双碳战略下磷石膏的价值重估与资源储备.pdf
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1、41Green,Low-carbon and Circular DevelopmentECOTHE NEW ERA OFECOLOGICAL CIVILIZATION双碳战略下磷石膏的价值重估与资源储备 文/刘宁作者简介:刘宁,中南大学教授,中南大学固废安全贮存与资源化利用研究中心主任。摘要:磷石膏的主要成分为二水硫酸钙,同时含有丰富的无机磷、有机质、矿物质元素,可以作为生态修复重要的原材料。随着中国双碳战略的稳步推进,脱硫石膏的产量预计将显著下降,净化磷石膏将成为未来建筑市场的主流胶凝材料。加之经济发展进入新阶段,石膏用量将大幅提升,在未来的二十年内,新增磷石膏将供不应求,市场供给将需要存量
2、石膏补充,磷石膏的价值将会显著上升。通过无害化处理获得没有环境风险的净化石膏,并建立净化石膏资源储备,对经济的可持续发展有着重要意义。从磷石膏中分离出来的无机磷、有机质、矿物质等成分,可以促进植物生长,可广泛应用于矿山复垦、尾矿库复绿、石漠化治理及荒漠改造。大力发展磷石膏生态化应用,可以为磷化工产业治污、降碳、扩绿,协同增效做出显著贡献。关键词:双碳战略;磷石膏;净化石膏;脱硫石膏Abstract:The main component of phosphogypsum is calcium sulfate dihydrate.In addition,it contains rich inorg
3、anic phosphorus,organic matter and mineral elements,which can be used as an important raw material for ecological restoration.With the steady advancement of Chinas dual-carbon strategy,the output of desulfurized gypsum is expected to decrease significantly,and purified phosphogypsum will become the
4、mainstream cementing material in the future construction market.In addition,the economic development has entered a new stage,the demand for gypsum is expected to increase substantially.In the next 20 years,the new phosphogypsum will be in short supply,and the market supply will need to replenish the
5、 stocked gypsum.Thus,the value of phosphogypsum will rise significantly.It is of great importance for the sustain-able development of economy to produce purified gypsum through harmless treatment and to establish a reserve of purified gypsum resources.The inorganic phosphorus,organic matter,mineral
6、and other compo-nents extracted from phosphogypsum can promote plant growth,and can be widely used in mine reclama-tion,tailings pond vegetation restoration,rock desertification control and desert transformation.Vigorously promoting the ecological application of phosphogypsum can make significant co
7、ntributions to the pollution control,carbon reduction,green expansion and synergistic growth of the phosphorus chemical industry.Key words:dual-carbon strategy;phosphogypsum;purifield phosphogypsum;desulfurization gypsum42绿色低碳循环发展ECOTHE NEW ERA OFECOLOGICAL CIVILIZATION全球因温室气体(主要是二氧化碳排放)导致气候变暖,已经成为共
8、识。如果对碳排放不加控制,地球温度极有可能上升两度以上,全球气候系统将发生不可逆转的变化,给人类带来灾害。截止2020年底,全球已有40多个国家和经济体正式宣布了碳中和目标,中国是碳排放第一大国,约占全球总量的30%左右,加快绿色低碳转型更加紧迫。2020年9月22日,国家主席习近平在第75届联合国大会一般性辩论上,郑重向全世界承诺:中国二氧化碳排放力争于2030年前达到峰值,努力争取2060年前实现碳中和。2020年12月12日,国家主席习近平在气候雄心峰会上进一步提出:到2030年中国单位国内生产总值二氧化碳排放将比2005年下降65%以上,非石化能源占一次能源消费比重将达到25%左右,森
9、林蓄积量将比2005年增加60亿立方米。中国是全球最大的磷酸生产国,每年副产磷石膏达8000万吨,现有堆存量近8亿吨。磷石膏是在通过硫酸与磷矿石反应制取磷酸过程中产生的一种工业副产品,主要成分为石膏(二水硫酸钙),是传统胶凝材料,具有重复使用的特点,可成为高能效建造和翻新建筑的原材料。同时,磷石膏中含有丰富的无机磷、硫酸盐、有机质、矿物质元素,可以作为生态修复重要的原材料。通过分离提纯,去除磷石膏中的有害杂质,将磷石膏转化为纯度较高的石膏胶凝材料(净化石膏)和生态修复材料(富磷营养土),可以变废为宝,将磷石膏转化为中国实现双碳目标的重要原材料。做好净化石膏资源的储备及磷石膏中其它元素的梯级利用
10、,能为磷化工产业的健康发展和中国可持续发展战略贡献力量。一、磷石膏的污染及转化利用问题一、磷石膏的污染及转化利用问题磷是动植物生长不可或缺的元素,磷肥是粮食稳产增产的必需品。几乎所有的磷肥都来自于磷矿石。目前最普遍的生产磷肥的方法是使用硫酸与磷灰石反应生成出磷酸,然后用磷酸与合成氨反应生成磷肥。磷酸作为一种基础化工原料,也广泛用于食品、医疗、化工、电子等众多领域。磷石膏的主要固体成分为二水硫酸钙,与天然石膏无异。因磷石膏的孔隙水中含有磷酸生产过程中残留的游离磷、氟离子和酸根离子,一旦流失到水体中,会造成河流、湖泊富氧化等环境污染问题。在日益严峻的环保压力下,各地磷石膏制砖、制板、制炒粉的装置如
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