【前言】“十三五”以来,生态文明建设走在全国前列,绿水青山已成为贵州的靓丽名片!作为长江、珠江上游的重要生态屏障区,贵州生态战略地位十分重要。“十三五”以来,贵州加大生态治理科技供给,建成国家喀斯特工程技术研究中心,针对贵州省磷石膏、赤泥、电解锰渣源头减量和固废资源化利用,争取到国家重点研发计划“固废资源化”专项,“以渣定产”效果突出,河湖生态治理的科技含量不断提升,在一些关键共性技术上取得重要突破,科技创新助力生态治理成果显著,成为贵州经济社会高质量发展过程中的绿色活力。

瓮福化工科技有限公司磷石膏2*45万吨/年高性能建筑石膏示范装置
“十三五”期间,贵州守好发展和生态两条底线,率先在全国实施磷化工企业“以渣定产”机制,即以当年产生的磷石膏量,决定次年的磷肥生产量。这是贵州倒逼企业提高资源综合利用率、加快转型升级步伐、推进磷化工产业高质量发展的重大举措。 贵州省推进磷石膏资源综合利用工作领导小组办公室发布的《关于2019年全省磷石膏资源综合利用情况的通报》显示,2019年全省磷石膏产生1293.6万吨,利用处置886.9万吨,利用处置率68.6%。三大利用途径中,建材利用261.5万吨,充填利用188.6万吨,制酸等化学利用84.1万吨。 随着磷石膏综合利用技术的发展,过去的环境负担已变为现在的产业资源,科技支撑磷石膏综合利用成效明显。2021年的贵州省政府工作报告也提出,将深入推进磷化工企业“以渣定产”和大宗工业固体废物综合利用。

磷石膏建材制品展示
源头减量 环境更友好 2018年,瓮福化工科技公司承担了国家重点研发计划《磷资源清洁利用与重污染固废源头近零排放技术》子课题《磷-硫两步法磷酸清洁生产关键技术及工程示范》,主要开发的新技术为采用磷酸萃取磷矿石,通过硫酸除钙得到高品质磷酸和高纯度的硫酸钙,从而减少磷石膏的排放。 瓮福化工科技有限公司正高级工程师、技术部经理胡宏介绍,通过磷矿的选矿技术,可以除去磷矿石里的二氧化硅、碳酸钙、氧化镁、氧化铁和氧化铝等主要杂质,提升磷矿石的品位达到34.5%以上。在湿法磷酸的生产过程中,可以提高磷的回收率,同时减少磷石膏的排放量。 而在矿产采掘时,矿石开采后会产生大量的采空区,是非煤矿山最主要的危险源,如不及时处理,会给企业和社会造成重大安全隐患。 经过多年研究,贵州磷化集团在全国率先研发应用“磷化工全废料自胶凝充填采矿”工艺,将磷石膏作为原料用于矿井填充。锻烧的磷石膏有胶凝特性,强度高于水泥,利用磷石膏和黄磷渣进行矿山胶结充填,具有料浆流动性能好、不易离析、泌水率低、充填体强度高等优势。

利用磷石膏生产的复合轻质隔墙板,属于装配式建筑材料
这种创新性的充填技术,为磷石膏综合利用提供新途径,提高了资源回收利用率,环境、经济和社会效益显著,此项技术荣获2009年度国家科学技术进步二等奖。 此项技术每年可利用磷石膏和矿山开采废矸近300万吨,可延长矿山服务年限15年,有效促进磷资源生态环保型“无废害”开采。 固废消纳 “渣山”变“璞玉” 走进福泉市瓮福生活区内的瓮福绿色石膏建材示范苑,两幢造型别致、外饰精美的小楼格外引人注目。不同于般建筑物,这两幢小楼除承重结构材料外,其余建材均使用磷石膏产品建造。石膏抹灰砂浆、石膏条板、石膏喷筑式复合墙体、石膏砌块……两栋小楼承载着磷石膏综合利用产业链的广阔前景。

瓮福绿色石膏建材示范苑农村自建房展示
“通过浮选和水洗相结合净化磷石膏的新技术,建材所使用的磷石膏已经过无害化处理,品质甚至超过了天然石膏。”瓮福化工科技有限公司行政部经理姚勇表示,随着科研和技术的不断进步,过去大量堆放的磷石膏,在建材领域展现出新的价值。
2017年,瓮福化工科技有限公司开始研制采用动态转晶法生产α型高强石膏生产技术,目前已建成年利用磷石膏28万吨的α型高强石膏的工业化装置。 通过“引进、消化、再创新”,企业开发了步烘干和步煅烧(两步法)、冷却陈化均化相结合的生产高性能建筑石膏粉的技术,建成了两套全国最大的年产45万吨磷石膏制高性能建筑石膏粉的工业装置,年消纳磷石膏90万吨。 同年,以高性能建筑石膏粉为原料,公司开发了具有轻质、保温的轻质抹灰石膏砂浆,建成了45万吨的生产装置,年消纳磷石膏45万吨开发建成了4000万平米的纸面石膏板和装饰石膏板,年消化磷石膏30万吨。 2019年,以α型高强石膏为原料,企业开发了防火门芯板、自流平石膏、地暖模块、隔音自流平等新产品,销往省内各地,以及广西、广东、湖南、湖北、四川等地区,受到市场的广泛认可。

位于福泉市瓮福生活区内的瓮福绿色石膏建材示范苑
科技赋能 附加值跃升 “目前,磷石膏建材产品附加值较低,受运输成本影响,销售半径受到限制。”贵州大学先进技术研究院教授陈前林说,通过科技攻关,可提升磷石膏的应用领域、拓展磷石膏的消纳途径,提升磷石膏制品的附加值。 为提高固废资源化利用效率,贵州省科技厅多次组织科技部领导、相关专家到开磷、瓮福实地调研,把贵州磷石膏技术攻关列入部省会商内容。2019年,贵州获批立项“西南化工冶金特色产业集聚区固废规模利用集成示范”国家重点研发计划固废资源化专项项目,获国家科技计划资金资助2671万元。 贵州大学作为该项目的牵头单位,从事磷石膏综合利用技术研究时间10余年的陈前林是项目负责人,与贵州磷化集团共同开展磷石膏的资源化综合利用技术及产业化应用示范。

瓮福绿色石膏建材示范苑高端别墅展示
陈前林介绍,磷石膏制高分子材料,可将磷石膏中提炼的无水微米级硫酸钙,添加到聚乙烯、聚氯乙烯等高分子材料中,能够生产出性能指标优良的埋地通讯管、埋地电缆管、埋地排水管、道路井盖、隔离栏等高分子材料系列产品。这些磷石膏的高质化产品,拓展了磷石膏的利用领域,实现了磷石膏的高质化利用,预计每年可消耗磷石膏100万吨以上。 在国家重点研发计划基础上,贵州省科技厅组织凝练了“磷石膏、电解锰渣、赤泥综合利用关键技术研究与应用示范”“磷石膏源头处理清洁生产关键技术及工程示范”2个省级后补助项目,共支持经费1143万元,开展磷石膏相关技术研究。 同时,每年将磷石膏等工业固体废弃物减量化、无害化、资源化技术纳入科技计划项目申报指南。重点开展磷石膏资源综合利用高附加值产品及生产设备、质量在线监测和控制等磷石膏综合利用关键技术攻关。2019年以来,磷石膏领域共立项科技计划项目12项,以科技项目为抓手,推动磷石膏综合利用技术创新。 贵州省科技厅副厅长秦水介表示,通过科技攻关,将磷石膏制成高附加值产品,将会是今后磷石膏综合利用的主要方向。磷石膏综合利用符合循环经济的理念,是科技创新支撑生态治理的范例,将为贵州打造环境友好型社会、支撑生态文明建设提供重要思路。
策划︱岳振
文︱贵州日报天眼新闻记者 张凌
编辑 韦一茜
编审 杨仪