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以渣定產,磷石膏加工為建材

2019-11-27 09:06:36    來源:人民網-人民日報

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長江經濟帶集中了我國大部分磷化工產能,不過,以往磷化工行業產生的污染,也給生態環境帶來了沉重負擔。

近年來,貴州推動磷化工行業轉型升級,改進生產工藝,實現資源的梯級利用,減少污染的同時,提升了企業效益。

“再訂30噸磷石膏抹灰砂漿!”最近,每隔一段時間,貴州省銅仁市碧江區的經銷商向濤就會到福泉市建材產業園洽談訂單。

磷石膏是生產磷酸過程中產生的固體廢渣。長江經濟帶集中了我國大部分磷化工產能,磷石膏堆積是導致長江部分河段水體總磷嚴重超標的原因之一。而現在通過深加工,把磷石膏變成建筑材料,這不僅緩解了污染問題,還能產生經濟效益。

此前,生態環境部部署了長江“三磷”(磷礦、磷化工和磷石膏庫)專項排查整治,貴州省是涉及的七省市之一。磷石膏的變廢為寶,是貴州磷化工企業綠色轉型的一個縮影。

以渣定產,磷石膏加工為建材

在福泉市甕福新型磷石膏建材產業園內,伴隨著車間機器的轟鳴聲,長短不一的石膏條板,型號多樣的石膏砌塊,形態各異的石膏模具被生產出來。

該產業園緊鄰甕福馬場坪化工園區磷石膏渣場,位于重安江上游。馬場坪化工園區的磷石膏渣場已經使用了20年,目前磷石膏總量有4000萬噸。磷石膏產生的酸性廢液一旦泄漏,很容易造成重安江水質總磷含量超標,對長江流域的水質產生威脅。

記者了解到,大多數磷化工企業,每生產1噸磷酸產品會產生5噸左右的磷石膏。據統計,2018年,貴州產生的磷石膏總量就有1345萬噸。

“最常見的處理方式就是堆存,但會占用大量土地資源,而且堆存產生的廢液一旦泄漏,就會腐蝕土壤和巖層,加上貴州多喀斯特地貌,污染范圍很難控制。”貴州省生態環境廳水生態環境處處長李斌坦言。

2018年初,貴州省原經濟和信息化委員會制定了《貴州省磷化工轉型升級方案》,鼓勵和支持企業對傳統磷化工生產工藝進行綠色化改造升級。2018年開始,貴州全面實施“以渣定產”,將企業消納磷石膏情況與產品生產掛鉤,實現產消平衡,倒逼企業加快磷石膏綜合利用和綠色發展步伐。

甕福化工科技有限公司生產部副經理張天毅介紹,他們很早就開始琢磨磷石膏的利用問題,苦于沒有找到合適的方向。“后來看到普通石膏建材的廣告,就想著天然石膏可以生產建材,不知道磷石膏行不行。經過反復試驗,經過水洗、凈化,用磷石膏加工成的建材并不比天然石膏差。”

目前,該建材產業園一年能消納磷石膏接近200萬噸。馬場坪磷石膏渣場堆量雖然還在增加,但速度已經放緩,按計劃,明年建材產業園可將當年產生的磷石膏全部消納。隨著建材產業園消納能力提升,渣場的存量未來會逐漸減少。

截至9月底,貴州今年新增磷石膏945萬噸,目前已綜合利用401萬噸。記者從貴州省工業和信息化廳了解到,政府會繼續鼓勵有條件的磷化工企業,通過建設新型磷石膏建材產業園,實現磷石膏產品的集聚化、規模化、產業化,提高產品附加值。

減少丟棄,提高磷礦石使用率

在福泉市甕福磷礦新龍壩選礦廠,一輛輛礦車不停地將磷礦石倒入大型裝置內。廠長何德飛告訴記者,“以前只有五氧化二磷達到30%以上的高品位磷礦石才能運到車間加工,現在就連18%的低品位磷礦石都能加工,開采的礦石幾乎都能充分利用。”

以往,采礦過程中大量丟棄廢礦石,不僅造成資源浪費,還占用大量土地。以英坪礦為例,總儲量有3000萬噸,放在以前,有將近一半不能使用。除了末端治理,更要從源頭減輕污染。提高磷礦石的使用率尤為關鍵。

何德飛的“魔法”都在選礦設備里:磷礦石進入大型裝置后,沒多久礦石變成了灰色粉末狀,接著加入水、硫酸和選礦藥劑,經過鼓氣、攪拌等環節,礦石中的雜質自動附著在表層泡沫中,再用像滾筒一樣的機器將泡沫剔除,剩下的就是達到生產標準的磷精礦。

“這就是浮選技術,別看流程很簡單,最關鍵就是選礦藥劑。”何德飛介紹,他們前后試驗了3000多次,才成功配比出藥劑。

藥劑的問題解決了,水資源的循環利用問題又接踵而至。

“磷化工企業每年都會產生大量酸性廢水,處理成本高,水的循環利用是走綠色轉型之路必須要跨越的。”浙江大學工業自動化國家工程研究中心總工程師楊穎說。

“選礦需要水和硫酸,廢水也呈酸性,它們之間有沒有替代的可能?”哪怕有一絲希望也要緊緊抓住,何德飛與技術員們又進行了一系列試驗,結果喜出望外。“廢水經過處理,不僅選礦質量穩定,還不會產生沉淀物堵塞設備,結果表明方法是可行的。”

很快,選礦廠專門修建了輸送酸性廢水的管道,還建起了污水處理設施。選礦產生的廢水經過處理后又能用來選礦,反復循環使用。

目前,選礦廠每年可消耗磷化工廢水150萬立方米,節約硫酸10萬噸,選礦消耗的清水從之前的2.99立方米/噸降至0.46立方米/噸,如此,既節約了成本,又保護了環境。

吃干榨凈,產品加工更精細

磷精礦能加工成多少種產品?

在甕福化工公司產業園內,一個陳列架吸引了記者的注意,上面擺滿了大小相同、裝滿不同顏色液體的玻璃瓶。湊近細看,瓶子上都有詳細的標注,包括化學元素成分、生產日期、主要用途……“這些都是我們新近研發的不同磷酸產品,價值最高的就是這種電子級磷酸。”副經理楊剛指著其中的一個玻璃瓶介紹,“它是高端的磷酸鹽,可用于大規模集成電路、半導體制造。”

據了解,以前,磷肥是大部分磷化工企業的主打產品。不過,磷肥產品利潤不高,生產過程不僅會產生大量磷石膏,排放的氣體中氟、硫等元素含量很高。精細加工之后,廢氣廢渣明顯減少,還創造了可觀的經濟效益。

貴州省工業和信息化廳相關負責人表示,綠色轉型過程中,要鼓勵企業調整產品結構,增強抵御市場風險的能力。由于磷礦石中還含有一定的碘、氟、硅等元素,為了實現綜合利用,許多磷化工企業將注意力轉向這些“邊角料”。

在生產磷肥的過程中會產生氟硅酸,可以作為提取氟元素的來源。“依靠自主創新,我們建成了氟硅酸線路無水氟化氫裝置,年產量達到8.5萬噸,是目前所有產品中效益最好的。”貴州甕福藍天氟化工股份有限公司總經理張紅映說。

在清華大學化學工程系教授駱廣生看來,只有不斷創新技術,改變產品結構,實現資源的梯級利用,才能給企業打開新的發展空間。“不能簡單追求規模效應,應該進行差異化生產,實現低質低用,高質高用,綜合利用。”

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