李浩　秦尊文

摘 要：湖北省是全國磷石膏年產(chǎn)生量、堆存量最大的省份。2021年以來，湖北省出臺(tái)了一系列政策和法規(guī)，大幅提高磷石膏綜合利用率，全面推行無害化處理，試點(diǎn)磷石膏路用工程，加大科技攻關(guān)力度，培育創(chuàng)新平臺(tái)。但是，湖北省磷石膏綜合利用仍面臨著無害化處理易造成二次污染、現(xiàn)有產(chǎn)品市場(chǎng)容量有限、路用工程應(yīng)用推廣難度大、相關(guān)政策不完善等方面的挑戰(zhàn)。下一步，湖北省可以權(quán)威機(jī)構(gòu)引領(lǐng)磷石膏路用技術(shù)推廣，大力探索石膏基膠結(jié)材料技術(shù)和應(yīng)用場(chǎng)景，并構(gòu)建公益性研究平臺(tái)協(xié)調(diào)推進(jìn)全域磷石膏綜合利用。

關(guān)鍵詞：磷石膏；綜合利用；湖北省

中圖分類號(hào)：X754? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

湖北省磷礦資源豐富，磷礦資源保有量、年開采量、磷化工產(chǎn)業(yè)規(guī)模、磷肥產(chǎn)量均居全國第一，湖北省也是磷石膏產(chǎn)生大省[1]。2018年4月26日，習(xí)近平總書記在武漢主持召開深入推動(dòng)長江經(jīng)濟(jì)帶發(fā)展座談會(huì)，強(qiáng)調(diào)指出“從磷礦開采到磷化工企業(yè)加工直至化工廢棄物生成，整個(gè)產(chǎn)業(yè)鏈條都成為長江污染隱憂”。2019年初，生態(tài)環(huán)境部出臺(tái)相關(guān)文件，首次將磷石膏庫的排查整治作為長江減磷的攻堅(jiān)目標(biāo)。2021年9月，中央生態(tài)環(huán)境保護(hù)督察組指出湖北省推進(jìn)磷石膏資源化綜合利用不力，部分地市磷化工企業(yè)環(huán)境污染問題依然突出。

為了落實(shí)整改意見，并進(jìn)一步推進(jìn)磷石膏綜合治理和利用，2021年12月湖北省委省政府出臺(tái)了《關(guān)于加強(qiáng)磷石膏綜合治理 促進(jìn)磷化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展的意見》（以下簡稱《意見》），2022年6月印發(fā)了《湖北省磷石膏無害化處理技術(shù)規(guī)程（試行）》，2022年9月《湖北省磷石膏污染防治條例》開始施行。本文總結(jié)了以上政策和法規(guī)實(shí)施以來，湖北省磷石膏綜合利用取得的主要進(jìn)展，分析了未來進(jìn)一步推進(jìn)磷石膏綜合利用面臨的一系列挑戰(zhàn)，并提出了相應(yīng)的對(duì)策建議。

1 湖北省磷石膏綜合利用進(jìn)展

1.1 大幅提高綜合利用率，全面推行無害化處理

湖北省涉“三磷”的企業(yè)共210家，約占長江流域7省市總數(shù)的四分之一。湖北省每年副產(chǎn)磷石膏約3 000萬t，現(xiàn)有磷石膏庫47個(gè)、堆存量約3億t，每年新增堆存量約1 000萬t，占全國一半以上。2019年湖北省磷石膏利用率僅為23.84%，遠(yuǎn)低于全國40%的平均水平。2020年、2021年湖北磷石膏利用率分別上升至29.30%和39.30%[2]。到2022年底，湖北省磷石膏綜合利用率大幅提高，達(dá)到65.97%[3]。

根據(jù)《湖北省磷石膏污染防治條例》，2025年湖北省磷石膏無害化處理率要達(dá)到100%。目前，磷石膏無害化處理工藝主要包括水洗工藝、煅燒工藝、浮選工藝和中和工藝[4]。其中，水洗工藝在湖北省應(yīng)用最為廣泛。黃岡祥云集團(tuán)采用“濃密+多級(jí)水洗+堿洗”工藝，在建5×100萬t磷石膏無害化改性項(xiàng)目。宜昌興發(fā)集團(tuán)已建30萬t/年、在建200萬t/年磷石膏水洗裝置。襄陽南漳龍蟒、澤東化工分別在建100萬t/年、70萬t/年磷石膏水洗裝置。在煅燒工藝方面，荊門新洋豐采取“化學(xué)法剔除有害雜質(zhì)+高溫煅燒”的工藝，建成90萬t/年磷石膏提純生產(chǎn)線。在浮選工藝方面，湖北三寧化工采用反正浮選和正浮選的工藝，分別在建60萬t/年、120萬t/年磷石膏無害化處理裝置。在中和工藝方面，襄陽國磷方晟已建成10萬t/年的磷石膏無害化壓塊存化裝置。

1.2 積極拓展應(yīng)用場(chǎng)景，試點(diǎn)磷石膏路用工程

湖北省各地積極探索了磷石膏路用新工藝和新場(chǎng)景。宜昌市在點(diǎn)軍區(qū)、夷陵區(qū)的道路建設(shè)中，運(yùn)用磷石膏輕集料替代碎石鋪設(shè)水穩(wěn)層技術(shù)進(jìn)行了試驗(yàn)段鋪設(shè)。襄陽在302省道樊城竹條至太平店段改擴(kuò)建工程中首次鋪設(shè)完成了磷石膏水穩(wěn)碎石基層試驗(yàn)段。荊門在東寶區(qū)石橋驛白馬村公路建設(shè)、鐘祥市舊口鎮(zhèn)S340新曙線大修項(xiàng)目中試用磷石膏路用工程技術(shù)。此外，宜昌市相關(guān)企業(yè)已經(jīng)編制了團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《公路路面基層用磷石膏礦渣水泥穩(wěn)定材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)程》并于2021年12月發(fā)布，省級(jí)地方標(biāo)準(zhǔn)《磷石膏道路基層材料應(yīng)用技術(shù)規(guī)范（試行）》已獲立項(xiàng)。由宜昌住建局領(lǐng)銜編制的《道路過硫磷石膏膠凝材料穩(wěn)定基層技術(shù)規(guī)程》已正式施行。宜昌還出臺(tái)了《交通公路工程領(lǐng)域磷石膏應(yīng)用行動(dòng)方案》，明確在交通局審批的項(xiàng)目中必須使用磷石膏材料。

1.3 加大科技攻關(guān)力度，建立創(chuàng)新平臺(tái)體系

磷石膏綜合治理和利用創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)方面，湖北省內(nèi)已建有磷石膏資源綜合利用、精細(xì)磷化學(xué)品與新材料等8個(gè)省級(jí)企校聯(lián)合創(chuàng)新中心以及精細(xì)磷化工、磷礦采選、磷酸及磷酸鹽等12家省級(jí)工程技術(shù)研究中心[5]。為了彌補(bǔ)缺乏引領(lǐng)性科技創(chuàng)新平臺(tái)的不足，湖北省政府于2021年批準(zhǔn)建設(shè)湖北三峽實(shí)驗(yàn)室并給予經(jīng)費(fèi)支持。湖北三峽實(shí)驗(yàn)室采用政府組建、企業(yè)牽頭、科研院所共建的體制創(chuàng)新模式，匯聚化工領(lǐng)域42個(gè)省部級(jí)以上科研平臺(tái)，將磷石膏綜合利用作為其五大研究方向之一，推進(jìn)該領(lǐng)域的基礎(chǔ)研究、應(yīng)用基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)化關(guān)鍵核心技術(shù)研發(fā)。

圍繞磷石膏綜合治理和利用，湖北省科技部門組織實(shí)施了“大摻量磷石膏道路基層材料制備”“磷石膏低能耗無害化處理的技術(shù)開發(fā)和應(yīng)用”等16項(xiàng)省科技重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目。2022年，設(shè)立湖北省科技重大專項(xiàng)“磷石膏污染防治與綜合利用新技術(shù)研究及應(yīng)用示范”，動(dòng)員磷化工重點(diǎn)企業(yè)和高校院所合力開展科技創(chuàng)新。同時(shí)采用“項(xiàng)目定向委托+課題揭榜掛帥”的組織形式，定向委托三峽實(shí)驗(yàn)室牽頭“磷石膏污染防治與綜合利用科技攻關(guān)”項(xiàng)目，設(shè)立中低品位磷礦源頭減量、磷石膏源頭轉(zhuǎn)化、清潔化生產(chǎn)、凈化無害化處置和磷石膏資源綜合利用研究等5個(gè)方面的子課題，面向社會(huì)公開發(fā)榜。

2 湖北省磷石膏綜合利用面臨的挑戰(zhàn)

2.1 無害化處理成本高且存在造成二次污染風(fēng)險(xiǎn)

首先，無害化處理成本會(huì)給企業(yè)帶來新的經(jīng)營壓力。以水洗工藝為例，每噸鮮磷石膏水洗的費(fèi)用為30～40元。磷化工企業(yè)采取該技術(shù)，會(huì)增加磷化工產(chǎn)成品的成本，推升產(chǎn)品價(jià)格，增加消費(fèi)者負(fù)擔(dān)，降低企業(yè)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。其次，無害化處理會(huì)帶來新的污染和能耗問題[6]。磷石膏水洗后排放的污水不能實(shí)現(xiàn)完全循環(huán)利用，存在外排造成二次污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)；磷石膏浮選不能去除可溶磷和氟[7]；磷石膏煅燒則會(huì)帶來新的能耗和碳排放，與國家節(jié)能減排的政策要求存在一定沖突。最后，現(xiàn)有無害化處理技術(shù)不適用于已經(jīng)堆存的磷石膏。磷石膏庫的選址通常位于山區(qū)，屬于生態(tài)保護(hù)區(qū)或生態(tài)脆弱區(qū)。在山區(qū)新建磷石膏無害化處理設(shè)施成本更高，污染風(fēng)險(xiǎn)更大。

2.2 現(xiàn)有磷石膏產(chǎn)品市場(chǎng)容量有限且逐步萎縮

目前，我國磷石膏資源化應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域就是建材行業(yè)。2021年全國范圍內(nèi)，水泥緩凝劑、建筑石膏粉、石膏板材、石膏磚等用途占磷石膏總利用量50%以上[8]。但由于磷石膏產(chǎn)品附加值較低且運(yùn)輸成本高，導(dǎo)致銷售半徑有限，市場(chǎng)主要集中于磷石膏產(chǎn)地及周邊地區(qū)，市場(chǎng)擴(kuò)大難度較大。而且，隨著我國雙循環(huán)經(jīng)濟(jì)結(jié)構(gòu)的調(diào)整，房地產(chǎn)建設(shè)速度持續(xù)放慢，市場(chǎng)對(duì)石膏基建筑成品材料的需求也在不斷萎縮。湖北省部分地區(qū)生產(chǎn)的β型建筑石膏粉和水泥緩凝劑就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了其市場(chǎng)容量。與此同時(shí)，由于磷石膏綜合利用技術(shù)途徑有限，產(chǎn)品多樣性不足，同質(zhì)化嚴(yán)重，未來企業(yè)間的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)勢(shì)必導(dǎo)致其已建產(chǎn)能難以充分發(fā)揮，實(shí)際磷石膏綜合利用量存在下滑的風(fēng)險(xiǎn)。

2.3 路用工程應(yīng)用存在技術(shù)短板且推廣難度大

在磷石膏路用工程應(yīng)用方面，存在施工難度大、質(zhì)量不穩(wěn)定、路基干濕循環(huán)作用下容易產(chǎn)生膨脹開裂等問題[9]。在市場(chǎng)推廣方面，湖北省以地方企業(yè)和高校為主體分散式開展磷石膏綜合利用技術(shù)研發(fā)與推廣，雖然實(shí)施了一些示范工程、出臺(tái)了一些規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)[10]，但由于沒有系統(tǒng)實(shí)施技術(shù)識(shí)別、試驗(yàn)示范、檢測(cè)監(jiān)測(cè)、專家鑒定、標(biāo)準(zhǔn)制定和市場(chǎng)推廣的規(guī)范流程，相關(guān)材料和技術(shù)難以被公路設(shè)計(jì)和施工單位采納使用。

2.4 磷石膏綜合利用政策不完善且政府部門間協(xié)調(diào)難度大

2021年以來，圍繞《意見》，各市州也出臺(tái)了相應(yīng)的實(shí)施方案，明確要大力推進(jìn)磷石膏產(chǎn)品在建材生產(chǎn)、市政建設(shè)、道路交通、建筑工程、水利工程和鄉(xiāng)村振興等領(lǐng)域的推廣和應(yīng)用。但目前僅有湖北省住建廳印發(fā)了《房屋建筑和市政設(shè)施工程推廣應(yīng)用磷石膏建材實(shí)施方案》。與此同時(shí)，磷石膏新產(chǎn)品的研發(fā)、示范、推廣需要多部門相互配合。而部門之間對(duì)新產(chǎn)品、新工藝的監(jiān)管在責(zé)權(quán)劃分、操作流程、評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)等方面存在模糊空間，因此協(xié)調(diào)難度較大，不利于應(yīng)用推廣。

3 湖北省磷石膏綜合利用對(duì)策建議

3.1 以權(quán)威機(jī)構(gòu)引領(lǐng)磷石膏路用工程應(yīng)用技術(shù)創(chuàng)新和市場(chǎng)推廣

單純依靠材料技術(shù)解決磷石膏路用中存在的問題困難較大。將材料技術(shù)和工程應(yīng)用技術(shù)有機(jī)結(jié)合，以工程措施輔助強(qiáng)化磷石膏膠結(jié)性應(yīng)用于公路建設(shè)和維修的技術(shù)路線發(fā)展空間較大?？捎刹牧涎邪l(fā)領(lǐng)域的全國權(quán)威性機(jī)構(gòu)牽頭對(duì)多種材料工藝進(jìn)行比選，進(jìn)一步優(yōu)化材料配方。由交通運(yùn)輸部下屬的研發(fā)機(jī)構(gòu)牽頭開展磷石膏材料路用工程技術(shù)研究、改性磷石膏道路設(shè)計(jì)方案及施工工藝研發(fā)，并同步策劃市場(chǎng)推廣方案。湖北省政府相關(guān)部門可與這些機(jī)構(gòu)聯(lián)合成立課題組，共同開展磷石膏路用工程的調(diào)研和可行性論證，研究磷石膏路用工程的施工工藝，開展磷石膏路用試驗(yàn)段的調(diào)研查勘和檢測(cè)監(jiān)測(cè)，制訂磷石膏路用的政策框架與年度實(shí)施方案，并開展技術(shù)推廣應(yīng)用。

3.2 大力探索石膏基新型膠結(jié)材料生態(tài)化應(yīng)用關(guān)鍵技術(shù)

石膏基新型膠結(jié)材料就是在回歸石膏膠凝材料本性，克服其氣硬性天性不足的基礎(chǔ)上，發(fā)掘其膠結(jié)土壤顆粒特性，將磷石膏制成在常溫下能快速、直接膠結(jié)土壤顆粒，生成穩(wěn)定土的膠結(jié)料或固化劑[11]。該技術(shù)路徑可直接處理鮮磷石膏，最大程度節(jié)約企業(yè)磷石膏治理成本，并消除二次污染的潛在風(fēng)險(xiǎn)。在傳統(tǒng)建材領(lǐng)域，該技術(shù)可調(diào)整無機(jī)膠凝材料應(yīng)用結(jié)構(gòu)，部分替代水泥膠凝材料和水泥基材料；在工程領(lǐng)域，可部分替代非結(jié)構(gòu)用水泥基材料；在生態(tài)環(huán)保領(lǐng)域，可用于淤泥固化、土壤改良、生態(tài)固沙、荒山修復(fù)、生態(tài)溝渠、生態(tài)護(hù)坡等場(chǎng)景，實(shí)現(xiàn)以固廢修復(fù)生態(tài)環(huán)境，完全取代水泥基材料或其他同類材料。湖北省可創(chuàng)新研發(fā)模式，以“技術(shù)+產(chǎn)業(yè)+資本”的方式組織高校、研究機(jī)構(gòu)、社會(huì)力量合作，共同推進(jìn)石膏基新型膠結(jié)材料的技術(shù)研發(fā)和試驗(yàn)線建設(shè)。

3.3 以公益性研究平臺(tái)協(xié)調(diào)推進(jìn)全域磷石膏綜合利用

《意見》中明確指出要“積極培育打造一批國家級(jí)、省級(jí)磷石膏資源綜合利用創(chuàng)新中心和試點(diǎn)平臺(tái)，力爭(zhēng)突破磷石膏無害化處理、規(guī)?；闷款i”。湖北省可探索創(chuàng)新平臺(tái)建設(shè)的新路子，即在各市州經(jīng)信部門指導(dǎo)下，成立由第三方獨(dú)立運(yùn)營的專門從事磷石膏研究的公益性平臺(tái)機(jī)構(gòu)，并整合政府、企業(yè)、科研機(jī)構(gòu)、高校的力量，推動(dòng)磷石膏在政、產(chǎn)、學(xué)、研、金、服、用領(lǐng)域的綜合性創(chuàng)新。首先，公益性研究機(jī)構(gòu)可協(xié)助政府協(xié)調(diào)各部門高效聯(lián)動(dòng)、形成合力，加快磷石膏綜合利用相關(guān)技術(shù)的研發(fā)、試驗(yàn)、定型、推廣和產(chǎn)業(yè)化；其次，公益性研究機(jī)構(gòu)可組織全市州相關(guān)企業(yè)編制團(tuán)體、行業(yè)或地方標(biāo)準(zhǔn)，拓寬磷石膏的應(yīng)用場(chǎng)景；再次，公益性研究機(jī)構(gòu)還可聯(lián)合區(qū)域內(nèi)所有磷石膏綜合利用企業(yè)共同開拓市場(chǎng)，共享市場(chǎng)份額。最后，公益性研究機(jī)構(gòu)還可協(xié)助政府與企業(yè)溝通，鏈接好政策執(zhí)行、反饋、落實(shí)和修訂等環(huán)節(jié)，并協(xié)助經(jīng)信部門與其他政府部門溝通，出臺(tái)綜合性引導(dǎo)政策。

參考文獻(xiàn)：

[1] 張峻，解維閔，董雄波，等. 磷石膏材料化綜合利用研究進(jìn)展[J]. 材料導(dǎo)報(bào)，2023（16）：163-174.

[2] 崔榮政，白海丹，高永峰，等. 磷石膏綜合利用現(xiàn)狀及“十四五”發(fā)展趨勢(shì)[J]. 無機(jī)鹽工業(yè)，2022，54（4）：1-4.

[3] 湖北省人民政府. 2023年湖北省政府工作報(bào)告[R]. 武漢：湖北省人民政府，2023.

[4] 嚴(yán)超，彭秋桂，朱淼，等. 磷石膏綜合利用及除雜方法綜述[J]. 磷肥與復(fù)肥，2023，38（2）：27-33.

[5] 湖北省科技廳. 科技創(chuàng)新解決磷石膏污染防治難題 打造長江大保護(hù)湖北樣板[R]. 武漢：湖北省科技廳，2023.

[6] 余軍，王磊，賀華明，等. 湖北省磷石膏綜合利用與對(duì)策[J]. 資源環(huán)境與工程，2018，32（1）：150-154.

[7] 鄒凱，肖軍輝，魯濤，等. 磷石膏預(yù)處理-浮選強(qiáng)化分離提純新工藝[J]. 非金屬礦，2022，45（6）：70-73，79.

[8] 崔榮政. 2021年我國磷石膏綜合利用現(xiàn)狀及建議[J]. 磷肥與復(fù)肥，2022，37（11）：1-3.

[9] 宗煒，張厚記，林小玉，等. 磷石膏在公路建設(shè)中的循環(huán)利用研究現(xiàn)狀[J]. 建材世界，2022，43（1）：10-12，22.

[10] 李純，薛鵬麗，張文靜，等. 我國磷石膏處置現(xiàn)狀及綠色發(fā)展對(duì)策[J]. 化工環(huán)保，2021，41（1）：102-106.

[11] 張立，胡修權(quán)，張晉，等. 工業(yè)固廢耦合磷石膏制備膠凝材料試驗(yàn)[J]. 非金屬礦，2022，45（2）：33-37.

Challenges and Countermeasures for Comprehensive Utilization of Phosphogypsum in Hubei Province

LI Hao，QIN Zunwen

（Changjiang Economic Belt Development Strategy Research Institute，Hubei University of Economics，Wuhan 430025，China）

Abstract：Hubei is the province with the largest annual production and storage of phosphogypsum in China. Hubei has made significant progress in improving the utilization of phosphogypsum since 2021. Through the implementation of policies and regulations，the province has effectively increased its utilization rate and ensured the harmless treatment of phosphogypsum. It has also conducted pilot projects to utilize phosphogypsum in road construction and established innovation platforms to enhance research in this field. Despite these achievements，Hubei still faces challenges in further enhancing the utilization of phosphogypsum. Harmless treatment methods may result in secondary pollution，the existing market capacity for phosphogypsum products is limited，promoting the use of phosphogypsum in road construction is difficult，and relevant policies are not yet fully developed. To address these challenges，Hubei can take several steps in the future. National authoritative institutions can lead the promotion of phosphogypsum utilization in road construction. Efforts can be made to explore gypsum-based cementation materials and their applications. Additionally，establishing a public research platform can coordinate and promote the comprehensive utilization of phosphogypsum throughout the entire region.

Key words：phosphogypsum；comprehensive utilization；progress；challenge；countermeasure

收稿日期：2023-08-19

基金項(xiàng)目：國家社會(huì)科學(xué)基金重大項(xiàng)目（19ZDA089）

作者簡介：李 浩，男，正高級(jí)工程師，博士，主要研究方向?yàn)榱饔蚪?jīng)濟(jì)與政策。E-mail：lhfirst@163.com