當可持續發展成為全球共識，一場以科技創新為驅動的綠色變革正在化工領域蓬勃興起。在“綠水青山就是金山銀山”理論提出二十周年之際，中國化學微信公眾號特開設專欄，全景展現中國化學在降碳減污、生態擴綠、綠色發展等領域的創新足跡與工程實踐，以央企擔當踐行生態文明使命，用技術突破推動產業變革，攜手各界共同譜寫化學工業與綠水青山的“雙向奔赴”。
近日，中國化學五環公司自主研發的磷石膏耦合多級逆流水洗提質及改性工藝集成技術入選工業和信息化部第一批先進適用技術名單。該技術以高效、低碳、高值化為核心，為磷石膏這一長期困擾行業的“生態包袱”開辟了資源化新路徑。
從“污染源”變“資源庫”，實現磷石膏高價值利用
磷石膏是濕法磷酸生產過程中產生的工業固廢，每生產1噸磷酸，約副產4～5噸磷石膏。我國作為磷肥生產大國，磷石膏歷史堆存量已超8億噸，綜合利用率僅50%左右，長江經濟帶沿線更是承擔了全國82.6%的堆存壓力。磷石膏含有的可溶性磷、氟、重金屬等不僅導致傳統建材應用中的強度缺陷和凝結延遲，更易引發地下水污染等環境風險，因此，磷石膏無害化處理和綜合利用成為了制約磷化工行業發展的瓶頸。
為破解這一難題，五環公司多年攻關，提出“分級凈化+定向改性”技術路線，開發出首套耦合多級逆流水洗與功能改性的工業化集成系統，實現了磷石膏處理從“低端粗放” 向“高值精細”的跨越，成功讓磷石膏從“污染源”變成了“資源庫”。
打造科研攻關團隊，創新攻克三大技術難題
2019年，在五環公司石油和化工行業勘察設計大師的帶領下，公司組建了磷石膏無害化技術研發攻關團隊，經過一次次的科研與實驗，用三大創新攻克了技術難題。
一是多級逆流水洗工藝，針對傳統水洗工藝耗水量大、雜質去除率低等缺陷，五環公司研發設計多級逆流洗滌系統，實現水資源的梯級循環利用，液固比降至1:1，節水率達66%，可溶性磷、氟去除率分別提升至95%和90%以上。二是耦合改性工藝，針對磷石膏膠凝活性低、制品易開裂等問題，研發團隊開創“原位晶格重構+外源增強”雙改性技術，消除共晶磷對水化反應的抑制作用，并將改性磷石膏與粉煤灰、礦渣微粉復配，開發出高性能磷石膏膠凝材料。三是全流程低碳化，集成加壓過濾快速干燥系統，相比傳統工藝路線，年處理100萬噸磷石膏的產線可降低CO?排放量1391噸，實現“固廢處理+碳匯增值”雙重收益。
探索資源化利用路徑，為“三磷”問題提出五環方案
為進一步解決“三磷”問題，五環公司自主開發出整體解決方案。在源頭治理環節，研發半水-二水濕法磷酸技術，有效提高磷礦萃取收率、降低磷石膏中P?O?含量，先后榮獲多項榮譽并入選相關目錄；在循環利用環節，構建起磷資源梯級開發與循環化綜合利用技術體系，將生產排水轉化為生產飼料級磷酸氫鈣，實現了磷資源的合理化和高效化利用；末端治理方面，專有磷石膏無害化處理技術結合濕法磷酸生產，去除可溶性磷、氟，實現磷石膏的穩定化和無害化，并成功入選多個目錄。
截至目前，該技術已在湖北宜昌、武穴等多地建立示范裝置，支撐建成超過年產2000萬噸的產線，為“固廢治理+建材應用”提供創新范式。利用該技術每處理1萬噸磷石膏可減少山地2.5畝，避免約300噸可溶性污染物滲入地下水，有效緩解生態環境負擔。改性后的高純磷石膏可制備高強石膏粉、土壤調理劑等產品，較傳統建材應用增值5～10倍，實現資源增值。
如今，五環公司正聯合企業高校構建“磷礦-磷酸-磷石膏-高值產品”全產業鏈，加快推進第三代技術研發，目標到2030年形成百億級磷石膏資源化產業集群。未來，隨著更多創新技術的涌現，磷石膏必將從“生態負資產”蛻變為“循環經濟新引擎”，為中國式現代化注入中國化學的“點污成金”之力。
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