磷資源利用邁入了以中低品位磷礦開(kāi)發(fā)為主的時(shí)代

　　磷是重要的生命組成元素，也是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活不可缺少的重要元素，磷資源開(kāi)發(fā)利用技術(shù)標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家化學(xué)工業(yè)發(fā)展水平。6月22～23日，在湖北宜昌召開(kāi)的第一屆中國(guó)磷資源開(kāi)發(fā)學(xué)術(shù)研討會(huì)上，與會(huì)*認(rèn)為，隨著磷富礦資源開(kāi)采的日漸枯竭，各國(guó)都不得不開(kāi)發(fā)貧雜細(xì)的磷礦資源，磷資源利用邁入了以中低品位磷礦開(kāi)發(fā)為主的時(shí)代。因此，合理科學(xué)地開(kāi)發(fā)中低品位磷礦已成為磷資源綜合利用重要關(guān)鍵技術(shù)之一。

　　磷資源利用率低

　　磷是作物生長(zhǎng)發(fā)育所必需的營(yíng)養(yǎng)元素之一，土壤中能被植物吸收利用的可溶性有效磷很低，土壤中大部分磷為難溶性無(wú)效磷。中國(guó)工程院院士邱冠周認(rèn)為，磷是許多發(fā)展中國(guó)家農(nóng)業(yè)生產(chǎn)重要的限制因素，提高土壤磷利用率具有重要戰(zhàn)略性意義。

　　“湖北、湖南、四川、貴州和云南五省是磷資源富集區(qū)，也是氟資源富集區(qū)?！鼻窆谥苷f(shuō)，我國(guó)80%以上磷礦用于生產(chǎn)磷肥，每年副產(chǎn)氟硅酸超過(guò)150萬(wàn)噸。磷礦利用過(guò)程中，含氟副產(chǎn)品利用率低，大量氟資源以廢氣、廢水、廢渣形式排放，嚴(yán)重污染環(huán)境，因此磷礦中氟資源的清潔高效利用至關(guān)重要。

　　據(jù)武漢工程大學(xué)校長(zhǎng)王存文介紹，中國(guó)磷礦資源總量187億噸，但90%為不能直接利用的中低品位磷礦，年副產(chǎn)磷石膏固廢5000萬(wàn)噸，資源利用率僅為64%，呈現(xiàn)出采選難度大、生態(tài)環(huán)境破壞嚴(yán)重、初級(jí)產(chǎn)品多、副產(chǎn)有害廢物多、處理成本高的特點(diǎn)，迫切需要加大研究、破解技術(shù)瓶頸。以湖北為例，全磷礦資源儲(chǔ)量、年開(kāi)采量、磷化工產(chǎn)業(yè)值均居全國(guó)第一，大部分企業(yè)分布在長(zhǎng)江、漢江沿岸，隨著長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略推進(jìn)，轉(zhuǎn)型升級(jí)與污染控制的責(zé)任和壓力重大。因此，如何合理科學(xué)開(kāi)發(fā)磷礦資源，尤其是中低品位磷礦，以及高值和高效發(fā)揮磷資源經(jīng)濟(jì)效益，成為磷資源開(kāi)發(fā)領(lǐng)域亟需解決的問(wèn)題。

　　存在問(wèn)題不容忽視

　　武漢工程大學(xué)校長(zhǎng)助理、興發(fā)礦業(yè)學(xué)院院長(zhǎng)池汝安分析，我國(guó)磷礦資源具有以下特點(diǎn)：一是分布集中，運(yùn)輸不便;二是貧礦多，富礦少;三是難選礦多，而易選礦少;四是埋藏深且礦層厚度不一，開(kāi)采難度大。因此，作為磷肥和精細(xì)化工產(chǎn)品的生產(chǎn)原料，國(guó)內(nèi)絕大部分磷礦必須分選富集才能實(shí)現(xiàn)開(kāi)發(fā)利用。

　　“不過(guò)，磷礦資源開(kāi)發(fā)利用存在的問(wèn)題也不少，比如：企業(yè)整體規(guī)模小，回采率低;礦石可選性差，選礦費(fèi)用偏大;選礦效率偏低，綜合利用不足;礦區(qū)遠(yuǎn)離大江，運(yùn)輸成本高;磷礦加工過(guò)程‘優(yōu)質(zhì)低用’現(xiàn)象突出;高端產(chǎn)品少，高值高效利用很低?！背厝臧舱f(shuō)。

　　武漢工程大學(xué)教授丁一剛認(rèn)為，選礦技術(shù)上，中低品位難選膠磷礦的選礦成本高，動(dòng)力消耗大;濕法磷酸新技術(shù)上，源頭減排及清潔生產(chǎn)技術(shù)缺乏;熱法磷酸新技術(shù)上，需要開(kāi)發(fā)放熱、吸熱能量自給利用的新技術(shù);精細(xì)磷化工新技術(shù)上，追求大規(guī)模、高產(chǎn)能的磷銨生產(chǎn)，重視不夠，缺乏精細(xì)磷化工新技術(shù);綜合利用上，磷礦中的氟、鎂、鉀、硅等資源未得到充分利用，黃磷渣、磷石膏的利用未能徹底解決，選礦尾礦磷資源浪費(fèi)過(guò)大。

　　磷化工企業(yè)生產(chǎn)中，有大量的工業(yè)廢料產(chǎn)生，排放量較大的兩種磷化工廢料是磷石膏和黃磷渣。貴州開(kāi)磷集團(tuán)股份有限公司副總經(jīng)理姚金蕊認(rèn)為，我國(guó)磷石膏利用率不到40%，堆存量現(xiàn)已超過(guò)3億噸，在用的磷石膏堆場(chǎng)近百個(gè)，不僅占用大量土地，而且對(duì)環(huán)境造成潛在威脅。如何處理磷石膏是一個(gè)急需解決的問(wèn)題，磷石膏的資源化更是當(dāng)今的攻堅(jiān)課題。

　　科學(xué)開(kāi)發(fā)利用是關(guān)鍵

　　磷資源的開(kāi)發(fā)，特別是無(wú)機(jī)磷酸鹽、磷肥、有機(jī)磷化物及電子級(jí)磷基化學(xué)品開(kāi)發(fā)是高值和高效發(fā)揮磷資源經(jīng)濟(jì)效益的重要途徑。

　　池汝安認(rèn)為，磷礦開(kāi)發(fā)未來(lái)發(fā)展方向主要有：一是控制磷資源行業(yè)產(chǎn)能，如采選冶配套規(guī)?；_(kāi)發(fā);礦肥化結(jié)合多元化發(fā)展;促進(jìn)資源整合，防止資源浪費(fèi)、產(chǎn)能過(guò)剩。二是研發(fā)高效磷礦分選技術(shù)，如先進(jìn)選礦工藝，高效選礦設(shè)備，高選擇性選礦藥劑。三是磷資源高值利用，如電子化學(xué)品，生物分離材料，高純電池材料。四是綜合回收與高效利用磷礦資源。如伴生資源利用(氟、硅、碘、稀土等)，磷尾礦利用(生產(chǎn)硫酸銨、微晶玻璃板材、水泥等)。五是開(kāi)發(fā)國(guó)外資源。以“一帶一路”國(guó)家戰(zhàn)略發(fā)展方向?yàn)槠鯔C(jī)，充分開(kāi)發(fā)利用國(guó)外優(yōu)勢(shì)磷礦資源，保證行業(yè)的健康與可持續(xù)發(fā)展。

　　丁一剛建議，建立安全、綠色、和諧現(xiàn)代化磷礦山，提升磷礦開(kāi)采技術(shù)水平;降低選礦成本，提高中低品位磷礦利用率;重點(diǎn)發(fā)展精細(xì)磷化工系列產(chǎn)品，延伸產(chǎn)業(yè)鏈;大力推進(jìn)廢棄物、共伴生礦資源化利用，實(shí)現(xiàn)清潔化循環(huán)技術(shù)產(chǎn)業(yè)鏈。

　　我國(guó)黃磷與熱法磷酸產(chǎn)能產(chǎn)量占全世界80%以上，但能源利用不合理制約了熱法磷加工的發(fā)展。尾氣與黃磷所含熱量占黃磷生產(chǎn)總能耗的57%，必須對(duì)該部分熱量加以合理高效利用。昆明理工大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院院長(zhǎng)梅毅表示，重點(diǎn)推廣熱法磷酸節(jié)能新技術(shù)、含磷礦漿脫硫脫硝新技術(shù)和黑磷基阻燃材料，促進(jìn)科學(xué)合理開(kāi)發(fā)利用。

　　熱法磷酸節(jié)能新技術(shù)上，黃磷燃燒熱能回收率從50～55%提高至75～85%;蒸汽壓力提高到3.9MPa，實(shí)現(xiàn)了熱法磷酸水合熱的回收與利用;含磷礦漿脫硫脫硝新技術(shù)上，以含磷礦礦漿富含的鐵、鎂等金屬離子為液相催化劑，將SO2、NOx氧化并吸收為硫酸、硝酸，硫酸與硝酸再進(jìn)一步分解磷礦，達(dá)到以廢治廢、硫氮資源化再利用、低溫脫硫脫硝一體化的三重目的;黑磷基阻燃材料上，則研究黑磷阻燃機(jī)理，通過(guò)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)制備高性能黑磷(黑磷烯)基復(fù)合阻燃材料，以極低的添加量獲得了明顯的阻燃效果。

　　四川大學(xué)化工學(xué)院教授劉代俊認(rèn)為，不走黃磷制備磷酸的生產(chǎn)途徑，發(fā)展新型熱法高濃度磷酸的生產(chǎn)工藝，副產(chǎn)建筑材料，實(shí)現(xiàn)資源綜合利用。同時(shí)，黃磷生產(chǎn)與新型熱法磷酸工藝相結(jié)合，利用黃磷尾氣生產(chǎn)熱法磷酸，既解決了黃磷尾氣的問(wèn)題，又以低成本方式獲得熱法酸。