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業(yè)界:磷資源亟待科學(xué)合理開發(fā)利用(圖)
農(nóng)業(yè)網(wǎng)   時(shí)間:2019/6/24 11:22:00  來源:中化新網(wǎng)  閱讀數(shù):463

  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,磷資源開發(fā)利用技術(shù)標(biāo)志著一個(gè)國家化學(xué)工業(yè)發(fā)展水平。6月22~23日,在湖北宜昌召開的*屆中國磷資源開發(fā)學(xué)術(shù)研討會上,與會專家認(rèn)為,隨著磷富礦資源開采的日漸枯竭,各國都不得不開發(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發(fā)為主的時(shí)代。因此,合理科學(xué)地開發(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

  磷是作物生長發(fā)育所必需的營養(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效磷。中國工程院院士邱冠周認(rèn)為,磷是許多發(fā)展中國家農(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)。”邱冠周說,我國80%以上磷礦用于生產(chǎn)磷肥,每年副產(chǎn)氟硅酸超過150萬噸。磷礦利用過程中,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)校長王存文介紹,中國磷礦資源總量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,全磷礦資源儲量、年開采量、磷化工產(chǎn)業(yè)值均居全國*,大部分企業(yè)分布在長江、漢江沿岸,隨著長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展戰(zhàn)略推進(jìn),轉(zhuǎn)型升級與污染控制的責(zé)任和壓力重大。因此,如何合理科學(xué)開發(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,成為磷資源開發(fā)領(lǐng)域亟需解決的問題。

  存在問題不容忽視

  武漢工程大學(xué)校長助理、興發(fā)礦業(yè)學(xué)院院長池汝安分析,我國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,國內(nèi)絕大部分磷礦必須分選富集才能實(shí)現(xiàn)開發(fā)利用。

  “不過,磷礦資源開發(fā)利用存在的問題也不少,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。”池汝安說。

  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。貴州開磷集團(tuán)股份有限公司副總經(jīng)理姚金蕊認(rèn)為,我國磷石膏利用率不到40%,堆存量現(xiàn)已超過3億噸,在用的磷石膏堆場近百個(gè),不僅占用大量土地,而且對環(huán)境造成潛在威脅。如何處理磷石膏是一個(gè)急需解決的問題,磷石膏的資源化更是當(dāng)今的攻堅(jiān)課題。

  科學(xué)開發(fā)利用是關(guān)鍵

  磷資源的開發(fā),特別是無機(jī)磷酸鹽、磷肥、有機(jī)磷化物及電子級磷基化學(xué)品開發(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,磷礦開發(fā)未來發(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)?;_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)。五是開發(fā)國外資源。以“一帶一路”國家戰(zhàn)略發(fā)展方向?yàn)槠鯔C(jī),充分開發(fā)利用國外優(yōu)勢磷礦資源,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題,又以低成本方式獲得熱法酸。

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