每生產(chǎn)1噸磷酸，會產(chǎn)生4到5噸磷石膏。每年我國產(chǎn)生約8億噸磷石膏，綜合利用率只有40%左右。目前全世界工業(yè)副產(chǎn)石膏的累積堆存量更是超過60億噸，綜合利用率卻不足5%，產(chǎn)業(yè)利用率則更低。如何移走這些堆積的“渣山”，破解這道世界級難題，將磷石膏吃干榨凈?

近日，在貴州省一個(gè)依山傍水的縣城，《中國化工報(bào)》記者實(shí)地探訪了貴州磷化集團(tuán)(以下簡稱貴州磷化)一條無水石膏包裝箱生產(chǎn)線，收獲了破解行業(yè)難題的又一個(gè)新解。

勢在必行 政策推動磷石膏治理

今年4月初，工信部等七部門聯(lián)合印發(fā)《磷石膏綜合利用行動方案》(以下簡稱《方案》)，明確提出要深入推動工業(yè)副產(chǎn)石膏資源的減量化、無害化、資源化，提升其綜合利用水平。

現(xiàn)實(shí)情況如何呢?

“現(xiàn)在業(yè)界對磷石膏的綜合利用程度非常有限，主要采用堆放的形式處理，浪費(fèi)了大量土地資源?！比A南理工大學(xué)副教授黃照夏告訴記者說，磷石膏對環(huán)境的破壞能力不可小覷，隨意排放、長期堆存磷石膏都會對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染。

為提升磷資源可持續(xù)保障能力和高效高值利用水平，我國政府持續(xù)發(fā)力，出臺多個(gè)政策。

早在2011年，工信部就發(fā)布了《關(guān)于工業(yè)副產(chǎn)石膏綜合利用的指導(dǎo)意見》，為磷石膏在內(nèi)的工業(yè)副產(chǎn)石膏指明了資源化和綜合利用的發(fā)展方向；2019年10月24日，財(cái)政部、國家稅務(wù)總局聯(lián)合發(fā)布《關(guān)于資源綜合利用增值稅政策的公告》，將水泥添加劑、建筑石膏、α型高強(qiáng)石膏、Ⅱ型無水石膏等磷石膏綜合利用產(chǎn)品納入享受增值稅即征即退70%優(yōu)惠政策范疇；2023年年底，工信部等八部門聯(lián)合印發(fā)《推進(jìn)磷資源高效高值利用實(shí)施方案》提出到2026年，新增磷石膏無害化處理率達(dá)到100%。

高精度(互鎖式)石膏砌塊成品

今年，工信部等七部門再次聯(lián)合印發(fā)《方案》，強(qiáng)調(diào)要推進(jìn)磷石膏源頭減量、綜合利用量效齊增，力爭2026年磷石膏綜合利用率達(dá)到65%，綜合消納量與產(chǎn)生量實(shí)現(xiàn)動態(tài)平衡……在云貴川鄂皖等地打造10個(gè)磷石膏綜合利用特色產(chǎn)業(yè)基地。

作為磷化工大省，貴州在踐行“磷石膏源頭減量”方面早早走在了國內(nèi)前列。2018年，貴州首創(chuàng)“以渣定產(chǎn)”政策，要求磷化工企業(yè)“誰排渣誰治理、誰利用誰受益”，將磷石膏產(chǎn)生企業(yè)消納磷石膏情況與磷酸等產(chǎn)品生產(chǎn)掛鉤，倒逼企業(yè)提高資源利用率，催生了新型建筑材料等新產(chǎn)業(yè)。2023年7月，貴州省委十三屆三次全會又再次創(chuàng)造性地提出“富礦精開”理念，推動原材料向終端消費(fèi)品轉(zhuǎn)變，低端產(chǎn)品向高端產(chǎn)品轉(zhuǎn)變，粗加工產(chǎn)品向精深加工產(chǎn)品轉(zhuǎn)變，以最少的資源消耗，換取最大的經(jīng)濟(jì)效益、生態(tài)效益、安全效益和社會效益。這也正與《方案》中“鼓勵(lì)有條件地區(qū)因地制宜推行‘以渣定產(chǎn)’等模式，推動產(chǎn)生磷石膏的重點(diǎn)企業(yè)‘一企一策’制定綜合利用方案”的要求不謀而合，甚至領(lǐng)先一步。

“雖然‘以渣定產(chǎn)’對企業(yè)帶來一定的壓力，但這樣的倒逼機(jī)制也將推動磷化工企業(yè)進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)綠色轉(zhuǎn)型?！辟F州磷化黨委書記、董事長何光亮接受記者采訪時(shí)表示，在政府的積極推動下，企業(yè)也逐漸開始思考磷石膏的無害化處理與資源化利用新路徑。

前赴后繼 磷石膏從廢品變產(chǎn)品

長江流域是我國“三磷”(磷礦、磷化工企業(yè)、磷石膏庫)的主要分布區(qū)域。據(jù)統(tǒng)計(jì)，湖北、貴州、云南、四川4省磷礦石和磷肥產(chǎn)量分別占長江經(jīng)濟(jì)帶產(chǎn)量的96.7%和90.8%。

地處湖北的興發(fā)集團(tuán)實(shí)施了磷石膏源頭提質(zhì)、規(guī)模化消納技術(shù)及集成示范項(xiàng)目，中低品位硅鈣質(zhì)膠磷礦綠色高效利用及耦合制備高質(zhì)磷化產(chǎn)品技術(shù)項(xiàng)目等，通過磷石膏源頭提質(zhì)、無害化處置和資源化利用研發(fā)與示范推廣，重點(diǎn)破解了膠磷礦雜質(zhì)種類多、賦存狀態(tài)復(fù)雜，磷石膏處置難度極大的難題，實(shí)現(xiàn)了“產(chǎn)—消—用”動態(tài)平衡。

在貴州，貴州磷化以新型石膏綠色建材產(chǎn)供銷體系消納磷石膏，2019年消納磷石膏650余萬噸，建成紙面石膏板、石膏砂漿、砌塊、條板、石膏模盒等適應(yīng)市場需求的磷石膏綜合利用產(chǎn)能，對應(yīng)可處理300多萬噸磷石膏，已成為貴州省磷石膏建材產(chǎn)品規(guī)模最大、產(chǎn)品齊全的綜合利用企業(yè)。

位于云南的云天化濕法磷酸年產(chǎn)能217萬噸，每年產(chǎn)磷石膏約為1000萬噸。該公司積極開展“產(chǎn)學(xué)研用”，與云南農(nóng)業(yè)大學(xué)合作共同攻關(guān)磷石膏土壤調(diào)理劑的調(diào)控機(jī)制與應(yīng)用研究，同時(shí)聯(lián)合云南省化工研究院、云南創(chuàng)興建材公司啟動磷石膏制酸聯(lián)產(chǎn)水泥項(xiàng)目。

無水石膏箱和普通紙箱在泡水后的對比

在四川，四川龍蟒磷化工有限公司投資4.75億元建設(shè)磷石膏綜合利用升級改造工程項(xiàng)目；與西南科技大學(xué)合作建成國內(nèi)第一套磷凈化石膏工程化裝置，成功提升磷石膏的純度、白度，降低了雜質(zhì)含量，可用于生產(chǎn)α型高強(qiáng)石膏粉，進(jìn)而生產(chǎn)石膏砂漿、石膏砌塊等優(yōu)質(zhì)石膏建材產(chǎn)品。

回顧我國企業(yè)研究磷石膏“變廢為寶”的歷史，自20世紀(jì)90年代起，山東魯北集團(tuán)建成國內(nèi)首套磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥裝置，使其逐漸成為磷石膏大規(guī)模應(yīng)用的主要方式，相關(guān)技術(shù)迅速發(fā)展，現(xiàn)在國內(nèi)最大的貴州磷化裝置已達(dá)到每年消耗磷石膏140萬噸、生產(chǎn)硫酸60萬噸和水泥80萬噸的規(guī)模。與此同時(shí)，水泥緩凝劑、石膏砂漿、建筑裝飾材料、石膏條板等都已成為磷石膏利用的重要場景?？梢哉f，目前國內(nèi)磷石膏綜合利用已初見成效。

但是，面對6億噸的堆存量和7500萬噸的年產(chǎn)生量，每年3000多萬噸的使用量還是顯得杯水車薪。

黃照夏對記者說，當(dāng)前磷石膏綜合利用的方式和渠道都很有限，比較成熟的石膏砂漿、石膏建材、路基材料等產(chǎn)品都在走量大、低值的路線，更多是實(shí)現(xiàn)固廢處理意義上的“不虧”，高值高效利用渠道仍然開發(fā)不足。隨著房地產(chǎn)的“降溫”，受運(yùn)輸成本影響，建材產(chǎn)品市場每況愈下，探索磷石膏應(yīng)用新路徑成為業(yè)內(nèi)共同關(guān)注的焦點(diǎn)。

曙光再現(xiàn) 磷石膏高分子材料面世

“這樣?xùn)|西我足足找了15年。”在位于貴陽息烽縣的貴州磷化無水石膏中空板車間，武漢現(xiàn)代精工機(jī)械股份有限公司董事長詹志勇觸摸著以磷石膏為原料制成的板材實(shí)物說。

在當(dāng)今的包裝市場，瓦楞紙和塑料是當(dāng)之無愧的“統(tǒng)治者”，產(chǎn)值合計(jì)高達(dá)4000億元。但只有身處行業(yè)當(dāng)中的人才知道，面對多變的運(yùn)輸環(huán)境和貴重的被包裝物，紙箱脆弱不防水、塑料價(jià)高不環(huán)保，要找到一種性能好、產(chǎn)量大、成本低、綠色環(huán)保的包裝材料難之又難。

貴州年豐制品有限公司副總經(jīng)理梁志鳴就談到：“現(xiàn)在在水果生鮮快遞行業(yè)，最注重的就是防水性。目前為止無論紙箱的原材料用得再好，都不可能做到100%防水。所以，當(dāng)我看到貴州磷化無水石膏包裝箱完全浸沒到水缸后，不僅外形依然堅(jiān)硬、甚至還可以負(fù)擔(dān)一個(gè)成年人體重的強(qiáng)度時(shí)，我感受到巨大的沖擊。”

作為詹志勇與貴州磷化的牽線人，貴州一元控股(集團(tuán))有限公司董事長駱東偉對無水石膏充滿信心：“磷石膏本質(zhì)是硫酸鈣，它的層狀結(jié)構(gòu)決定了性能會優(yōu)于球狀結(jié)構(gòu)的碳酸鈣。我們現(xiàn)在就是瞄準(zhǔn)上下游已經(jīng)打通的碳酸鈣產(chǎn)業(yè)鏈，爭取以價(jià)格更低的磷石膏(硫酸鈣)實(shí)現(xiàn)替代，搶占市場。”

下游有需求，上游有原料，二者一拍即合。貴州磷化僅用時(shí)58天，就實(shí)現(xiàn)了全國首條年產(chǎn)2.5萬噸無水石膏母粒及包裝箱中試裝置項(xiàng)目的投產(chǎn)，率先攜磷石膏進(jìn)軍高分子領(lǐng)域。

對待磷石膏，企業(yè)不應(yīng)滿足于“清廢”，更應(yīng)有敢于追求盈利的野心。何光亮對記者說：“在資源有限的前提下，誰效率高，誰收益就高，這是我們做企業(yè)的最底層邏輯。磷石膏作為副產(chǎn)物也是一種資源，我們需要去思考如何把它變成一個(gè)高值高效的產(chǎn)業(yè)?！?/span>

2023年8月，貴州本地品牌的酸辣粉成為無水石膏包裝箱的第一個(gè)用戶。“我們的無水石膏包裝箱不僅成本低，而且經(jīng)過權(quán)威機(jī)構(gòu)嚴(yán)格檢測，符合國標(biāo)及歐盟、美國等對食品外包裝的安全標(biāo)準(zhǔn)，在替代傳統(tǒng)瓦楞紙箱上質(zhì)優(yōu)價(jià)廉。”貴州磷化綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)有限公司董事長陳忠華介紹說，“而且每生產(chǎn)1噸無水石膏包裝箱，便可減少0.8至1.1噸樹木的砍伐，不產(chǎn)生污水，既經(jīng)濟(jì)又環(huán)保。”

“無水磷石膏的出現(xiàn)確實(shí)大大降低了包裝產(chǎn)品的成本?！闭仓居略诂F(xiàn)場給記者算了一筆賬：“原來我們使用的碳酸鈣母粒噸成本大約是500元，算上運(yùn)輸、包裝，噸成本還要增加600元以上，而無水石膏粉料一步法直接生產(chǎn)包裝箱，原料噸成本大約是600元，配方噸成本不超過3000元，實(shí)際板材的噸成本只有3600元左右。只要不是與回收紙箱競爭，無水石膏中空板及包裝箱對比其他品種的包材都是具有絕對優(yōu)勢。”

談起這樁跨行業(yè)的合作，他感嘆自己與磷化結(jié)緣的幸運(yùn)：“其實(shí)外面的硫酸鈣原料是賣得很貴的，尤其是白度高、細(xì)度好的產(chǎn)品，1噸就要幾千元，所以我們以前研究產(chǎn)品改良時(shí)從未考慮過使用這個(gè)材料。當(dāng)貴州磷化把自己的磷石膏粉拿給我們試驗(yàn)時(shí)，我們非常驚喜。像今年恰是美國、加拿大等國的大選年，我們出口的宣傳板材量非常大，可以預(yù)想到這方面的利潤和市場都將極大的增長。”

“親眼見證無水石膏包裝箱性能的那一刻，我就想好了如何解決包裝行業(yè)現(xiàn)在的行業(yè)難題，以及接下來應(yīng)該往哪個(gè)方向走?！绷褐绝Q也表示：“我們工廠在貴州省的市場占有率較高，覆蓋了農(nóng)夫山泉、娃哈哈等飲料食品以及順豐、天貓、京東等公司客戶，包裝量大，應(yīng)對下雨或者氣候強(qiáng)烈變化的需求多。如果未來我們能和貴州磷化促成合作，相信也可以在一定程度上解決我們包裝行業(yè)客戶的痛點(diǎn)。”

強(qiáng)化合作 高效率贏得高效益

“我們需要清醒地認(rèn)識到，資源是有限的，研究如何提高效率是必要的。不是只有磷才是資源，磷礦石萃取后剩余的部分、磷化工生產(chǎn)過程中的副產(chǎn)品也都是資源。”何光亮說，“凡是資源，都需要我們?nèi)ニ伎既绾胃咝Ю茫钇洚a(chǎn)生價(jià)值?！?/span>

磷石膏資源綜合利用的前提是，磷石膏是一種可利用和能夠經(jīng)濟(jì)利用的資源，而不是勉強(qiáng)利用的“被”資源化。

針對現(xiàn)有磷石膏綜合利用產(chǎn)品高值化不足的現(xiàn)狀，黃照夏分析認(rèn)為主要有3個(gè)原因：一是現(xiàn)有加工技術(shù)不足，加工過程能耗高，高分子材料的成型加工技術(shù)不能夠滿足磷石膏的綠色循環(huán)利用；二是磷石膏與高分子的復(fù)合材料難度高，磷石膏含量的上升會造成材料力學(xué)性能的大幅度下降；三是現(xiàn)成的磷石膏填充高分子復(fù)合材料品質(zhì)較差。

“基于以上思考，我們認(rèn)為實(shí)現(xiàn)磷石膏的高值化利用，當(dāng)務(wù)之急是開發(fā)新型的綠色加工方法。”黃照夏說，在瞿金平院士的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)開發(fā)出振動剪切形變塑化加工技術(shù)和體積拉伸形變塑化輸運(yùn)技術(shù)，突破了百年來高分子材料加工技術(shù)以“螺旋”為標(biāo)志的發(fā)展模式。據(jù)他介紹，未來，團(tuán)隊(duì)將通過瞿金平院士貴州磷化聯(lián)合實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目，共同深入研究磷石膏功能母粒開發(fā)技術(shù)及裝備、高含磷石膏功能薄膜吹塑成型技術(shù)、聚烯烴/磷石膏復(fù)合中空格子板先進(jìn)制造技術(shù)、礦渣礦漿用超高分子量聚乙烯輸運(yùn)管道高效成型技術(shù)及裝備，為企業(yè)磷石膏高值利用產(chǎn)業(yè)化增加競爭優(yōu)勢。

除了進(jìn)軍高分子領(lǐng)域、開發(fā)新產(chǎn)品外，正如《方案》所強(qiáng)調(diào)的，要提高現(xiàn)有途徑利用規(guī)模。在此方面，以貴州磷化為代表的磷化工企業(yè)也已經(jīng)有所行動。

在貴州磷化位于貴州省息烽縣的工業(yè)園區(qū)里，一堆形狀各異、如積木般堆積起來的石膏塊吸引了記者的注意。貴州磷化綠色環(huán)保產(chǎn)業(yè)有限公司總經(jīng)理?xiàng)钣辣蠼榻B說，這種高精度無水石膏砌塊就主打“高效”二字?！拔覀儎?chuàng)新地將石膏砌塊做成幾種不同的形狀，使工人安裝時(shí)就像對照圖紙搭積木一樣，不需要專門的技術(shù)也可以砌好一面墻，而且精度可以達(dá)到‘垂二平二’?！睏钣辣笳f，“對標(biāo)蒸壓輕質(zhì)混凝土板(ALC)，我們的裝配式建筑單體可以從人工裝備率方面每平方米為業(yè)主節(jié)省50元。”

對此，陳忠華表示，無論是無水石膏包裝箱還是高精度砌塊，兩種產(chǎn)品都是貴州磷化踐行《方案》的生動體現(xiàn)?！皣以陧攲釉O(shè)計(jì)方面給予企業(yè)很多支持，貴州省委、省政府還有各地州市出臺的若干政策也幫助我們提高工業(yè)副產(chǎn)石膏的周轉(zhuǎn)率。我們能堅(jiān)持做創(chuàng)新，離不開多方支持?！标愔胰A表示，希望能與更多行業(yè)內(nèi)外的伙伴加強(qiáng)合作，抓住機(jī)會、實(shí)現(xiàn)共贏。

“我也歡迎貴州磷化加入我們包裝行業(yè)，利用新研發(fā)的無水石膏包裝箱，與現(xiàn)有包裝產(chǎn)品互補(bǔ)提升，共同為包裝下游客戶提供更優(yōu)質(zhì)的解決方案?！敝袊b聯(lián)合會副秘書長胡正陽表示，立足包裝行業(yè)客戶的角度，建議貴州磷化下一步強(qiáng)化對于產(chǎn)品全生命周期的管理，早做謀劃，發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)如包裝箱的回收復(fù)用等，使工業(yè)副產(chǎn)石膏資源化利用更具可持續(xù)性。

“我經(jīng)常說企業(yè)的使命就是善用資源，造福人類。自然界可供開采的資源是有限的，應(yīng)對磷石膏資源化利用這個(gè)世界級難題，我們要主動作為、直面挑戰(zhàn)，把問題解決好；要整合社會上多方的資源和優(yōu)勢，依靠集體智慧將工業(yè)副產(chǎn)石膏資源化利用事業(yè)做大做強(qiáng)，為磷化工行業(yè)破解磷石膏治理難題再獻(xiàn)一策，助力磷化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量、綠色可持續(xù)發(fā)展?！焙喂饬粮嬖V記者。