中國粉體網(wǎng)訊 作為磷化工工業(yè)固廢的磷石膏是一塊“燙手山芋”。
磷石膏是濕法磷酸工藝中產(chǎn)生的酸性固體廢棄物。每生產(chǎn)1tP2O5約產(chǎn)生4~6t磷石膏。據(jù)統(tǒng)計，全球磷石膏產(chǎn)排量以2.8億t/a速度增加，累計堆存量已超過60億噸，我國累計堆存量達8.7億噸，每年新增8000萬噸。
磷石膏的大量堆存帶來了水體、土地和大氣等環(huán)境污染問題。大量固體廢物綜合利用和無害化處置是一道世界級難題，成為限制磷化工企業(yè)發(fā)展的瓶頸。
目前，磷石膏主要用于水泥、建筑和農(nóng)業(yè)等行業(yè)，其中以建材行業(yè)為主。在建筑行業(yè)，磷石膏中的二水硫酸鈣在不同的溫度和壓力條件下可轉化為α-CaSO4·1/2H2O、β-CaSO4·1/2H2O和CaSO4Ⅱ。α-半水石膏與β-半水石膏相比具有更好的力學性能，但因其制備工藝復雜、生產(chǎn)成本高致使大規(guī)模產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)困難。因此，煅燒制備β-半水石膏工藝更加簡單經(jīng)濟，是實現(xiàn)磷石膏規(guī)�；瘧玫闹匾緩�。目前市場上90%以上的磷石膏基建材粉體材料均以β-半水石膏為主。
創(chuàng)新煅燒工藝，加快實現(xiàn)無害化處理與資源化利用步伐。
磷石膏煅燒制備建材粉體材料生產(chǎn)過程通常分為兩步，首先是石膏凈化除雜，脫除影響石膏粉體膠凝性能的雜質，然后進行煅燒粉磨。
目前，國內(nèi)磷石膏煅燒工藝為炒鍋煅燒工藝、回轉窯煅燒工藝、沸騰爐煅燒工藝、彼得磨煅燒工藝、FC-沸騰煅燒工藝、一步法錘式粉碎煅燒工藝等。
不同煅燒工藝的優(yōu)缺點
針對現(xiàn)有磷石膏煅燒工藝技術存在的問題和局限性，業(yè)內(nèi)進一步發(fā)展了流化床煅燒工藝。流化床煅燒工藝利用脫除附著水的磷石膏在流化床內(nèi)呈流態(tài)化狀態(tài)下進一步脫除結晶水。具有煅燒均勻性，通過增大流化床容量，可實現(xiàn)石膏低溫、長時間煅燒，且流化床的結構簡單，并實現(xiàn)了石膏粉分區(qū)控溫煅燒。
2022年，過程工程所與云南云天化環(huán)�？萍加邢薰竞献餮邪l(fā)的磷石膏綜合利用示范項目（一期）順利建成并成功產(chǎn)出II型無水石膏和β-半水石膏產(chǎn)品。
45萬噸/年磷石膏流態(tài)化煅燒裝置
過程工程所朱慶山團隊以多年流態(tài)化理論和工程應用研究為基礎，在磷石膏煅燒反應調(diào)控機制、反應的傳熱傳質過程強化、設備大型化和多功能化等方面研究取得重要進展，形成磷石膏多功能柔性流態(tài)化煅燒集成新工藝。該工藝使氣體與磷石膏直接接觸，讓物料預熱、煅燒和冷卻過程始終處于懸浮或流化狀態(tài)，傳熱傳質效率高，物料受熱均勻；產(chǎn)品均一性、穩(wěn)定性較高；充分回收利用工藝過程余熱，降低能耗。此外，該工藝突破了常規(guī)炒鍋工藝只能生產(chǎn)β-半水石膏的限制，可實現(xiàn)靈活調(diào)控，單套裝置即可生產(chǎn)β-半水石膏和II型無水石膏兩種產(chǎn)品，其中，II型無水石膏為磷石膏轉化利用的新產(chǎn)品，可應用于自流平和填料領域。
流化床煅燒磷石膏創(chuàng)新點
此外，張磊等提出了磷石膏煤循環(huán)流化床煅燒分解制硫酸聯(lián)產(chǎn)鈣基材料工藝，以擴大磷石膏綜合利用范圍。
磷石膏循環(huán)流化床低溫煅燒分解制硫酸聯(lián)產(chǎn)鈣基材料工藝
眾多研究表明，流化床煅燒工藝可以實現(xiàn)磷石膏低能耗，低成本，大規(guī)模化，高值化綜合利用，或將成為未來磷石膏制備建材石膏粉體的主流技術手段。
小結
磷石膏綜合利用并進一步“變廢為寶”是磷化工高質量發(fā)展的一道“必答題”。工信部節(jié)能與綜合利用司司長黃利斌曾表示：破解磷石膏綜合利用是個多維、立體、系統(tǒng)的工程，需要技術的突破和政策的創(chuàng)新。而突破煅燒工藝，正是磷石膏綜合利用，加速產(chǎn)消平衡的“必選項”。
參考資料：
李恒等.磷石膏煅燒工藝進展分析
張磊等.磷石膏循環(huán)流化床煅燒分解工藝可行性分析
劉德智等.磷石膏制備Ⅱ型無水石膏工藝研究
過程工程所流態(tài)化煅燒新工藝實現(xiàn)磷石膏資源化利用
（中國粉體網(wǎng)編輯整理/黑金）
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