十年磨一剑,出鞘必锋芒。近年来,从“磷矿重镇”贵州瓮安不断传出好消息,我国减肥增效核心技术取得重大进展,尤其金正大集团贵州公司——金正大诺泰尔化学有限公司磷石膏制酸技术的创新与应用成绩显著:
2016年9月,磷石膏制酸联产水泥/碱性肥料技术和应用通过工信部组织的科技成果鉴定,其核心技术达到国际领先水平。
2019年8月28日,金正大集团贵州磷化工清洁生产项目一期20万吨/年聚磷酸铵项目正式投产。
2019年6月23日,金正大历时6年攻关的“α-石膏法”磷酸技术在金正大贵州瓮安生产基地实现成果转化,成功建成30万吨/年“α-石膏法”磷酸装置。
2020年6月,30万吨/年α-高强石膏粉项目建成投产。
2021年7月,在线α-半水石膏直接生产石膏砌块技术顺利通过生产验证。
从2011年至今的10年间,金正大诺泰尔化学有限公司运用多项国际首创技术,一举攻克磷石膏综合利用这一世界性难题,不仅打造了我国磷化工清洁生产样板工程,也为我国探寻了一条减肥增效之路,更为磷复肥行业实现碳达峰目标树立了标杆,走在了行业前列。
01实现磷石膏零排放 磷石膏是磷复肥生产的副产物,由于利用渠道有限,只能堆存,长期累积,形成了一道高悬在行业头顶的“堰塞湖”,成为环境风险隐忧。数据显示,我国目前磷石膏存量高达5亿吨,每年还在新增5000万吨。从长远来看,固废填埋都不是办法了,综合利用才是真正的出路。 金正大诺泰尔化学有限公司是金正大集团投资成立的全资子公司,成立于2011年8月26日,项目规划总投资约60亿元,从落子布局起就把磷石膏综合利用纳入其中。 作为贵州省发展磷化工的重点项目,金正大践行循环经济发展模式,大胆创新,实现磷石膏综合利用关键技术的突破,不断摸索并逐一解决了磷化工清洁生产中的难题。 一是通过合理科学地开发中低品位磷矿,减少资源浪费,真正做到把磷这种不可再生的宝贵资源“吃干榨净”,实现了磷矿的100%利用。 二是通过首创湿法磷酸“分级利用”技术,实现湿法磷酸的分级利用,产品附加值提升了2.5倍,避免了产品的同质化竞争,也改变了传统产品的生产。依托集团的技术与人才优势,在消化吸收欧美先进技术的基础上,采用国际首创的“α-石膏法”磷酸工艺、“一步法”工艺生产聚磷酸钙镁、“管式聚合”工艺生产聚磷酸铵,以及湿法磷酸制取水溶肥、中低品位磷矿制取硝基复合肥、磷石膏制酸联产水泥/硅钙钾镁肥等新技术、新工艺,有效提高了资源综合利用率,实现湿法磷酸的高值化利用和固体废物的资源化利用,全力打造国家级磷化工清洁生产示范基地。 三是通过技术创新将副产品磷石膏从废物做成原料,变废为宝,“废渣”变成了建材,整个产业链得以全部贯通,实现磷化工的清洁生产,在实现巨大经济效益的同时带来不可估量的环保价值。 金正大诺泰尔化学有限公司秉承“循环经济和清洁生产”的理念,按照磷石膏全部消化的原则,配套建设了两套30万吨/年磷石膏制酸联产水泥/硅钙钾镁肥综合利用装置,将磷石膏成功应用到土壤改良领域;生产高品质的土壤改良剂——硅钙钾镁肥,实现了贵州地区不溶性钾资源的有效利用。作为全面贯彻“以渣定产”的兜底性措施,彻底解决磷石膏排放的难题,并被认为是当前磷石膏大宗化利用的最有效途径。 同时,磷石膏制酸技术的创新与应用实现了硫的循环利用和钙的资源化利用,在年减少138万吨(干基)磷石膏排放的同时,减少硫磺进口20万吨,减少石灰石开采70万吨。 02攻克“卡脖子”难题 近些年,针对磷石膏资源化利用,各项政策持续加码。四川、贵州等多个省份出台“以渣定产”的倒逼政策。同时,长江“三磷”整治行动也给磷石膏处理加上了“紧箍咒”。2020年,中国政府向世界承诺双碳目标和时间表,在这一背景下,破解磷石膏资源化利用难题更是进入倒计时。 磷石膏是行业的“卡脖子”难题,亟待破解。作为最早的“拓荒者”,金正大历时6年攻关,开发出“α-石膏法”磷酸工艺技术,一举攻克磷复肥行业实现碳达峰最大的卡点——磷石膏处理,将磷石膏变废为宝,实现了磷石膏资源的高值化利用。 要想把磷石膏用好,首先要把品质做好。常规磷酸工艺副产磷石膏,杂质多,制成石膏建材成本高、强度低、产品低端,很难实现大规模和远距离应用。金正大进行了大胆改造,采取独创的“α-石膏法”磷酸工艺,在不增加生产成本的前提下,实现磷石膏性能质的飞跃:含水量由40%-45%下降到20%-25%,磷矿石分解率达99%以上,同时降低了磷石膏中磷、氟、有机物等有害杂质,石膏中P2O5含量≤0.2%,相比常规磷酸技术,磷石膏中的磷含量降低了80%以上。按贵州每年排放磷石膏1500万吨计,采用该技术年节约P2O512万吨,相当于40万吨磷矿(P2O5含量30%)。而且由于磷石膏晶体结构改变,可以制成高强度石膏建材。同时,该工艺副产的α-半水石膏,强度达到α30以上,是实现磷石膏资源低成本、高值化综合利用的有效途径。 03为行业带来曙光 通过科研公关,金正大自主研发的磷石膏综合利用核心技术达到了世界领先水平,获得了30余项发明专利,被工信部认定为“磷肥行业清洁生产的样板工厂”。自2019年以来,金正大一期20万吨/年聚磷酸铵、20万吨/年聚磷酸钙镁、10万吨/年磷酸二氢钾、30万吨/年“α-石膏法”磷酸四大核心装置正式投产。 磷石膏产业化利用,是“十四五”乃至今后数十年的重大课题,复制成功的经验和模式,实现行业整体突围是当务之急。 经过多年探索、创新、实践和攻关,金正大在磷石膏处理上已经探索出一套成功的模式,形成了一系列成本低、附加值高、用量大、效益好的石膏产品,为企业、行业带来了新希望,为磷石膏彻底的综合利用带来新曙光,并在逐步向全行业推广复制。 金正大发扬“垦荒精神”,开展跨界联合,在磷石膏综合利用方面不断取得进展。2020年8月26日,金正大集团旗下贵州正磷科技有限公司与贵州中能高新材料有限公司、贵州(龙里)贵诚道路设施有限公司、北京奇典阳光科技有限公司、施可丰等投资公司和磷化工企业达成三项合作协议并正式签约,标志着磷化工产业链条的发展瓶颈被彻底打通。