磷石膏汽液法绿色高值利用成套技术及应用研究取得重要进展

我国磷化工行业每年副产磷石膏约8000万吨，主要分布在云、贵、川、鄂、皖五省，对长江流域生态环境安全造成严重威胁。日前，磷石膏固废利用领域取得重要进展：针对磷石膏煅烧工艺造成的生产装置能耗高、投入大、产能受限，无害化处理和资源化利用流程长、成本高，石膏制品耐水性差、附加值低、同质化严重等重大问题，经长期的理论、实验和工业应用系统地研究，形成了磷石膏汽液法绿色高值利用具有自主知识产权的成套技术及应用工程示范。

2025年1月18日，由安徽六国化工、武汉工程大学、铜陵市绿阳建材和湖北楚宸环保科技等单位完成的磷石膏汽水热液转化绿色高值利用成套技术项目通过了科技成果鉴定。中国地质大学（武汉）王焰新院士、福州大学吴明红院士、武汉理工大学张联盟院士、中国科学技术大学俞汉青院士、中国工程院张久俊外籍院士、中国磷复肥工业协会修学峰会长和安徽海螺集团公司技术总监陈永波等7位专家组成了科技成果鉴定委员会，一致认为项目成果整体处于国际领先水平。

据技术总负责人曹宏教授、项目负责人李先福教授和赵明星总工程师介绍，本项目科技创新内容主要包括五大方面——首先，发明了磷石膏低能耗大规模汽水热液转晶新方法（汽液法），创建了磷石膏污染物控制与资源化利用一步法“转晶-双固”工艺，实现了磷石膏共晶磷析出以及水溶性磷和氟的完全固化；浸出液毒性检测结果为总磷0.03-0.2mg/L、氟化物3.5mg/L，满足国标GB18599第Ⅰ类一般固废污染物控制标准。其次，该项目开发了Ⅱ型无水石膏制备的“崩解-催化”工艺技术，实现了磷石膏脱水的低温、高效、低成本转化，Ⅱ型无水石膏转化率≥95%，粒径3-6μm，转化温度≤210℃，与传统煅烧法相比能耗降低40%。第三，关键设备模块化，汽液工艺每新增一台蒸压釜，磷石膏处理量增长5万吨/年，产能易扩大，很好地解决了煅烧工艺流程长、装置投入大等共性问题。第四，具有广泛的原料适应性，汽液法适用于各种工业副产石膏，如脱硫石膏、钛石膏、乳酸石膏和柠檬酸石膏等的高效高值利用。第五，建成了国内首套10万吨/年磷石膏汽液法工业生产装置（Ⅰ期工程），所得高品质水泥缓凝剂，替代天然石膏用于铜陵海螺高标号水泥生产中，以Ⅱ型无水石膏为原料制备的2大类16种衍生品，可广泛用于塑料橡胶填料、矿山充填、建筑材料等领域，其胶凝材料工业固废占比94%、软化系数≥0.9、28d抗压强度26MPa，聚合物填充剂可替代碳酸钙填料，其平均粒径4μm，含水率约0.5%。

科学技术部西南信息中心科技查新报告结论显示：采用“气水热液转晶法”一步骤无害化处理与资源化利用，国内外未见文献报道。该项目技术的重要突破，获学界业界一致认可，具有广阔的推广应用前景和良好的经济社会生态效益。

（通讯员 薛俊 江吉周）