李浩　秦尊文

摘 要：湖北省是全國磷石膏年產生量、堆存量最大的省份。2021年以來，湖北省出臺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，試點磷石膏路用工程，加大科技攻關力度，培育創(chuàng)新平臺。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、現有產品市場容量有限、路用工程應用推廣難度大、相關政策不完善等方面的挑戰(zhàn)。下一步，湖北省可以權威機構引領磷石膏路用技術推廣，大力探索石膏基膠結材料技術和應用場景，并構建公益性研究平臺協調推進全域磷石膏綜合利用。

關鍵詞：磷石膏；綜合利用；湖北省

中圖分類號：X754? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標志碼：A

湖北省磷礦資源豐富，磷礦資源保有量、年開采量、磷化工產業(yè)規(guī)模、磷肥產量均居全國第一，湖北省也是磷石膏產生大省[1]。2018年4月26日，習近平總書記在武漢主持召開深入推動長江經濟帶發(fā)展座談會，強調指出“從磷礦開采到磷化工企業(yè)加工直至化工廢棄物生成，整個產業(yè)鏈條都成為長江污染隱憂”。2019年初，生態(tài)環(huán)境部出臺相關文件，首次將磷石膏庫的排查整治作為長江減磷的攻堅目標。2021年9月，中央生態(tài)環(huán)境保護督察組指出湖北省推進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。

為了落實整改意見，并進一步推進磷石膏綜合治理和利用，2021年12月湖北省委省政府出臺了《關于加強磷石膏綜合治理 促進磷化工產業(yè)高質量發(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。本文總結了以上政策和法規(guī)實施以來，湖北省磷石膏綜合利用取得的主要進展，分析了未來進一步推進磷石膏綜合利用面臨的一系列挑戰(zhàn)，并提出了相應的對策建議。

1 湖北省磷石膏綜合利用進展

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省市總數的四分之一。湖北省每年副產磷石膏約3 000萬t，現有磷石膏庫47個、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，達到65.97%[3]。

根據《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用最為廣泛。黃岡祥云集團采用“濃密+多級水洗+堿洗”工藝，在建5×100萬t磷石膏無害化改性項目。宜昌興發(fā)集團已建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“化學法剔除有害雜質+高溫煅燒”的工藝，建成90萬t/年磷石膏提純生產線。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 積極拓展應用場景，試點磷石膏路用工程

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

1.3 加大科技攻關力度，建立創(chuàng)新平臺體系

磷石膏綜合治理和利用創(chuàng)新平臺建設方面，湖北省內已建有磷石膏資源綜合利用、精細磷化學品與新材料等8個省級企校聯合創(chuàng)新中心以及精細磷化工、磷礦采選、磷酸及磷酸鹽等12家省級工程技術研究中心[5]。為了彌補缺乏引領性科技創(chuàng)新平臺的不足，湖北省政府于2021年批準建設湖北三峽實驗室并給予經費支持。湖北三峽實驗室采用政府組建、企業(yè)牽頭、科研院所共建的體制創(chuàng)新模式，匯聚化工領域42個省部級以上科研平臺，將磷石膏綜合利用作為其五大研究方向之一，推進該領域的基礎研究、應用基礎研究和產業(yè)化關鍵核心技術研發(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開發(fā)和應用”等16項省科技重點研發(fā)計劃項目。2022年，設立湖北省科技重大專項“磷石膏污染防治與綜合利用新技術研究及應用示范”，動員磷化工重點企業(yè)和高校院所合力開展科技創(chuàng)新。同時采用“項目定向委托+課題揭榜掛帥”的組織形式，定向委托三峽實驗室牽頭“磷石膏污染防治與綜合利用科技攻關”項目，設立中低品位磷礦源頭減量、磷石膏源頭轉化、清潔化生產、凈化無害化處置和磷石膏資源綜合利用研究等5個方面的子課題，面向社會公開發(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險

首先，無害化處理成本會給企業(yè)帶來新的經營壓力。以水洗工藝為例，每噸鮮磷石膏水洗的費用為30～40元。磷化工企業(yè)采取該技術，會增加磷化工產成品的成本，推升產品價格，增加消費者負擔，降低企業(yè)市場競爭力。其次，無害化處理會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現完全循環(huán)利用，存在外排造成二次污染的潛在風險；磷石膏浮選不能去除可溶磷和氟[7]；磷石膏煅燒則會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，現有無害化處理技術不適用于已經堆存的磷石膏。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施成本更高，污染風險更大。

2.2 現有磷石膏產品市場容量有限且逐步萎縮

目前，我國磷石膏資源化應用最廣泛的領域就是建材行業(yè)。2021年全國范圍內，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]。但由于磷石膏產品附加值較低且運輸成本高，導致銷售半徑有限，市場主要集中于磷石膏產地及周邊地區(qū)，市場擴大難度較大。而且，隨著我國雙循環(huán)經濟結構的調整，房地產建設速度持續(xù)放慢，市場對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)生產的β型建筑石膏粉和水泥緩凝劑就遠遠超過了其市場容量。與此同時，由于磷石膏綜合利用技術途徑有限，產品多樣性不足，同質化嚴重，未來企業(yè)間的市場競爭勢必導致其已建產能難以充分發(fā)揮，實際磷石膏綜合利用量存在下滑的風險。

2.3 路用工程應用存在技術短板且推廣難度大

在磷石膏路用工程應用方面，存在施工難度大、質量不穩(wěn)定、路基干濕循環(huán)作用下容易產生膨脹開裂等問題[9]。在市場推廣方面，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研發(fā)與推廣，雖然實施了一些示范工程、出臺了一些規(guī)范標準[10]，但由于沒有系統實施技術識別、試驗示范、檢測監(jiān)測、專家鑒定、標準制定和市場推廣的規(guī)范流程，相關材料和技術難以被公路設計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調難度大

2021年以來，圍繞《意見》，各市州也出臺了相應的實施方案，明確要大力推進磷石膏產品在建材生產、市政建設、道路交通、建筑工程、水利工程和鄉(xiāng)村振興等領域的推廣和應用。但目前僅有湖北省住建廳印發(fā)了《房屋建筑和市政設施工程推廣應用磷石膏建材實施方案》。與此同時，磷石膏新產品的研發(fā)、示范、推廣需要多部門相互配合。而部門之間對新產品、新工藝的監(jiān)管在責權劃分、操作流程、評價標準等方面存在模糊空間，因此協調難度較大，不利于應用推廣。

3 湖北省磷石膏綜合利用對策建議

3.1 以權威機構引領磷石膏路用工程應用技術創(chuàng)新和市場推廣

單純依靠材料技術解決磷石膏路用中存在的問題困難較大。將材料技術和工程應用技術有機結合，以工程措施輔助強化磷石膏膠結性應用于公路建設和維修的技術路線發(fā)展空間較大?？捎刹牧涎邪l(fā)領域的全國權威性機構牽頭對多種材料工藝進行比選，進一步優(yōu)化材料配方。由交通運輸部下屬的研發(fā)機構牽頭開展磷石膏材料路用工程技術研究、改性磷石膏道路設計方案及施工工藝研發(fā)，并同步策劃市場推廣方案。湖北省政府相關部門可與這些機構聯合成立課題組，共同開展磷石膏路用工程的調研和可行性論證，研究磷石膏路用工程的施工工藝，開展磷石膏路用試驗段的調研查勘和檢測監(jiān)測，制訂磷石膏路用的政策框架與年度實施方案，并開展技術推廣應用。

3.2 大力探索石膏基新型膠結材料生態(tài)化應用關鍵技術

石膏基新型膠結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上，發(fā)掘其膠結土壤顆粒特性，將磷石膏制成在常溫下能快速、直接膠結土壤顆粒，生成穩(wěn)定土的膠結料或固化劑[11]。該技術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險。在傳統建材領域，該技術可調整無機膠凝材料應用結構，部分替代水泥膠凝材料和水泥基材料；在工程領域，可部分替代非結構用水泥基材料；在生態(tài)環(huán)保領域，可用于淤泥固化、土壤改良、生態(tài)固沙、荒山修復、生態(tài)溝渠、生態(tài)護坡等場景，實現以固廢修復生態(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+產業(yè)+資本”的方式組織高校、研究機構、社會力量合作，共同推進石膏基新型膠結材料的技術研發(fā)和試驗線建設。

3.3 以公益性研究平臺協調推進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、省級磷石膏資源綜合利用創(chuàng)新中心和試點平臺，力爭突破磷石膏無害化處理、規(guī)?；闷款i”。湖北省可探索創(chuàng)新平臺建設的新路子，即在各市州經信部門指導下，成立由第三方獨立運營的專門從事磷石膏研究的公益性平臺機構，并整合政府、企業(yè)、科研機構、高校的力量，推動磷石膏在政、產、學、研、金、服、用領域的綜合性創(chuàng)新。首先，公益性研究機構可協助政府協調各部門高效聯動、形成合力，加快磷石膏綜合利用相關技術的研發(fā)、試驗、定型、推廣和產業(yè)化；其次，公益性研究機構可組織全市州相關企業(yè)編制團體、行業(yè)或地方標準，拓寬磷石膏的應用場景；再次，公益性研究機構還可聯合區(qū)域內所有磷石膏綜合利用企業(yè)共同開拓市場，共享市場份額。最后，公益性研究機構還可協助政府與企業(yè)溝通，鏈接好政策執(zhí)行、反饋、落實和修訂等環(huán)節(jié)，并協助經信部門與其他政府部門溝通，出臺綜合性引導政策。

參考文獻：

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

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

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

[4] 嚴超，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. 磷石膏預處理-浮選強化分離提純新工藝[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狀及建議[J]. 磷肥與復肥，2022，37（11）：1-3.

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

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

[11] 張立，胡修權，張晉，等. 工業(yè)固廢耦合磷石膏制備膠凝材料試驗[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

基金項目：國家社會科學基金重大項目（19ZDA089）

作者簡介：李 浩，男，正高級工程師，博士，主要研究方向為流域經濟與政策。E-mail：lhfirst@163.com