磷石膏提纯环保高质量利用技术

摘要：

中低品位磷矿直接利用无磷石膏排放工艺，是磷化工技术史上一次革命性创新，它会使我国磷资源利用率提高3倍以上，使用年限延长50～100年。

磷石膏提纯高质量环保利用技术，是磷石膏利用技术一项重大突破，也是确保磷石膏建筑材料安全环保性的底线。

 “低品位磷矿生产硫酸钙晶须联产磷铵钙镁无磷石膏排放工艺”

项目介绍

我们通常将含磷28%以上的磷矿称为高品位磷矿（富矿），28%以下称为中低品位磷矿。

我国已探明磷矿资源基础储量为160亿吨，其中富矿占比不到10%，中低品位磷矿约占90%，探矿结果统计显示，我国的磷矿含量平均只有17%，而氧化钙45%左右、二氧化硅20%左右，镁、氟、铁等其它中微量元素占比较少。

目前，我国乃至世界生产磷酸的工艺都是采用硫酸法-湿法磷酸工艺，占整个磷化工技术的80%，特点是：⑴必须使用高品位磷矿；⑵生产1吨磷酸（按100%P2O5计）产品要排放5吨磷石膏；⑶如果使用中低品位磷矿必须选后才能用，而3吨中低品位磷矿才能选到1吨高品位磷矿，选矿过程中有30%～40%的磷会因技术原因被丢弃。

因此，传统的硫酸法-湿法磷酸和选矿工艺，在现今工业生产过程中缺陷明显：一是大量排放的磷石膏固废和选矿矿渣污染环境及侵占土地；二是在磷矿开采和选矿时，资源浪费性巨大。所以，公司开发了下列磷资源综合利用的创新技术。

（1）低品位磷矿直接利用、固废零排放技术

本工艺用15%以上的磷矿石做原料不用选矿，采用盐酸酸解磷矿，首先分离提取硅渣、然后用硫酸与溶液中钙离子中和、结晶转型为纤维状、提取得到石膏晶须，溶液中的盐酸循环利用，磷酸在往复循环中得到浓缩、富集后与镁及其他元素加氨中和、生产磷产品（磷铵钙镁肥）。

这种双酸解耦、分层提取转化利用技术，开创了磷矿石不论含量高低、品质优劣均不需要选矿、而且各种元素完全利用、且不排放固废（磷石膏）的磷化工艺，是磷化工技术的革命性创新。

利用低品位磷矿生产三个系列产品，生产成本低、市场容量大，一是主产品石膏晶须，纯度达99.5%、白度达98.5%等指标都优于任何一种天然石膏，利用其开发的α型高强石膏、β型建筑石膏的抗折、抗压等主要性能指标，经专业机构检测都高于同类产品的国家标准；

二是磷铵钙镁肥，独创的新产品，不仅含磷、氮，还含钙、镁、铁等中微量元素，可广泛适用于生产复合肥料；

三是硅钙土壤调理剂系列，针对我国有近40%的土地劣质化、酸化等情况，采用航天微生物菌技术，将提的硅渣与微生物菌活化，生产微生物菌硅钙土壤调理剂、水体净化剂、作物抗重茬剂和果树养根剂等产品，部分已投入市场，反应效果良好。

目前已建成国内首条年产5万吨石膏晶须暨3万吨磷铵钙镁肥生产线，因石膏晶须利用技术的突破，产能将在2019年全面释放；年产4万吨β型建筑石膏、3千吨α型高强石膏生产装置也在2018年10月、和11月相继投产，还配套了年产万吨级微生物菌硅钙土壤调理剂生产线。完全实现了低品位磷矿直接利用、磷资源吃干榨尽、磷石膏零排放。

如果将该技术项目扩规100万吨级，按照目前项目产品，每吨低品位磷石膏可生产：0.9吨磷铵钙镁肥（1000元/吨），1.7吨二水石膏晶须（1020元/吨），可创销售收入2020元，100万吨低品位磷矿可创产值20亿元；二水石膏晶须转化超纯、超白β型石膏粉（1100元/吨）、α型高强石膏（3000元/吨），还可以制造系列产品：腻子粉、石膏大板、吊顶板、装饰材料、陶模粉、自流平、GRG材料、工艺石膏制品、保健产品、摩擦片及橡胶、塑料、造纸、油漆等填料。将磷矿石内的钙基原料转化利用好，还是我国在利固利废、材料转型政策上大力提倡的，是我市的重大发展机遇。

（2）磷石膏提纯、高质量利用技术

磷石膏主要成分是占比80%左右的二水硫酸钙，还含有磷、氟、游离酸及有机质等，无论是坝库还是堆存都会造成地下水、地表水以及空气粉尘的污染。

针对磷石膏成分复杂、危害性强、硫酸钙含量高的特点，开发出了磷石膏提纯、转化利用的关键技术，即：将磷石膏中的可溶氟、可溶磷及其他可溶盐和导致颜色黑的有机物质及硅渣分级提出，使硫酸钙纯度由80%提高至93%以上，可溶磷、氟及其他可溶盐类由0.5%～1%降至0.1%以下，由于对有害杂质的清除，磷石膏提纯后（即提纯磷石膏，占原矿磷石膏的80%）的品质可完全替代天然石膏，经过专用设备转化为β型建筑石膏，成本低、品质高，产品附加值与常用的磷石膏利用技术之水泥缓凝剂、纸面石膏板和石膏砌块等低等级产品相比要高数倍，市场用途很广；分级提出、占比20%的硅渣、有机质等利用微生物菌技术进行活化、生产土壤调理剂及农作物预防病害等功能

项目优势

1、社会效益明显

（1）磷资源完全利用。传统的硫酸法-湿法磷酸工艺对中低品位磷矿的应用必须精选，按每选一吨矿石时丢弃40%的磷计算，我国每年要浪费近千万吨的低品位磷矿，而不选矿、直接应用占资源总量90%的中低品位磷矿，可使我国磷资源使用年限大大延长。我市高品位磷矿枯竭，而低品位磷矿资源丰富、选矿难度大，如果利用本技术，社会和经济效益可观。

（2）磷石膏提纯高质量利用。磷石膏提纯梯级利用技术，可将我国现存的5亿吨和每年新增的7600万吨磷石膏变废为宝，将使堆放磷石膏的数百万亩土地还田于农，工厂周边也不再有废渣山和黑水河。如果将胡双磷地区库存和每年新增的磷石膏利用好，不仅可以为我市再造一个新的磷化建材产业，而且将堆在政府头上一座磷石膏大山彻底搬掉。

2、经济效益显著

（1）低品位磷矿综合利用成本低、价值高

原料成本、产品价值优势巨大。与传统生产工艺相比，本工艺使用低品位磷矿（15%）每吨 100多元，而传统工艺用高品位磷矿（28%以上）高达500多元；酸解用盐酸是工业副产处理品，不仅不要钱，而且每吨收处理费200多元，单纯以磷铵钙镁肥计算，所用的磷矿石及耗酸是零成本，而同类磷酸一铵成本为1650元（1.6吨高品位磷矿880元、1.4吨硫酸770元）；产品由原来只有一种磷产品，扩大为石膏晶须、磷铵钙镁肥、土壤调理剂三大类，产出比高出3倍，而磷石膏也变废为资源， 因此该技术与传统技术相比经济优势巨大。

（2）磷石膏提纯产品用途广、附加值高

磷石膏提纯，直接成本每吨在30元以内，而产品由固废变成了优质的建筑原材料，通过加工转化α高强石膏，价值在1000-1500元之间，β建筑石膏市场售价400-500元，而两个产品加工费成本在450-500元之间，在现有的市场，应归为高回报率产品。

3、技术成熟稳定

技术研发机构投资九千万元，历时八年研发，繁复的技术，创造了今天爆发。公司生产装置都是在小试、中试、工业化试验的基础上逐步扩大到工业化生产，目前各项目生产工艺指标达标，新研发设备装置生产达产，创新产品品质优良、市场前景好。目前，公司技术已取得国家、省、市级相关专业部门对工艺、技术的专利授权和成果鉴定，及高新技术产品和质量标准的认证多达数十项，已受到国家和省市科技部门的高度关注。

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中国绿色建材产业发展联盟工业固废应用技术专委会

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