圖為開磷集團(tuán)用磷石膏磚建成的單身公寓。（張繼軍 攝）

 
    目前，我國已經(jīng)實(shí)現(xiàn)磷石膏由“以儲(chǔ)為主”向“儲(chǔ)用并舉”的方向轉(zhuǎn)變。“十二五”期間，我國還提出要將磷石膏綜合利用率由現(xiàn)在的20%提高到30%，爭取達(dá)到40%。對(duì)此，業(yè)內(nèi)專家指出，我國磷石膏應(yīng)用種類繁多、規(guī)模持續(xù)擴(kuò)大，但是同時(shí)也面臨著技術(shù)、標(biāo)準(zhǔn)、成本、設(shè)備等諸多因素制約，實(shí)現(xiàn)“十二五”目標(biāo)任務(wù)依然艱巨。面對(duì)廣闊的市場前景，磷石膏企業(yè)需內(nèi)外兼修，開發(fā)新型高附加值產(chǎn)品，不斷擴(kuò)大應(yīng)用范圍。
　　
　　
　　下游應(yīng)用已百花齊放
　　
　　
　　磷石膏在我國應(yīng)用范圍十分廣泛，已經(jīng)用于生產(chǎn)水泥緩凝劑、建筑石膏粉、新型石膏建材、土壤調(diào)理劑和硫酸等產(chǎn)品。

 
　　目前，磷石膏最主要的應(yīng)用領(lǐng)域仍然是建筑材料市場。其中，磷石膏替代天然石膏作為水泥緩凝劑是目前應(yīng)用最廣、消納磷石膏量最大的產(chǎn)品路線，國內(nèi)現(xiàn)已形成年產(chǎn)460萬噸的生產(chǎn)能力，每年消納磷石膏約360萬噸，使用量為水泥量的3%~5%。“磷石膏是一種比天然石膏更好的膠凝材料，能有效降低水泥生產(chǎn)成本。如果磷石膏質(zhì)量和添加量控制合理，水泥的強(qiáng)度還優(yōu)于天然石膏生產(chǎn)的水泥強(qiáng)度。” 全國硫酸工業(yè)信息站高級(jí)工程師紀(jì)羅軍介紹說。

　　除了用作水泥緩凝劑，隨著我國建設(shè)新農(nóng)村和城鎮(zhèn)化步伐的加快，以及取消黏土磚應(yīng)用的范圍不斷擴(kuò)大，新型石膏建材產(chǎn)品的市場需求也日漸旺盛，而應(yīng)用磷石膏可制成多種多樣的新型石膏建材產(chǎn)品。應(yīng)用磷石膏制成的建筑石膏粉是制備新型石膏建材所需的基本原料，我國現(xiàn)已建成年產(chǎn)220萬噸建筑石膏粉的生產(chǎn)能力，年利用磷石膏210萬噸左右；應(yīng)用磷石膏生產(chǎn)的石膏標(biāo)磚具有承重、防水、抗凍等功能，我國已成功研發(fā)了以磷石膏為主要原料、添加適量堿性激發(fā)劑、經(jīng)成型蒸壓養(yǎng)護(hù)后制磷石膏標(biāo)磚的生產(chǎn)技術(shù)，現(xiàn)已建成6套生產(chǎn)裝置、年產(chǎn)7.5億塊的生產(chǎn)能力，每年可消納100萬噸磷石膏；磷石膏還可用于制紙面石膏板、石膏砌塊等新型石膏建材產(chǎn)品，記者在采訪中了解到，目前國內(nèi)磷肥企業(yè)通過采取自制、合作、聯(lián)營等多種方式，已形成了年產(chǎn)近3億平方米紙面石膏板和400萬平方米的石膏砌塊的生產(chǎn)能力，每年可消納磷石膏近240萬噸。

　　此外，磷石膏工業(yè)化產(chǎn)品還有道路建設(shè)材料、礦山填充材料和土壤改良劑等。磷石膏因呈酸性并含有硫、鈣、鎂等元素，因此是一種適用于改良鹽堿、沙漠地的土壤改良劑。據(jù)了解，目前云南、甘肅等地每年應(yīng)用近100萬噸磷石膏用于改良土壤。

　　利用磷石膏中的硫、鈣元素生產(chǎn)化工產(chǎn)品，實(shí)現(xiàn)資源的循環(huán)利用也是業(yè)內(nèi)關(guān)注的焦點(diǎn)。自上世紀(jì)90年代開始，我國掀起了磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥的高潮，盡管受到技術(shù)和經(jīng)濟(jì)條件的限制，但目前魯北化工、甕福等企業(yè)和多個(gè)科研院所依然在進(jìn)行石膏制酸的技術(shù)和生產(chǎn)研究。山東魯北化工股份有限公司PSC公司副總經(jīng)理高強(qiáng)告訴記者，魯北化工年產(chǎn)15萬噸磷銨、副產(chǎn)磷石膏制20萬噸硫酸、聯(lián)產(chǎn)30萬噸水泥裝置于1997年5月開工建設(shè)，1999年建成投產(chǎn)，是石膏制酸技術(shù)最先進(jìn)、規(guī)模最大的聯(lián)產(chǎn)裝置之一。該裝置用生產(chǎn)磷銨排放的廢渣磷石膏生產(chǎn)水泥熟料，水泥熟料與粉煤灰磨制水泥，磷石膏分解產(chǎn)生的二氧化硫氣體制硫酸，硫酸返回用于生產(chǎn)磷銨，資源在生產(chǎn)全過程得到高效循環(huán)利用。該項(xiàng)目既有效地解決了廢渣磷石膏堆存占地、污染環(huán)境、制約磷復(fù)肥工業(yè)發(fā)展的難題，又開辟了生產(chǎn)硫酸和水泥新的原料路線，減少了水泥生產(chǎn)所造成的二氧化碳?xì)怏w的排放。

　　磷石膏制硫酸銨是我國磷石膏資源化利用的一條新途徑，該工藝流程短、設(shè)備少，可以消耗大量的磷石膏和二氧化碳。甕福集團(tuán)在印尼公司20多年磷石膏制硫酸銨的成熟生產(chǎn)技術(shù)的基礎(chǔ)上，自主研發(fā)對(duì)工藝、設(shè)備自控等方面作了進(jìn)一步優(yōu)化，現(xiàn)已建成年產(chǎn)25萬噸的硫酸銨生產(chǎn)線，每年消耗磷石膏約104萬噸，減排二氧化碳?xì)怏w17.084萬噸。

“十二五”期間，我國磷肥生產(chǎn)企業(yè)將加強(qiáng)與建材行業(yè)的溝通與合作。圖為甕福達(dá)州化工有限責(zé)任公司與利奮建材集團(tuán)的磷石膏綜合利用合作簽字儀式。  （企業(yè)供圖）

　　市場前景將海闊天高
　　
　　
　　在“十一五”期間，磷石膏已經(jīng)應(yīng)用于制造建筑材料、化學(xué)品等多個(gè)領(lǐng)域。對(duì)未來磷石膏的應(yīng)用前景很多專家也十分看好，他們普遍認(rèn)為，在“十二五”期間，我國建筑等行業(yè)的快速發(fā)展為加快推進(jìn)磷石膏綜合利用提供了廣闊的市場空間，磷石膏應(yīng)用領(lǐng)域面臨空前的發(fā)展機(jī)遇。

　　工信部2011年11月29日發(fā)布的《建材工業(yè)“十二五”發(fā)展規(guī)劃》提出，“十二五”期間新型墻體材料比重將由55%上升到65%，作為新型建筑材料的石膏建材將具有極大的應(yīng)用空間。中國建材聯(lián)合會(huì)石膏建材分會(huì)副秘書長楊再銀認(rèn)為，磷石膏用于水泥行業(yè)和新型建材行業(yè)都具有很大的市場推廣潛力。

　　統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)顯示，2011年我國用作水泥緩凝劑的石膏消耗量約8300萬噸；紙面石膏板產(chǎn)量24.2億平方米，消耗石膏約2300萬噸；粉刷石膏、石膏砌塊、墻板等墻體材料約消耗800萬噸；用于配制陶模石膏的α-半水石膏和β-半水石膏合計(jì)約360萬噸。全年共消耗石膏約1.2億噸。“由此可見，水泥行業(yè)消耗了大量的石膏，同時(shí)也說明墻體及裝飾材料行業(yè)對(duì)石膏的需求量也有巨大潛力。”楊再銀說。

 
　　新型墻體市場的蓬勃發(fā)展為磷石膏應(yīng)用提供廣闊的空間。楊再銀介紹說，2010年我國房屋竣工面積277450.2平方米，墻體材料產(chǎn)量約8500億塊標(biāo)準(zhǔn)磚。如果墻體材料總量的20%為石膏基材料，那么石膏墻體材料的使用量將達(dá)到13億平方米，按照每平方米消耗100千克石膏計(jì)算，則需要消耗石膏1.3億噸。

　　楊再銀認(rèn)為，在推動(dòng)墻材革新的各種因素中，建筑結(jié)構(gòu)的變化起到了至關(guān)重要的作用。隨著我國建筑以磚混結(jié)構(gòu)向框架、剪力墻結(jié)構(gòu)發(fā)展，需要使用大量非承重墻體材料，這為石膏墻板的發(fā)展提供了極為廣闊的空間，將對(duì)磷石膏的消耗起到非常大的作用。

　　記者了解到，紙面石膏板消耗石膏量在我國建材業(yè)中占第二位。近幾年，大型紙面石膏板廠已經(jīng)100%使用脫硫石膏或磷石膏為原料生產(chǎn)紙面石膏板。據(jù)楊再銀預(yù)計(jì)，紙面石膏板行業(yè)近幾年產(chǎn)能增長率在15%～20%，隨著紙面石膏板產(chǎn)量的增長，磷石膏用量還將進(jìn)一步增加。

　　另外，業(yè)內(nèi)專家指出，由于我國硫資源比較缺乏，硫黃對(duì)外依存度一直居高不下，將磷石膏中的鈣、硫元素作為資源，按循環(huán)經(jīng)濟(jì)的減量、循環(huán)和再利用的原則生產(chǎn)硫酸和水泥，是實(shí)現(xiàn)資源最大化的有效途徑，也是未來磷石膏應(yīng)用具有巨大潛力的領(lǐng)域。“我國產(chǎn)生的磷石膏中的硫資源達(dá)到1300萬噸，折硫酸約4000萬噸，約占全年產(chǎn)量的54%。如果能將磷石膏的硫資源完全利用起來，市值將高達(dá)240億元。”成都千礪金科技創(chuàng)新有限公司總理經(jīng)龔家竹給記者算了一筆賬。

　　記者還了解到，“十二五”期間，我國磷肥生產(chǎn)企業(yè)將繼續(xù)加強(qiáng)交流合作，積極開拓磷石膏制品的下游市場。一方面，將加強(qiáng)與建材行業(yè)、設(shè)計(jì)研究單位、建筑業(yè)的溝通與合作，不斷提高產(chǎn)品的市場占有率；另一方面，加大與農(nóng)業(yè)科研部門的合作，開展磷石膏做土壤調(diào)理劑的機(jī)理與應(yīng)用基礎(chǔ)研究。
　　
　　
　　跨越鴻溝須多方合力
　　
　　
　　面對(duì)廣闊的市場前景，要全面推廣磷石膏應(yīng)用仍面臨技術(shù)、成本等諸多障礙。推廣磷石膏應(yīng)用作為一項(xiàng)系統(tǒng)工程，尚須國家政策支持、各地方政府部門大力推廣；生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)出符合市場需求的高質(zhì)量產(chǎn)品；科研院所、企業(yè)共同攻克技術(shù)瓶頸制約；相關(guān)協(xié)會(huì)積極服務(wù)、協(xié)調(diào)、引領(lǐng)行業(yè)發(fā)展。“要實(shí)現(xiàn)‘十二五’磷石膏綜合利用30%的目標(biāo)，磷肥行業(yè)任務(wù)依然艱巨，因此要加快對(duì)磷石膏制建筑材料等下游產(chǎn)品應(yīng)用推廣，開發(fā)低成本的磷石膏生產(chǎn)硫酸、硫銨等化學(xué)品技術(shù)，同時(shí)加大磷石膏生產(chǎn)高端石膏晶須等高附加值精細(xì)產(chǎn)品的技術(shù)研發(fā)力度。”武希彥說。

　　采訪中，專家詳細(xì)分析了目前磷石膏的各項(xiàng)應(yīng)用所面臨的障礙，并為如何破解難題提出建議。在磷石膏制建材產(chǎn)品方面，盡管國家明確鼓勵(lì)將磷石膏作為新型石膏建材產(chǎn)品的原材料選擇之一，但是磷石膏生產(chǎn)建材產(chǎn)品的下游市場還有待拓展。

　　據(jù)武希彥介紹，由于我國電廠脫硫石膏在產(chǎn)品質(zhì)量上比磷石膏有一定的優(yōu)勢，具有產(chǎn)品比較分散、靠近終端市場等優(yōu)點(diǎn)，而且當(dāng)前我國天然石膏開采成本較低，不利于以磷石膏替代天然石膏的推廣。目前我國磷石膏生產(chǎn)的建材產(chǎn)品附加值低，具有很強(qiáng)的地域特性，存在著經(jīng)濟(jì)的運(yùn)輸半徑和合理的銷售范圍，而高濃度磷復(fù)肥企業(yè)多處于偏遠(yuǎn)地區(qū)，因此，磷石膏制建材產(chǎn)品面臨著當(dāng)?shù)厥袌龅娜菁{量和長距離運(yùn)輸?shù)闹萍s。

　　在磷石膏用于水泥緩凝劑方面，楊再銀表示，目前脫硫石膏、天然石膏比較充沛，如果磷石膏的到廠價(jià)格和其他種類石膏相比沒有競爭優(yōu)勢，水泥廠一般不會(huì)積極采用磷石膏做水泥緩凝劑。因此，在盡可能多使用磷石膏生產(chǎn)石膏建材的同時(shí)，應(yīng)該將水泥緩凝劑作為大量處理磷石膏的首選措施；在磷石膏排放大省，政府應(yīng)該出臺(tái)禁止使用天然石膏做水泥緩凝劑的政策。

　　河南建材研究設(shè)計(jì)院有限責(zé)任公司副總工程師鄭建國則表示，在保證應(yīng)用效果的前提下，磷石膏的利用應(yīng)走低投入、高產(chǎn)出的技術(shù)路線。“現(xiàn)有的水泥生產(chǎn)工藝是以天然石膏為設(shè)計(jì)基礎(chǔ)的，要使磷石膏作為水泥緩凝劑進(jìn)行工業(yè)化應(yīng)用，其性能就必須滿足水泥生產(chǎn)要求，因此應(yīng)對(duì)磷石膏改性處理進(jìn)行深入研究。”鄭建國說。

　　在磷石膏制酸方面，四川大學(xué)化工學(xué)院教授鐘本和認(rèn)為，目前我國磷石膏制酸企業(yè)大部分采用焦炭還原磷石膏制酸技術(shù)，這種辦法對(duì)磷石膏質(zhì)量要求高、流程長、投資大、操作難度大、生產(chǎn)成本高，導(dǎo)致經(jīng)濟(jì)效益較差，我國應(yīng)加緊開發(fā)硫黃還原分解磷石膏制酸等新工藝。武希彥告訴記者，硫酸市場價(jià)格的復(fù)雜多變也是磷石膏制酸企業(yè)必須考慮的問題，因此應(yīng)進(jìn)行詳細(xì)的成本核算，同時(shí)要優(yōu)化工藝，降低生產(chǎn)成本。

　　此外，我國尚缺乏磷石膏利用的準(zhǔn)入條件和磷石膏綜合利用產(chǎn)品的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，也制約著磷石膏應(yīng)用的推廣。安徽大學(xué)高分子材料研究所教授劉寶珠表示，由于我國尚無類似磷石膏磚的國家或行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)，因此產(chǎn)品質(zhì)量只能參考燒結(jié)磚、混凝土實(shí)心磚、石膏砌塊等相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，制約了磷石膏磚產(chǎn)品的推廣。

　　武希彥認(rèn)為，除了相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)之外，在一些石膏建筑材料的設(shè)計(jì)、施工、監(jiān)理、驗(yàn)收等環(huán)節(jié)，也缺乏相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和操作規(guī)范，特別是在新型的石膏膠黏劑等建筑材料的應(yīng)用上。“我國磷肥企業(yè)利用磷石膏完全代替混凝土，可以直接包裹螺紋鋼作為建筑的承重材料，與傳統(tǒng)建材完全不同，但是很多標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范都遠(yuǎn)遠(yuǎn)沒有跟上磷石膏產(chǎn)品的發(fā)展步伐，施工公司不知道如何操作，學(xué)習(xí)就要很長的時(shí)間。”武希彥說。

　　對(duì)此，業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，加快制定詳細(xì)的準(zhǔn)入條件和相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，是規(guī)范并指導(dǎo)磷石膏的生產(chǎn)和應(yīng)用、不斷推進(jìn)磷石膏資源化利用的一個(gè)有效手段。專家建議，國家應(yīng)進(jìn)一步完善磷石膏綜合利用標(biāo)準(zhǔn)體系，充分發(fā)揮行業(yè)協(xié)會(huì)、科研院所和專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)化機(jī)構(gòu)的作用，適時(shí)制修訂生產(chǎn)建材的磷石膏標(biāo)準(zhǔn)，加快磷石膏綜合利用相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)、檢測標(biāo)準(zhǔn)、應(yīng)用標(biāo)準(zhǔn)制修訂，并加快研究制定磷石膏綜合利用建材產(chǎn)品施工標(biāo)準(zhǔn)或規(guī)范，以達(dá)到規(guī)范磷石膏綜合利用產(chǎn)品市場，促進(jìn)磷石膏應(yīng)用的不斷推廣。