磷石膏的資源化利用途徑及目前利用現(xiàn)狀
磷石膏是磷化工行業(yè)產(chǎn)生的廢棄物,通常生產(chǎn)1噸磷酸可產(chǎn)生4.5-5.0噸磷石膏副產(chǎn)物。中國磷化工產(chǎn)業(yè)發(fā)展快速,已成為世界最大的磷肥生產(chǎn)國,因此磷石膏的排放量規(guī)模也是十分巨大,磷石膏堆存量已經(jīng)達(dá)到4億噸,每年仍以大約5000萬噸的速度遞增。
從全球范圍看,磷石膏的綜合利用率非常低,還不到10%。在一些天然石膏資源豐富的國家,磷石膏利用率很低,比如美國、加拿大、比利時等國家,采用堆存的方式處理,摩洛哥、荷蘭等國家采用排入海洋的方式處理。
像日本因石膏資源匱乏,因此其磷石膏利用率接近100%。其中約60%用于生產(chǎn)熟石膏粉和石膏建材,30%用于生產(chǎn)水泥緩凝劑,10%用于食品、醫(yī)療等行業(yè)。
中國天然石膏資源豐富,因此磷石膏的利用率也不高。處理磷石膏的方式也主要是綜合利用和堆存兩種,其中又以堆存為主。但磷石膏存量過大,不僅會占用耕地,而且也會造成水污染,影響環(huán)境。
合理的開發(fā)利用起來,可以節(jié)約天然石膏資源,也可以改善環(huán)境,經(jīng)濟(jì)效益和社會效益并存。在貴州磷化工集中的地區(qū),磷石膏的綜合利用已經(jīng)陸續(xù)發(fā)展。
01水泥行業(yè)
磷石膏在水泥行業(yè)可以用作水泥緩凝劑和制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥。這也是磷石膏最大的應(yīng)用途徑,可以替代天然石膏用作水泥緩凝劑,在水泥水化過程中,石膏溶解的SO42-與水化鋁酸鈣反應(yīng)生成水化硫鋁酸鈣晶體,沉淀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(dá)到緩凝目的。而磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥是將磷石膏中的硫酸鈣高溫分解,分解生成的SO2用于生產(chǎn)硫酸,CaO用于生產(chǎn)水泥。
02建材方面
石膏制品 磷石膏建材資源化利用主要集中在生產(chǎn)石膏粉、石膏板、石膏砌塊、石膏磚等石膏制品。其中,紙面石膏板市場需求量最大,它是一種新型建筑裝飾輕質(zhì)板材,具有質(zhì)輕、隔聲、隔熱、抗震、收縮率低、強(qiáng)度高、自動微調(diào)室內(nèi)濕度、加工性能強(qiáng)及施工方法簡便的優(yōu)點。
03建設(shè)工程基礎(chǔ)方面
建設(shè)工程基礎(chǔ)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(shè)中使用磷石膏,不僅可以緩解環(huán)境壓力,而且能夠降低工程建設(shè)成本。而磷石膏作為充填骨料重新回填到磷礦山采空區(qū),不僅能夠?qū)崿F(xiàn)磷石膏規(guī)模化再利用,而且能夠避免采空區(qū)引起的山體崩落、地表變形等問題。
04農(nóng)業(yè)方面
鹽堿地
磷石膏在農(nóng)業(yè)方面的利用是鹽堿地改良劑、硫、鈣、硅肥。磷石膏中含有農(nóng)作物必需的磷、硫、鈣、硅等營養(yǎng)成分,可促進(jìn)作物生長,改善作物品質(zhì),提高作物產(chǎn)量。
05化肥工業(yè)方面
磷石膏在化肥工業(yè)的應(yīng)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(yīng)生成硫酸銨,副產(chǎn)碳酸鈣,該工藝技術(shù)成熟,生產(chǎn)設(shè)備通用,工藝條件易于控制,但是生產(chǎn)硫酸銨產(chǎn)品的含氮量低,以單位質(zhì)量的氮計算,生產(chǎn)費用比尿素和硝酸銨高得多。
硫酸鉀是一種無氯鉀肥,適用于煙草、葡萄、茶樹、馬鈴薯等忌氯喜鉀作物的種植。
磷石膏合理回收應(yīng)用利國利民,是廢料再利用的主要構(gòu)成。目前我國對磷石膏的綜合利用也處于不斷研究開發(fā)階段。
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