不知道大家有没有留意过——我们每天离不开的粮食生产,背后藏着一个关键产业:磷化工。它不仅是制作磷肥的“主力军”,还支撑着化工、医药等多个领域。但这份“重要性”背后,却藏着一个大问题:磷化工全产业链会产生大量副产物,像磷石膏、磷尾矿、黄磷渣这些,要么露天堆放占土地,要么可能造成污染,成了行业绿色转型的“拦路虎”。
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Why?
先搞懂:磷化工为啥“又重要又头疼”?
首先得明确一个背景:磷是粮食生产的“刚需元素”(磷肥的核心成分),但我国磷矿有点“尴尬”——总量不算少,但平均品位只有18%(“丰而不富”),还得供应全球45%以上的磷需求,按当前开采速度,36.5年后可能就面临枯竭。
更关键的是,我国60%以上的磷矿石都用来做磷肥,而生产高浓度磷肥时,会剔除钙、镁、硅等元素,导致副产物“扎堆”:据研究统计,我国每年要产生约7805万t磷石膏(利用率仅45.6%)、700万t磷尾矿、660万t黄磷渣……这些“废料”堆着不仅浪费资源,还可能污染土壤和水。
在“十四五”期间,国家已经明确要推动磷石膏等副产物资源化利用,而农业领域正好缺钙、镁、硅等中微量元素(很多农田因缺这些导致产量受限)——这就给磷化工副产物“变废为宝”提供了绝佳机会。
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What?
全产业链拆解:那些“废料”到底有哪些?
1.磷矿采选环节
磷矿从开采到提纯成“磷精矿”,会产生黑页岩、白云岩、氧化铁和尾矿(分浮选和擦洗两种):
(1)黑页岩、白云岩:主要含硅,但养分难吸收,目前多用于矿山填充或建材,农业潜力低;
(2)浮选尾矿:每生产1t磷精矿就会产生0.44t浮选尾矿,2021年我国年产量约700万t,堆存量已达12亿t!不过它富含钙、镁,只要排除重金属风险,就能做酸性土壤调理剂(改良土壤pH),还能酸解后做中微量元素肥;
(3)擦洗尾矿:磷含量高(P?O?约17.76%),相当于“备用磷矿”,通过再浮选能提练成高品位磷精矿,也能少量添加到肥料里补磷。
2.磷酸生产环节
磷酸是磷化工的核心产品,分“湿法”和“热法”,副产物也不同:
(1)磷石膏(湿法磷酸产物):产量最大的副产物(每1t磷酸产4-5t磷石膏),含丰富的钙、硫。虽然现在主要做建材,但在农业上能改良盐碱地(降低土壤pH、修复重金属污染),可惜目前运输成本高,还需要解决氟和重金属风险;
(2)渣酸(湿法磷酸浓缩时产生):年产量260万t,磷含量高达38.2%,酸性还能活化磷尾矿里的钙、镁,特别适合在缺钙镁的南方地区做中微量元素肥,甚至能和其他原料配成复合肥;
(3)黄磷渣(热法磷酸产物):每1t黄磷产9t,主要含钙、硅(SiO?约40.1%),不仅能做水泥,还能制成水稻专用硅肥——试验显示,用它做的肥料能显著提高水稻产量和品质;
(4)氟硅酸:每1t湿法磷酸产0.05t,能做防治小麦锈病的农药(氟硅酸脲),但工业利用价值更高,目前优先用于生产氟化盐。
3.精细磷化工环节
精细磷化工(比如做磷酸铁、饲料级磷酸氢钙)会产生“萃余酸”,产量和精制磷酸1:1,我国年产量约100万t。它磷含量极高(P?O?约45.78%),但镁含量高导致粘度大,现在主要用来做磷铵,未来如果能解决粘度问题,在肥料领域潜力很大。


