我國(guó)磷石膏堆存量巨大,截至2011年已超過(guò)2.5億噸,預(yù)計(jì)到“十二五”末,年產(chǎn)生量約為7000萬(wàn)噸。大量的磷石膏不僅占地,而且存在較大的環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)和安全隱患。
在今年6月發(fā)布的《磷石膏安全處置及綜合利用“十二五”實(shí)施方案》(征求意見(jiàn)稿)中提出,“十二五”時(shí)期,磷肥行業(yè)要重點(diǎn)攻關(guān)并突破磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥(石灰)的化學(xué)法分解磷石膏技術(shù),從根本上解決目前能耗高、投資大、工藝路線長(zhǎng)、經(jīng)濟(jì)指標(biāo)性差等制約該技術(shù)推廣應(yīng)用的難題,不僅能大量消納磷石膏,而且能充分利用磷石膏中的硫、鈣元素,緩解我國(guó)硫資源短缺的矛盾,降低硫資源的對(duì)外依存度。此外,確定了在“十二五”末,磷石膏年綜合利用率力爭(zhēng)達(dá)到40%;磷石膏安全處置率超過(guò)90%的目標(biāo)。
鑒于此,相關(guān)企業(yè)積極響應(yīng)國(guó)家號(hào)召,研發(fā)并開(kāi)展多方式、多渠道綜合利用磷石膏的行動(dòng),并取得了一定的經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。例如,生產(chǎn)水泥緩釋劑,作為石膏磚、石膏砌塊、石膏墻板等石膏制品的建筑材料,做路基材料,生產(chǎn)陶瓷裝飾材料,制硫酸銨及飼料級(jí)磷酸氫鈣,作為改良鹽堿地的土壤調(diào)理劑等等。但是磷石膏建材存在成本高、利潤(rùn)低、推廣難的問(wèn)題,在國(guó)家強(qiáng)力引導(dǎo)下,突破化學(xué)分解這一根本舉措成為消耗利用磷石膏的重要方向。磷肥協(xié)會(huì)計(jì)劃從多方面著手,把磷石膏化學(xué)分解技術(shù)攻關(guān)作為一項(xiàng)重要工作來(lái)抓。
磷石膏中SO3含量為40~52%,CaO含量約為20%,因此可以將磷石膏分解利用其中的SO3制硫酸及CaO生產(chǎn)水泥。之前的“3-4-6”項(xiàng)目中,3萬(wàn)噸磷銨排放10萬(wàn)噸磷石膏,制取4萬(wàn)噸硫酸,副產(chǎn)4萬(wàn)噸水泥熟料,聯(lián)產(chǎn)6萬(wàn)噸水泥,基本形成硫的大循環(huán),每年僅補(bǔ)充10%左右的硫的損失即可,全裝置沒(méi)有廢渣排放。但是此工藝投資大,工藝路線長(zhǎng),能源消耗高,操作管理有一定的難度。磷石膏化學(xué)分解技術(shù)要想獲得突破,相關(guān)的技術(shù)裝備也需要盡快實(shí)現(xiàn)工業(yè)化突破。經(jīng)專(zhuān)家綜合分析,就磷石膏分解制硫酸聯(lián)產(chǎn)石灰的工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)有如下建議:
(1)磷石膏單獨(dú)直接破碎烘干余熱進(jìn)入分解爐,尾氣分流。
(2)原聯(lián)產(chǎn)硫酸和水泥工藝中,將焦炭直接加入磷石膏中,進(jìn)行烘干、煅燒。
(3)保證磷石膏硫態(tài)分解爐的溫度不高于1200℃。
(4)分解爐設(shè)計(jì),要使焦炭在分解爐中適當(dāng)?shù)奈恢弥苯訃娙,以C/S比為0.5的理論值為參考,一般略高。
(5)在高溫段,即焦炭噴入處的上方,鼓入氧氣,并控制在3%以下。注意,分解爐尾氣溫度不宜低于800℃,進(jìn)入制酸系統(tǒng)。
中國(guó)磷肥工業(yè)協(xié)會(huì)討論表示,“十二五”期間,在加大已有先進(jìn)成熟的磷石膏綜合利用技術(shù)推廣應(yīng)用的同時(shí),全行業(yè)要加快關(guān)鍵共性技術(shù)的研發(fā),尤其是重點(diǎn)攻關(guān)化學(xué)分解法磷石膏綜合利用技術(shù)。并確定力爭(zhēng)在2013年年底前實(shí)現(xiàn)磷石膏化學(xué)分解技術(shù)重要難點(diǎn)的突破,到2015年使該技術(shù)能夠真正實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化的目標(biāo)。
磷石膏發(fā)展乘風(fēng)破浪,前景可期。(本網(wǎng)編輯 落暉/文)