磷肥废弃物磷石膏的处理

磷石膏是湿法磷酸工业的副产物，每生产1t磷（以P2O5计算）约产生4.5～5.5t磷石膏。据统计，2014年我国全年生产磷肥1669.93万t，同比增长2.59%， 而历年来磷石膏的堆放量累计超过3亿，企业每年为此花费大量的经费用于建设渣场及其运行管理。磷石膏含未分解磷矿、游离磷酸、氟化物等杂质，大量堆放会带来环境问题，污染土壤、大气和水体。根据2011年12月出台的《大宗固体废物综合利用实施方案》，到2015年，我国磷石膏的综合利用率也只能从2010年的20%提高至30%。因此，如何对其进行合理地处置和处理是固体废弃物处理面临的重要问题。

（1）区域发展不平衡  
    不同地区磷石膏综合利用情况受地域条件和运输半径的影响较大。磷石膏的产生、堆存主要集中在云南、贵州、四川、湖北等磷复肥产区；而受运输半径影响，磷石膏消耗主要集中在建筑石膏、水泥产量大的地区。
（2）技术水平还需提高   
    目前，磷石膏制备建筑材料缺乏经济适用的预处理工艺，依然存在着提纯困难、能耗高等缺陷，影响了产品质量的稳定，如石膏制品强度低、耐水性差等，不能用作承重墙及外墙材料，这些都需要技术上的突破 。磷石膏制硫酸联产水泥技术存在着磷石膏的深度脱磷、高温分解等问题，存在着生产过程复杂、能耗高、投资大、生产规模小的难题。
（3）磷石膏品质不稳定
    受磷矿来源影响，磷石膏中杂质含量及种类差异较大；与脱硫石膏和天然石膏相比，磷石膏品质较差且处理成本高。
（4）下游产品市场难以打开
    一方面目前还没有磷石膏制品相关产品标准，造成市场认可度低；另一方面用户使用磷石膏为原料的制品时有所顾忌，磷石膏综合利用面临很大的市场压力。

1  生产过程中的处理（源头控制）：

（1）磷铵节酸新工艺。 在磷铵制备磷酸过程中硫酸消耗较大，造成硫酸单耗较高，从而影响公司生产成本。采用新工艺在中间产品料浆中再加入适量的磷矿石，使之发生反应并形成 CaSO4·2H2O沉淀，消耗反应料浆过滤分离时产生的4%~5%左右 H2SO4 残留。这样磷酸中过量的硫酸将被充分利用， 有利于提高成品磷铵中 P2O5的含量，从而降低硫酸的消耗，大大降低生产成本，达到清洁生产、节能降耗的目的。
（2）燃煤锅炉尾气脱硫改造。 将锅炉尾气作为磷铵装置喷粉塔的干燥热源， 在喷粉塔内与高压雾状氨化料浆充分接触反应， 锅炉尾气中微量 SO2和氨化料浆中氨反应生成亚硫酸铵， 亚硫酸铵与干燥尾气中空气进一步氧化成硫酸铵。干燥尾气经过三级重力沉降室除尘， 尾气达标排放。实现锅炉尾气脱硫和锅炉余热利用， 达到降低能耗、 较少排放的目的。
（3）提高磷铵生产效率的改造。 通过设备改造、细化管理提高生产效率， 降低单耗。经过设备改造，更换了制约产能瓶颈的几台设备；通过细化管理， 加强设备维护检修工作，更新了一批常用备件，降低了设备故障率；通过绩效管理提高了人员积极性。
2  在建筑原料方面的应用

（1）水泥缓凝剂   水泥缓凝剂是水泥生产过程中的添加物，一般占总物料的质量分数为 3%~5%，多数水泥企业沿用传统方式添加天然石膏作为水泥缓凝剂，年消耗量2 000万t左右。但磷石膏作为水泥缓凝剂用量为3%~5%，掺量较小，无法从根本上解决磷石膏大宗利用的问题。

（2） 建筑石膏粉   磷石膏可加工生产高纯石膏粉，用于生产各种石膏制品。
3  在农业生产上的应用
（1）制备土壤调理剂   磷石膏所含的磷、硫、钙、铁、镁、硅等是物必需的中微量营养元素，能较好地改善盐   碱土壤的理化性质，达到增产增收的目的 。

（2） 制备硫酸铵     许多研究者对以磷石膏代替天然石膏生产硫酸铵做了大量研究工作，建立了磷石膏制硫酸铵的工业化生产装置。

（3）制备硫酸钾  硫酸钾是一种重要的无氯优质钾肥，也是农作物所需硫的重要来源。

4   在制备新材料方面的应用
（1） 硫酸钙晶须
硫酸钙晶须又称石膏晶须，具有强度高、韧性好、耐高温及耐腐蚀等特点，是国内外公认的新型绿色环保材料。
（2）羟基磷灰石
 羟基磷灰石（HAP）是组成骨骼及牙齿的主要物质，广泛应用于牙齿与骨组织的修复。