【前言】“十三五”以來,生態文明建設走在全國前列,綠水青山已成為貴州的靚麗名片!作為長江、珠江上游的重要生態屏障區,貴州生態戰略地位十分重要。“十三五”以來,貴州加大生態治理科技供給,建成國家喀斯特工程技術研究中心,針對貴州省磷石膏、赤泥、電解錳渣源頭減量和固廢資源化利用,爭取到國家重點研發計劃“固廢資源化”專項,“以渣定產”效果突出,河湖生態治理的科技含量不斷提升,在一些關鍵共性技術上取得重要突破,科技創新助力生態治理成果顯著,成為貴州經濟社會高質量發展過程中的綠色活力。

甕福化工科技有限公司磷石膏2*45萬噸/年高性能建筑石膏示范裝置
“十三五”期間,貴州守好發展和生態兩條底線,率先在全國實施磷化工企業“以渣定產”機制,即以當年產生的磷石膏量,決定次年的磷肥生產量。這是貴州倒逼企業提高資源綜合利用率、加快轉型升級步伐、推進磷化工產業高質量發展的重大舉措。 貴州省推進磷石膏資源綜合利用工作領導小組辦公室發布的《關于2019年全省磷石膏資源綜合利用情況的通報》顯示,2019年全省磷石膏產生1293.6萬噸,利用處置886.9萬噸,利用處置率68.6%。三大利用途徑中,建材利用261.5萬噸,充填利用188.6萬噸,制酸等化學利用84.1萬噸。 隨著磷石膏綜合利用技術的發展,過去的環境負擔已變為現在的產業資源,科技支撐磷石膏綜合利用成效明顯。2021年的貴州省政府工作報告也提出,將深入推進磷化工企業“以渣定產”和大宗工業固體廢物綜合利用。

磷石膏建材制品展示
源頭減量 環境更友好 2018年,甕福化工科技公司承擔了國家重點研發計劃《磷資源清潔利用與重污染固廢源頭近零排放技術》子課題《磷-硫兩步法磷酸清潔生產關鍵技術及工程示范》,主要開發的新技術為采用磷酸萃取磷礦石,通過硫酸除鈣得到高品質磷酸和高純度的硫酸鈣,從而減少磷石膏的排放。 甕福化工科技有限公司正高級工程師、技術部經理胡宏介紹,通過磷礦的選礦技術,可以除去磷礦石里的二氧化硅、碳酸鈣、氧化鎂、氧化鐵和氧化鋁等主要雜質,提升磷礦石的品位達到34.5%以上。在濕法磷酸的生產過程中,可以提高磷的回收率,同時減少磷石膏的排放量。 而在礦產采掘時,礦石開采后會產生大量的采空區,是非煤礦山最主要的危險源,如不及時處理,會給企業和社會造成重大安全隱患。 經過多年研究,貴州磷化集團在全國率先研發應用“磷化工全廢料自膠凝充填采礦”工藝,將磷石膏作為原料用于礦井填充。鍛燒的磷石膏有膠凝特性,強度高于水泥,利用磷石膏和黃磷渣進行礦山膠結充填,具有料漿流動性能好、不易離析、泌水率低、充填體強度高等優勢。

利用磷石膏生產的復合輕質隔墻板,屬于裝配式建筑材料
這種創新性的充填技術,為磷石膏綜合利用提供新途徑,提高了資源回收利用率,環境、經濟和社會效益顯著,此項技術榮獲2009年度國家科學技術進步二等獎。 此項技術每年可利用磷石膏和礦山開采廢矸近300萬噸,可延長礦山服務年限15年,有效促進磷資源生態環保型“無廢害”開采。 固廢消納 “渣山”變“璞玉” 走進福泉市甕福生活區內的甕福綠色石膏建材示范苑,兩幢造型別致、外飾精美的小樓格外引人注目。不同于般建筑物,這兩幢小樓除承重結構材料外,其余建材均使用磷石膏產品建造。石膏抹灰砂漿、石膏條板、石膏噴筑式復合墻體、石膏砌塊……兩棟小樓承載著磷石膏綜合利用產業鏈的廣闊前景。

甕福綠色石膏建材示范苑農村自建房展示
“通過浮選和水洗相結合凈化磷石膏的新技術,建材所使用的磷石膏已經過無害化處理,品質甚至超過了天然石膏。”甕福化工科技有限公司行政部經理姚勇表示,隨著科研和技術的不斷進步,過去大量堆放的磷石膏,在建材領域展現出新的價值。
2017年,甕福化工科技有限公司開始研制采用動態轉晶法生產α型高強石膏生產技術,目前已建成年利用磷石膏28萬噸的α型高強石膏的工業化裝置。 通過“引進、消化、再創新”,企業開發了步烘干和步煅燒(兩步法)、冷卻陳化均化相結合的生產高性能建筑石膏粉的技術,建成了兩套全國最大的年產45萬噸磷石膏制高性能建筑石膏粉的工業裝置,年消納磷石膏90萬噸。 同年,以高性能建筑石膏粉為原料,公司開發了具有輕質、保溫的輕質抹灰石膏砂漿,建成了45萬噸的生產裝置,年消納磷石膏45萬噸開發建成了4000萬平米的紙面石膏板和裝飾石膏板,年消化磷石膏30萬噸。 2019年,以α型高強石膏為原料,企業開發了防火門芯板、自流平石膏、地暖模塊、隔音自流平等新產品,銷往省內各地,以及廣西、廣東、湖南、湖北、四川等地區,受到市場的廣泛認可。

位于福泉市甕福生活區內的甕福綠色石膏建材示范苑
科技賦能 附加值躍升 “目前,磷石膏建材產品附加值較低,受運輸成本影響,銷售半徑受到限制。”貴州大學先進技術研究院教授陳前林說,通過科技攻關,可提升磷石膏的應用領域、拓展磷石膏的消納途徑,提升磷石膏制品的附加值。 為提高固廢資源化利用效率,貴州省科技廳多次組織科技部領導、相關專家到開磷、甕福實地調研,把貴州磷石膏技術攻關列入部省會商內容。2019年,貴州獲批立項“西南化工冶金特色產業集聚區固廢規模利用集成示范”國家重點研發計劃固廢資源化專項項目,獲國家科技計劃資金資助2671萬元。 貴州大學作為該項目的牽頭單位,從事磷石膏綜合利用技術研究時間10余年的陳前林是項目負責人,與貴州磷化集團共同開展磷石膏的資源化綜合利用技術及產業化應用示范。

甕福綠色石膏建材示范苑高端別墅展示
陳前林介紹,磷石膏制高分子材料,可將磷石膏中提煉的無水微米級硫酸鈣,添加到聚乙烯、聚氯乙烯等高分子材料中,能夠生產出性能指標優良的埋地通訊管、埋地電纜管、埋地排水管、道路井蓋、隔離欄等高分子材料系列產品。這些磷石膏的高質化產品,拓展了磷石膏的利用領域,實現了磷石膏的高質化利用,預計每年可消耗磷石膏100萬噸以上。 在國家重點研發計劃基礎上,貴州省科技廳組織凝練了“磷石膏、電解錳渣、赤泥綜合利用關鍵技術研究與應用示范”“磷石膏源頭處理清潔生產關鍵技術及工程示范”2個省級后補助項目,共支持經費1143萬元,開展磷石膏相關技術研究。 同時,每年將磷石膏等工業固體廢棄物減量化、無害化、資源化技術納入科技計劃項目申報指南。重點開展磷石膏資源綜合利用高附加值產品及生產設備、質量在線監測和控制等磷石膏綜合利用關鍵技術攻關。2019年以來,磷石膏領域共立項科技計劃項目12項,以科技項目為抓手,推動磷石膏綜合利用技術創新。 貴州省科技廳副廳長秦水介表示,通過科技攻關,將磷石膏制成高附加值產品,將會是今后磷石膏綜合利用的主要方向。磷石膏綜合利用符合循環經濟的理念,是科技創新支撐生態治理的范例,將為貴州打造環境友好型社會、支撐生態文明建設提供重要思路。
策劃︱岳振
文︱貴州日報天眼新聞記者 張凌
編輯 韋一茜
編審 楊儀