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(jí)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(jìn)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(shí)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(jì)帶沿線更是承擔(dān)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(dǎo)致傳統(tǒng)建材應(yīng)用中的強(qiáng)度缺陷和凝結(jié)延遲，更易引發(fā)地下水污染等環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。

　　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(jí)凈化+定向改性”技術(shù)路線，開發(fā)出首套耦合多級(jí)逆流水洗與功能改性的工業(yè)化集成系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了磷石膏處理從“低端粗放”向“高值精細(xì)”的跨越。

　　三大創(chuàng)新破解行業(yè)痛點(diǎn)

　　該技術(shù)實(shí)現(xiàn)了三方面創(chuàng)新。一是多級(jí)逆流水洗，以“水效革命”實(shí)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(jì)多級(jí)逆流洗滌系統(tǒng)，利用洗滌后的高濃度廢水作為前端初級(jí)洗滌液，實(shí)現(xiàn)水資源的梯級(jí)循環(huán)利用，液固比降至1∶1，節(jié)水率達(dá)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(dá)到資源化應(yīng)用要求。

　　二是耦合改性工藝，實(shí)現(xiàn)從“除雜”到“賦效”的質(zhì)變。針對(duì)磷石膏膠凝活性低、制品易開裂等問題，研發(fā)團(tuán)隊(duì)開創(chuàng)“原位晶格重構(gòu)+外源增強(qiáng)”雙改性技術(shù)。晶格調(diào)控指在洗滌過程中引入復(fù)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(duì)水化反應(yīng)的抑制作用；性能增強(qiáng)指采用梯度摻混工藝，將改性磷石膏與粉煤灰、礦渣微粉復(fù)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(shí)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(biāo)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(shí)現(xiàn)“固廢處理+碳匯增值”雙重收益。

　　打造百億級(jí)產(chǎn)業(yè)集群

　　該技術(shù)的開發(fā)并非一帆風(fēng)順，先后遇到兩方面的難題。一是雜質(zhì)組分復(fù)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(dòng)顯著。研發(fā)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了涵蓋全國12個(gè)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(cè)實(shí)時(shí)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(dòng)化程度低。該技術(shù)首創(chuàng)“浮選—多級(jí)逆流水洗—改性”一體化連續(xù)裝備，采用模塊化設(shè)計(jì)，單線處理能力提升至138噸/時(shí)干基磷石膏，并通過DCS實(shí)現(xiàn)全過程無人值守，運(yùn)營成本降低30%。

　　該技術(shù)應(yīng)用取得了良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)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(qiáng)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(dāng)前，中國五環(huán)正推進(jìn)第三代技術(shù)研發(fā)，重點(diǎn)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(shí)，中國五環(huán)聯(lián)合武漢工程大學(xué)、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(biāo)到2030年形成百億級(jí)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(fù)資產(chǎn)”蛻變?yōu)椤把h(huán)經(jīng)濟(jì)新引擎”，為中國式現(xiàn)代化注入綠色動(dòng)能。