具體做法具體做法是通過對企業(yè)的具體生產(chǎn)工藝、設(shè)備和人員操作進(jìn)行調(diào)查診斷，找出能耗高、物耗高、污染重的原因 提出減少有毒有害物料的使用和產(chǎn)生，降低能耗、物耗及廢物產(chǎn)生的方案，進(jìn)而選定技術(shù)經(jīng)濟(jì)及環(huán)境可行的清潔生產(chǎn)方案 ，從而實(shí)現(xiàn) “節(jié)能、節(jié)能、 降耗、減污、增效降耗、減污、增效”，降低生產(chǎn)成本，提高組織的綜合效益，提高組織員工素質(zhì)的目的 。所以推行清潔生產(chǎn)審

5、核既是企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗減排的最佳途徑， 也是企業(yè)實(shí)施節(jié)能降耗減排工作的重要平臺。四、處理方案和措施四、處理方案和措施1 生產(chǎn)過程中的處理（源頭控制）：生產(chǎn)過程中的處理（源頭控制）：（1）磷銨節(jié)酸新工藝。）磷銨節(jié)酸新工藝。 在磷銨制備磷酸過程中硫酸消耗較大，造成硫酸單耗較高，從而影響公司生產(chǎn)成本。采用新工藝在中間產(chǎn)品料漿中再加入適量的磷礦石，使之發(fā)生反應(yīng)并形成 CaSO42H2O沉淀，消耗反應(yīng)料漿過濾分離時(shí)產(chǎn)生的4%5%左右 H2SO4 殘留。這樣磷酸中過量的硫酸將被充分利用， 有利于提高成品磷銨中 P2O5的含量，從而降低硫酸的消耗，大大降低生產(chǎn)成本，達(dá)到清潔生產(chǎn)、節(jié)能降耗的目的。（2）燃煤鍋

6、爐尾氣脫硫改造。）燃煤鍋爐尾氣脫硫改造。 將鍋爐尾氣作為磷銨裝置噴粉塔的干燥熱源， 在噴粉塔內(nèi)與高壓霧狀氨化料漿充分接觸反應(yīng)， 鍋爐尾氣中微量 SO2和氨化料漿中氨反應(yīng)生成亞硫酸銨， 亞硫酸銨與干燥尾氣中空氣進(jìn)一步氧化成硫酸銨。干燥尾氣經(jīng)過三級重力沉降室除塵， 尾氣達(dá)標(biāo)排放。實(shí)現(xiàn)鍋爐尾氣脫硫和鍋爐余熱利用， 達(dá)到降低能耗、 較少排放的目的。（3）提高磷銨生產(chǎn)效率的改造。）提高磷銨生產(chǎn)效率的改造。 通過設(shè)備改造、細(xì)化管理提高生產(chǎn)效率， 降低單耗。經(jīng)過設(shè)備改造，更換了制約產(chǎn)能瓶頸的幾臺設(shè)備；通過細(xì)化管理， 加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)檢修工作，更新了一批常用備件，降低了設(shè)備故障率；通過績效管理提高了人員積極性。

7、2 在建筑原料方面的應(yīng)用在建筑原料方面的應(yīng)用（1）水泥緩凝劑）水泥緩凝劑 水泥緩凝劑是水泥生產(chǎn)過程中的添加物，一般占總物料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為 3%5%，多數(shù)水泥企業(yè)沿用傳統(tǒng)方式添加天然石膏作為水泥緩凝劑，年消耗量2 000萬t左右。但磷石膏作為水泥緩凝劑用量為3%5%，摻量較小，無法從根本上解決磷石膏大宗利用的問題。（2） 建筑石膏粉建筑石膏粉 磷石膏可加工生產(chǎn)高純石膏粉，用于生產(chǎn)各種石膏制品。3 在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用（1）制備土壤調(diào)理劑）制備土壤調(diào)理劑 磷石膏所含的磷、硫、鈣、鐵、鎂、硅等是物必需的中微量營養(yǎng)元素，能較好地改善鹽堿土壤的理化性質(zhì)，達(dá)到增產(chǎn)增收的目的 。（2） 制備硫

8、酸銨制備硫酸銨 許多研究者對以磷石膏代替天然石膏生產(chǎn)硫酸銨做了大量研究工作，建立了磷石膏制硫酸銨的工業(yè)化生產(chǎn)裝置。圖3 磷石膏制備硫酸銨工藝流程（3）制備硫酸鉀）制備硫酸鉀 硫酸鉀是一種重要的無氯優(yōu)質(zhì)鉀肥，也是農(nóng)作物所需硫的重要來源。 4 在制備新材料方面的應(yīng)用在制備新材料方面的應(yīng)用（1） 硫酸鈣晶須硫酸鈣晶須 硫酸鈣晶須又稱石膏晶須，具有強(qiáng)度高、韌性好、耐高溫及耐腐蝕等特點(diǎn)，是國內(nèi)外公認(rèn)的新型綠色環(huán)保材料。（2）羥基磷灰石）羥基磷灰石 羥基磷灰石（HAP）是組成骨骼及牙齒的主要物質(zhì)，廣泛應(yīng)用于牙齒與骨組織的修復(fù)。我國磷石膏綜合利用主要以建材為主，產(chǎn)品附加值低、市場認(rèn)可度低、銷售半徑小，而以磷石膏為原料合成硫酸鈣晶須、碳酸鈣晶須、羥基磷灰石、復(fù)合材料的研究，是實(shí)現(xiàn)磷石膏循環(huán)、有效和高值化利用的有益探索。以磷石膏為原料合成的無機(jī)填料