磷肥工業(yè)固體廢棄物磷石膏的處理.ppt

磷肥工業(yè)固體廢棄物磷石膏的處理 主講人 楊耀輝 一 前言 磷石膏是濕法磷酸工業(yè)的副產(chǎn)物 每生產(chǎn)1t磷 以P2O5計(jì)算 約產(chǎn)生4 5 5 5t磷石膏 據(jù)統(tǒng)計(jì) 2014年我國全年生產(chǎn)磷肥1669 93萬t 同比增長2 59 而歷年來磷石膏的堆放量累計(jì)超過3億 企業(yè)每年為此花費(fèi)大量的經(jīng)費(fèi)用于建設(shè)渣場及其運(yùn)行管理 磷石膏含未分解磷礦 游離磷酸 氟化物等雜質(zhì) 大量堆放會帶來環(huán)境問題 污染土壤 大氣和水體 根據(jù)2011年12月出臺的 大宗固體廢物綜合利用實(shí)施方案 到2015年 我國磷石膏的綜合利用率也只能從2010年的20 提高至30 因此 如何對其進(jìn)行合理地處置和處理是固體廢棄物處理面臨的重要問題 圖1磷石膏 圖2磷石膏山旁就是村莊 牛欄江水源保護(hù)區(qū)環(huán)境受污染 二 我國磷石膏綜合利用存在的問題 1 區(qū)域發(fā)展不平衡不同地區(qū)磷石膏綜合利用情況受地域條件和運(yùn)輸半徑的影響較大 磷石膏的產(chǎn)生 堆存主要集中在云南 貴州 四川 湖北等磷復(fù)肥產(chǎn)區(qū) 而受運(yùn)輸半徑影響 磷石膏消耗主要集中在建筑石膏 水泥產(chǎn)量大的地區(qū) 2 技術(shù)水平還需提高目前 磷石膏制備建筑材料缺乏經(jīng)濟(jì)適用的預(yù)處理工藝 依然存在著提純困難 能耗高等缺陷 影響了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定 如石膏制品強(qiáng)度低 耐水性差等 不能用作承重墻及外墻材料 這些都需要技術(shù)上的突破 磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥技術(shù)存在著磷石膏的深度脫磷 高溫分解等問題 存在著生產(chǎn)過程復(fù)雜 能耗高 投資大 生產(chǎn)規(guī)模小的難題 3 磷石膏品質(zhì)不穩(wěn)定受磷礦來源影響 磷石膏中雜質(zhì)含量及種類差異較大 與脫硫石膏和天然石膏相比 磷石膏品質(zhì)較差且處理成本高 4 下游產(chǎn)品市場難以打開一方面目前還沒有磷石膏制品相關(guān)產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn) 造成市場認(rèn)可度低 另一方面用戶使用磷石膏為原料的制品時有所顧忌 磷石膏綜合利用面臨很大的市場壓力 三 國家的相關(guān)要求 中華人民共和國清潔生產(chǎn)促進(jìn)法 指出 清潔生產(chǎn)是指不斷采取改進(jìn)設(shè)計(jì) 使用清潔的能源和原料 采用先進(jìn)的工藝技術(shù)與設(shè)備 改善管理 綜合利用等措施 從源頭削減污染 提高資源利用效率 減少或者避免在生產(chǎn) 服務(wù)和產(chǎn)品使用過程中污染物的產(chǎn)生和排放 以此減輕或者消除對人類健康和環(huán)境的危害 清潔生產(chǎn)審核的具體做法是通過對企業(yè)的具體生產(chǎn)工藝 設(shè)備和人員操作進(jìn)行調(diào)查診斷 找出能耗高 物耗高 污染重的原因提出減少有毒有害物料的使用和產(chǎn)生 降低能耗 物耗及廢物產(chǎn)生的方案 進(jìn)而選定技術(shù)經(jīng)濟(jì)及環(huán)境可行的清潔生產(chǎn)方案 從而實(shí)現(xiàn) 節(jié)能 降耗 減污 增效 降低生產(chǎn)成本 提高組織的綜合效益 提高組織員工素質(zhì)的目的 所以推行清潔生產(chǎn)審核既是企業(yè)實(shí)現(xiàn)節(jié)能降耗減排的最佳途徑 也是企業(yè)實(shí)施節(jié)能降耗減排工作的重要平臺 四 處理方案和措施 1生產(chǎn)過程中的處理 源頭控制 1 磷銨節(jié)酸新工藝 在磷銨制備磷酸過程中硫酸消耗較大 造成硫酸單耗較高 從而影響公司生產(chǎn)成本 采用新工藝在中間產(chǎn)品料漿中再加入適量的磷礦石 使之發(fā)生反應(yīng)并形成CaSO4 2H2O沉淀 消耗反應(yīng)料漿過濾分離時產(chǎn)生的4 5 左右H2SO4殘留 這樣磷酸中過量的硫酸將被充分利用 有利于提高成品磷銨中P2O5的含量 從而降低硫酸的消耗 大大降低生產(chǎn)成本 達(dá)到清潔生產(chǎn) 節(jié)能降耗的目的 2 燃煤鍋爐尾氣脫硫改造 將鍋爐尾氣作為磷銨裝置噴粉塔的干燥熱源 在噴粉塔內(nèi)與高壓霧狀氨化料漿充分接觸反應(yīng) 鍋爐尾氣中微量SO2和氨化料漿中氨反應(yīng)生成亞硫酸銨 亞硫酸銨與干燥尾氣中空氣進(jìn)一步氧化成硫酸銨 干燥尾氣經(jīng)過三級重力沉降室除塵 尾氣達(dá)標(biāo)排放 實(shí)現(xiàn)鍋爐尾氣脫硫和鍋爐余熱利用 達(dá)到降低能耗 較少排放的目的 3 提高磷銨生產(chǎn)效率的改造 通過設(shè)備改造 細(xì)化管理提高生產(chǎn)效率 降低單耗 經(jīng)過設(shè)備改造 更換了制約產(chǎn)能瓶頸的幾臺設(shè)備 通過細(xì)化管理 加強(qiáng)設(shè)備維護(hù)檢修工作 更新了一批常用備件 降低了設(shè)備故障率 通過績效管理提高了人員積極性 2在建筑原料方面的應(yīng)用 1 水泥緩凝劑水泥緩凝劑是水泥生產(chǎn)過程中的添加物 一般占總物料的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為3 5 多數(shù)水泥企業(yè)沿用傳統(tǒng)方式添加天然石膏作為水泥緩凝劑 年消耗量2000萬t左右 但磷石膏作為水泥緩凝劑用量為3 5 摻量較小 無法從根本上解決磷石膏大宗利用的問題 2 建筑石膏粉磷石膏可加工生產(chǎn)高純石膏粉 用于生產(chǎn)各種石膏制品 3在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上的應(yīng)用 1 制備土壤調(diào)理劑磷石膏所含的磷 硫 鈣 鐵 鎂 硅等是物必需的中微量營養(yǎng)元素 能較好地改善鹽堿土壤的理化性質(zhì) 達(dá)到增產(chǎn)增收的目的 2 制備硫酸銨許多研究者對以磷石膏代替天然石膏生產(chǎn)硫酸銨做了大量研究工作 建立了磷石膏制硫酸銨的工業(yè)化生產(chǎn)裝置 圖3磷石膏制備硫酸銨工藝流程 3 制備硫酸鉀硫酸鉀是一種重要的無氯優(yōu)質(zhì)鉀肥 也是農(nóng)作物所需硫的重要來源 4在制備新材料方面的應(yīng)用 1 硫酸鈣晶須硫酸鈣晶須又稱石膏晶須 具有強(qiáng)度高 韌性好 耐高溫及耐腐蝕等特點(diǎn) 是國內(nèi)外公認(rèn)的新型綠色環(huán)保材料 2 羥基磷灰石羥基磷灰石 HAP 是組成骨骼及牙齒的主要物質(zhì) 廣泛應(yīng)用于牙齒與骨組織的修復(fù) 我國磷石膏綜合利用主要以建材為主 產(chǎn)品附加值低 市場認(rèn)可度低 銷售半徑小 而以磷石膏為原料合成硫酸鈣晶須 碳酸鈣晶須 羥基磷灰石 復(fù)合材料的研究 是實(shí)現(xiàn)磷石膏循環(huán) 有效和高值化利用的有益探索 以磷石膏為原料合成的無機(jī)填料或磷石膏自身與聚合物基合成復(fù)合材