磷石膏提纯环保高质量利用技术 摘要: 中低品位磷矿直接利用无磷石膏排放工艺,是磷化工技术史上一次革命性创新,它会使我国磷资源利用率提高3倍以上,使用年限延长50~100年。 磷石膏提纯高质量环保利用技术,是磷石膏利用技术一项重大突破,也是确保磷石膏建筑材料安全环保性的底线。 “低品位磷矿生产硫酸钙晶须联产磷铵钙镁无磷石膏排放工艺” 1 项目介绍 我们通常将含磷28%以上的磷矿称为高品位磷矿(富矿),28%以下称为中低品位磷矿。 我国已探明磷矿资源基础储量为160亿吨,其中富矿占比不到10%,中低品位磷矿约占90%,探矿结果统计显示,我国的磷矿含量平均只有17%,而氧化钙45%左右、二氧化硅20%左右,镁、氟、铁等其它中微量元素占比较少。 目前,我国乃至世界生产磷酸的工艺都是采用硫酸法-湿法磷酸工艺,占整个磷化工技术的80%,特点是:⑴必须使用高品位磷矿;⑵生产1吨磷酸(按100%P2O5计)产品要排放5吨磷石膏;⑶如果使用中低品位磷矿必须选后才能用,而3吨中低品位磷矿才能选到1吨高品位磷矿,选矿过程中有30%~40%的磷会因技术原因被丢弃。 因此,传统的硫酸法-湿法磷酸和选矿工艺,在现今工业生产过程中缺陷明显:一是大量排放的磷石膏固废和选矿矿渣污染环境及侵占土地;二是在磷矿开采和选矿时,资源浪费性巨大。所以,公司开发了下列磷资源综合利用的创新技术。 (1)低品位磷矿直接利用、固废零排放技术 本工艺用15%以上的磷矿石做原料不用选矿,采用盐酸酸解磷矿,首先分离提取硅渣、然后用硫酸与溶液中钙离子中和、结晶转型为纤维状、提取得到石膏晶须,溶液中的盐酸循环利用,磷酸在往复循环中得到浓缩、富集后与镁及其他元素加氨中和、生产磷产品(磷铵钙镁肥)。 这种双酸解耦、分层提取转化利用技术,开创了磷矿石不论含量高低、品质优劣均不需要选矿、而且各种元素完全利用、且不排放固废(磷石膏)的磷化工艺,是磷化工技术的革命性创新。 利用低品位磷矿生产三个系列产品,生产成本低、市场容量大,一是主产品石膏晶须,纯度达99.5%、 白度达98.5% 等指标都优于任何一种天然石膏,利用其开发的 α型高强石膏、β型建筑石膏 的抗折、抗压等主要性能指标,经专业机构检测都高于同类产品的国家标准; 二是磷铵钙镁肥 ,独创的新产品,不仅含磷、氮,还含钙、镁、铁等中微量元素,可广泛适用于生产复合肥料; 三是硅钙土壤调理剂系列 ,针对我国有近40%的土地劣质化、酸化等情况,采用航天微生物菌技术,将提的硅渣与微生物菌活化,生产微生物菌硅钙土壤调理剂、水体净化剂、作物抗重茬剂和果树养根剂等产品,部分已投入市场,反应效果良好。 目前已建成 国内首条年产5万吨石膏晶须暨3万吨磷铵钙镁肥生产线 ,因石膏晶须利用技术的突破,产能将在2019年全面释放;年产4万吨β型建筑石膏、3千吨α型高强石膏生产装置也在2018年10月、和11月相继投产,还配套了年产万吨级微生物菌硅钙土壤调理剂生产线。完全实现了低品位磷矿直接利用、磷资源吃干榨尽、磷石膏零排放。 如果将该技术项目扩规100万吨级,按照目前项目产品,每吨低品位磷石膏可生产:0.9吨磷铵钙镁肥(1000元/吨),1.7吨二水石膏晶须(1020元/吨),可创销售收入2020元,100万吨低品位磷矿可创产值20亿元;二水石膏晶须转化超纯、超白β型石膏粉(1100元/吨)、α型高强石膏(3000元/吨),还可以制造系列产品:腻子粉、石膏大板、吊顶板、装饰材料、陶模粉、自流平、GRG材料、工艺石膏制品、保健产品、摩擦片及橡胶、塑料、造纸、油漆等填料。将磷矿石内的钙基原料转化利用好,还是我国在利固利废、材料转型政策上大力提倡的,是我市的重大发展机遇。 (2)磷石膏提纯、高质量利用技术 磷石膏主要成分是占比80%左右的二水硫酸钙,还含有磷、氟、游离酸及有机质等,无论是坝库还是堆存都会造成地下水、地表水以及空气粉尘的污染。 针对磷石膏成分复杂、危害性强、硫酸钙含量高的特点,开发出了磷石膏提纯、转化利用的关键技术,即:将磷石膏中的可溶氟、可溶磷及其他可溶盐和导致颜色黑的有机物质及硅渣分级提出,使硫酸钙纯度由80%提高至93%以上,可溶磷、氟及其他可溶盐类由0.5%~1%降至0.1%以下,由于对有害杂质的清除,磷石膏提纯后(即提纯磷石膏,占原矿磷石膏的80%)的品质可完全替代天然石膏,经过专用设备转化为β型建筑石膏,成本低、品质高,产品附加值与常用的磷石膏利用技术之水泥缓凝剂、纸面石膏板和石膏砌块等低等级产品相比要高数倍,市场用途很广;分级提出、占比20%的硅渣、有机质等利用微生物菌技术进行活化、生产土壤调理剂及农作物预防病害等功能 2 项目优势 1、社会效益明显 (1)磷资源完全利用。传统的硫酸法-湿法磷酸工艺对中低品位磷矿的应用必须精选,按每选一吨矿石时丢弃40%的磷计算,我国每年要浪费近千万吨的低品位磷矿,而不选矿、直接应用占资源总量90%的中低品位磷矿,可使我国磷资源使用年限大大延长。我市高品位磷矿枯竭,而低品位磷矿资源丰富、选矿难度大,如果利用本技术,社会和经济效益可观。 (2)磷石膏提纯高质量利用。磷石膏提纯梯级利用技术,可将我国现存的5亿吨和每年新增的7600万吨磷石膏变废为宝,将使堆放磷石膏的数百万亩土地还田于农,工厂周边也不再有废渣山和黑水河。如果将胡双磷地区库存和每年新增的磷石膏利用好,不仅可以为我市再造一个新的磷化建材产业,而且将堆在政府头上一座磷石膏大山彻底搬掉。 2、经济效益显著 (1)低品位磷矿综合利用成本低、价值高 原料成本、产品价值优势巨大。与传统生产工艺相比,本工艺使用低品位磷矿(15%)每吨 100多元,而传统工艺用高品位磷矿(28%以上)高达500多元;酸解用盐酸是工业副产处理品,不仅不要钱,而且每吨收处理费200多元,单纯以磷铵钙镁肥计算,所用的磷矿石及耗酸是零成本,而同类磷酸一铵成本为1650元(1.6吨高品位磷矿880元、1.4吨硫酸770元);产品由原来只有一种磷产品,扩大为石膏晶须、磷铵钙镁肥、土壤调理剂三大类,产出比高出3倍,而磷石膏也变废为资源, 因此该技术与传统技术相比经济优势巨大。 (2)磷石膏提纯产品用途广、附加值高 磷石膏提纯,直接成本每吨在30元以内,而产品由固废变成了优质的建筑原材料,通过加工转化α高强石膏,价值在1000-1500元之间,β建筑石膏市场售价400-500元,而两个产品加工费成本在450-500元之间,在现有的市场,应归为高回报率产品。 3、技术成熟稳定 技术研发机构投资九千万元,历时八年研发,繁复的技术,创造了今天爆发。公司生产装置都是在小试、中试、工业化试验的基础上逐步扩大到工业化生产,目前各项目生产工艺指标达标,新研发设备装置生产达产,创新产品品质优良、市场前景好。目前,公司技术已取得国家、省、市级相关专业部门对工艺、技术的专利授权和成果鉴定,及高新技术产品和质量标准的认证多达数十项,已受到国家和省市科技部门的高度关注。 |