近日，中國五環(huán)工程有限公司自主研發(fā)的磷石膏耦合多級逆流水洗提質(zhì)及改性工藝集成技術(shù)入選工業(yè)和信息化部公布的第一批先進適用技術(shù)名單。該技術(shù)以高效、低碳、高值化為核心，為磷石膏這一長期困擾行業(yè)的“生態(tài)包袱”開辟了資源化新路徑。

　　實現(xiàn)磷石膏高值化利用

　　磷石膏是濕法磷酸生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的工業(yè)固廢，每生產(chǎn)1噸磷酸副產(chǎn)4~5噸磷石膏。我國磷石膏年新增量約7700萬噸，歷史堆存量已超8.2億噸，綜合利用率僅50%左右，長江經(jīng)濟帶沿線更是承擔了全國82.6%的堆存壓力。其含有的可溶性磷、氟、重金屬等雜質(zhì)不僅導致傳統(tǒng)建材應(yīng)用中的強度缺陷和凝結(jié)延遲，更易引發(fā)地下水污染等環(huán)境風險。

　　如何將磷石膏從“污染源”轉(zhuǎn)化為“資源庫”?中國五環(huán)工程有限公司經(jīng)過多年攻關(guān)，提出“分級凈化+定向改性”技術(shù)路線，開發(fā)出首套耦合多級逆流水洗與功能改性的工業(yè)化集成系統(tǒng)，實現(xiàn)了磷石膏處理從“低端粗放”向“高值精細”的跨越。

　　三大創(chuàng)新破解行業(yè)痛點

　　該技術(shù)實現(xiàn)了三方面創(chuàng)新。一是多級逆流水洗，以“水效革命”實現(xiàn)深度凈化。傳統(tǒng)水洗工藝存在耗水量大、雜質(zhì)去除率低的缺陷。該技術(shù)通過創(chuàng)新設(shè)計多級逆流洗滌系統(tǒng)，利用洗滌后的高濃度廢水作為前端初級洗滌液，實現(xiàn)水資源的梯級循環(huán)利用，液固比降至1∶1，節(jié)水率達66%。結(jié)合磷石膏晶體改性技術(shù)，可溶性磷、氟去除率分別提升至95%和90%以上，產(chǎn)品中水溶性五氧化二磷分子含量穩(wěn)定低于0.1%，達到資源化應(yīng)用要求。

　　二是耦合改性工藝，實現(xiàn)從“除雜”到“賦效”的質(zhì)變。針對磷石膏膠凝活性低、制品易開裂等問題，研發(fā)團隊開創(chuàng)“原位晶格重構(gòu)+外源增強”雙改性技術(shù)。晶格調(diào)控指在洗滌過程中引入復合激發(fā)劑，通過酸堿協(xié)同作用重構(gòu)二水硫酸鈣晶體結(jié)構(gòu)，消除共晶磷對水化反應(yīng)的抑制作用；性能增強指采用梯度摻混工藝，將改性磷石膏與粉煤灰、礦渣微粉復配，開發(fā)出高性能的磷石膏膠凝材料。

　　三是全流程低碳化，實現(xiàn)能耗與碳排雙降。技術(shù)集成加壓過濾快速干燥系統(tǒng)，使無害化磷石膏噸產(chǎn)品綜合能耗降至3.789千克標煤/噸產(chǎn)品；相比傳統(tǒng)工藝路線，年處理100萬噸磷石膏的產(chǎn)線可降低二氧化碳排放量1391噸，實現(xiàn)“固廢處理+碳匯增值”雙重收益。

　　打造百億級產(chǎn)業(yè)集群

　　該技術(shù)的開發(fā)并非一帆風順，先后遇到兩方面的難題。一是雜質(zhì)組分復雜性與工藝適配難題。磷石膏雜質(zhì)種類及含量隨磷礦來源波動顯著。研發(fā)團隊構(gòu)建了涵蓋全國12個主要磷礦區(qū)的磷石膏雜質(zhì)數(shù)據(jù)庫，開發(fā)自適應(yīng)調(diào)控算法，通過在線光譜檢測實時調(diào)整洗滌參數(shù)，確保處理效果穩(wěn)定性。二是規(guī)?；B續(xù)生產(chǎn)的工程化挑戰(zhàn)。傳統(tǒng)間歇式水洗設(shè)備處理能力不足、自動化程度低。該技術(shù)首創(chuàng)“浮選—多級逆流水洗—改性”一體化連續(xù)裝備，采用模塊化設(shè)計，單線處理能力提升至138噸/時干基磷石膏，并通過DCS實現(xiàn)全過程無人值守，運營成本降低30%。

　　該技術(shù)應(yīng)用取得了良好的社會效益和經(jīng)濟效益。使用該技術(shù)處理1萬噸磷石膏可減少占地2.5畝，避免了約300噸可溶性污染物滲入地下水，改性后的高純磷石膏可制備高強石膏粉、土壤調(diào)理劑等產(chǎn)品，較傳統(tǒng)建材應(yīng)用增值5～10倍。此外，通過在湖北宜昌、武穴等多地建立示范裝置，該技術(shù)已支撐建成超過2000萬噸/年生產(chǎn)線，為“固廢治理+建材應(yīng)用”提供創(chuàng)新范式。

　　當前，中國五環(huán)正推進第三代技術(shù)研發(fā)，重點突破放射性元素選擇性吸附材料、磷石膏基固碳膠凝材料等方向。同時，中國五環(huán)聯(lián)合武漢工程大學、湖北宜化等企業(yè)高校構(gòu)建“磷礦—磷酸—磷石膏—高值產(chǎn)品”全產(chǎn)業(yè)鏈，目標到2030年形成百億級磷石膏資源化產(chǎn)業(yè)集群。

　　未來，隨著更多創(chuàng)新技術(shù)的涌現(xiàn)，磷石膏必將從“生態(tài)負資產(chǎn)”蛻變?yōu)椤把h(huán)經(jīng)濟新引擎”，為中國式現(xiàn)代化注入綠色動能。