磷石膏治理与综合利用路径探索

磷石膏治理与综合利用路径探索

前言

近日，国家《固体废物综合治理行动计划》政策的出台，将磷石膏综合治理推向新高度。政策明确要求，到2027年，云南、湖北、贵州等磷石膏产排大省须完成存量库整治，并严格执行技术规范，严查环境违法行为。这不仅是消除环境风险的“攻坚战”指令，更是推动磷化工产业绿色转型、开拓循环经济新赛道的“动员令”。磷石膏，这一磷肥工业的副产物，正经历着从“棘手废渣”到“潜力资源”的历史性身份转变。

1.磷石膏产生的行业背景

磷石膏是磷肥工业（尤其是湿法磷酸生产）中产生的大宗工业固体废弃物，即磷矿石和硫酸反应后，生成磷酸和磷石膏。磷石膏的主要成分为二水硫酸钙（CaSO4·2H2O），此外，还含有少量杂质，主要包括磷、氟、二氧化硅、有机质等。

从磷石膏产生分布看，我国磷石膏重点产生省份依次为湖北、云南、贵州、四川、安徽5省，分别约占全国总产生量的40%、25%、15%、6%和4%，此外，内蒙古、广西、重庆、福建、甘肃、河北等地也有部分磷石膏产生。

根据生产实践数据，每生产1吨磷酸约产生4～5吨磷石膏。我国是世界上最大的磷石膏产生国，磷石膏堆存量已超过8.2亿吨，且每年新增约8000万吨工业副产磷石，然而，综合利用率仅为50%左右。

磷石膏的产生根源在于支撑全球粮食安全的现代磷肥工业体系。其巨大的产生量和累积量，是资源开采、化工加工过程中“资源-产品-废弃物”线性模式的直接体现，在产业绿色升级和环境保护治理的双重压力下，如何将磷石膏有效转化为可利用资源，是关乎整个磷化工行业可持续发展的关键突破口，也是实现该磷化工行业绿色循环发展的关键课题。

2.磷石膏的堆存与危害

磷石膏通常呈酸性，并可能含有微量的磷、氟、重金属及天然放射性物质。磷石膏长期堆存会导致土壤的酸碱平衡被破坏进而影响农作物的生长，或者造成耕地大面积的损毁而限制农产品的生长；磷石膏中主要杂质元素是磷和氟，尤其在封闭或半封闭的湖泊地区，磷元素过多会使水体富营养化，导致水藻类植物快速生长、水体含氧量急剧下降，鱼类贝类等动物因缺氧死亡。如果堆存与管理不当，磷石膏中的可溶性氟会流入水体与土壤，人通过食物与饮水摄入过多会严重影响身体健康。磷石膏中可溶性氟可被动植物吸收利用，并最终通过食物链进入人体，过量的氟会引起人体牙齿变质、骨质疏松甚至瘫痪。由此可见，磷石膏若管理不当，长期露天堆放不仅占用大量土地，还会引发粉尘污染、水体酸化以及地下水和土壤的潜在污染风险，磷石膏的大量堆存带来了严峻的环境挑战。（资料引用自“中建研石膏产业分会”微信公众号《一文读懂磷石膏固废资源化利用技术及应用前景》）

3.磷石膏治理难点

磷石膏的治理问题已成为制约磷化工行业绿色转型和区域环境安全的突出瓶颈，面临着多维度的系统性难点，具体来讲，磷石膏的治理难点主要体现在以下几个方面。

3.1技术难题

（1）杂质去除复杂：磷石膏中含有未分解的磷矿、游离磷酸、氟化物、微量重金属及放射性物质等杂质。这些杂质种类繁多，去除难度大，需采用水洗、煅烧、化学提纯等多种方法联合处理，但每种方法都有局限性，且处理成本高。

（2）晶体形态不稳定：不同来源的磷石膏晶体形态差异大，影响其胶凝性能、流动性、凝结时间等关键指标，给后续加工利用带来技术挑战，难以保证产品质量的稳定性。

（3）高值化利用技术不成熟：目前磷石膏主要用于生产水泥缓凝剂、石膏建材等低端产品，制备α高强石膏、石膏晶须、医用石膏等高附加值产品的技术仍不成熟，产品质量不稳定，难以实现规模化生产。

3.2经济成本

（1）预处理成本高：为满足不同应用领域的质量要求，磷石膏需进行预处理以去除有害杂质，常用的水洗法、中和法、煅烧法等都需要消耗大量的水、电、化学药剂等资源，推高了生产成本。

（2）运输成本高：磷石膏密度大、价值低，运输成本在总成本中占比很高。其经济运输半径通常不超过200～300公里，超过这个范围，运输成本就会超过产品本身的价值，限制了磷石膏的跨区域利用。

（3）综合利用经济效益不佳：目前磷石膏的主要利用途径是生产水泥缓凝剂和石膏建材，这些产品的附加值较低，扣除预处理、运输等成本后，利润空间很小。而高附加值产品的生产成本高，难以实现规模化生产，导致磷石膏综合利用的经济效益不明显。

3.3环境风险

磷石膏含有的残留磷酸、氟化物、重金属以及微量的放射性元素，在日晒雨淋下，会逐渐渗入地下，污染地下水和周边土壤。磷石膏堆存如果管理不善，在暴雨等极端天气下，有发生滑坡、塌方甚至溃坝的风险，对周边生态环境和居民安全构成威胁。

3.4市场接受度

（1）产品认知度低：磷石膏综合利用产品在市场上的认知度较低，消费者对其质量和安全性存在疑虑，影响了产品的推广和应用。

（2）市场竞争激烈：磷石膏综合利用产品面临天然石膏、脱硫石膏等同类型产品的竞争，且在产品质量、性能、价格等方面存在差异，市场接受度有限。

3.5政策与标准

（1）政策支持不足：虽然国家和地方出台了一系列政策支持磷石膏综合利用，但在资金支持、税收优惠、项目审批等方面仍存在不足，难以满足企业的需求。

（2）标准体系不完善：现行的关于磷石膏及其资源化利用的标准约26项，但存在指标设置不规范、指标设置不足、资源化利用产品标准缺乏等问题，导致磷石膏难以被大规模利用。

3.6权责边界不清晰

磷石膏综合利用涉及化工、农业、建筑、制造等多个行业，以及工信、生态环境、发展改革、住房和城乡建设、自然资源、市场监督管理、科技等多个行政管理部门，各厅局部门工作职能和分工不同，侧重点也不同，在磷石膏综合利用途径拓展、产品推广、标准制定等工作 中存在权责边界不清晰、产业与政府部门间沟通不畅等问题，顶层统一规划、统一管理协调有待完善。

4.储用并举：磷石膏治理及综合利用途径

面对磷石膏巨大的历史堆存量及带来的危害这一难题，国家在2025年12月出台的《固体废物综合治理行动计划》政策中明确提出，要深入推进磷石膏综合治理，加强磷石膏贮存、运输、利用等环节环境管理，严格执行磷石膏利用和无害化贮存污染控制技术规范，依法严肃查处磷石膏相关环境违法行为。“一库一策”推进磷石膏库环境风险隐患排查整治。到2027年，云南、湖北、贵州、四川、安徽、重庆等地区完成存量磷石膏库整治。

尽管磷石膏治理和综合利用面临诸多挑战，但通过技术革新与政策引导，磷石膏的综合利用已发展出多条有效途径，并正在从“以储为主”向“储用并举”乃至“以用促治”转变。

在建筑材料领域，磷石膏经过适当的洗涤、煅烧和改性处理后，可替代天然石膏生产石膏板、石膏砌块、石膏砂浆等产品。这是目前消纳量最大、技术相对成熟的路径。例如，中国部分企业已实现100%使用磷石膏生产纸面石膏板，单条生产线年消纳量可达30万吨以上。此外，磷石膏作为水泥缓凝剂，可替代天然石膏加入水泥熟料中，调节凝结时间，此项应用可消纳大量磷石膏，但对磷石膏的稳定性有较高要求。在道路工程中，经过稳定化处理的磷石膏可作为路基填充材料，具备一定的工程应用潜力。

在农业领域，磷石膏的利用也别具价值。其含有硫、钙等中量元素，且具有改良碱性土壤的物理化学性质的能力。适量施用可改善土壤结构，增加透水性，并置换土壤中的代换性钠，降低盐碱危害。然而，农业应用必须严格检测和控制其中的重金属和放射性物质含量，确保环境安全。

在化工与新材料领域，磷石膏展现了更高的资源价值。通过高温分解，磷石膏可制取硫酸并联产水泥，实现硫资源的循环利用，该技术虽能耗较高，但对缺乏硫资源且水泥需求大的地区具有战略意义。此外，通过深度提纯可制备高附加值的α型高强石膏或β型建筑石膏，用于精密模具、自流平砂浆等高端市场。近年来，从磷石膏中提取有价稀土元素的研究也取得了进展，为资源综合利用开辟了新方向。

总体而言，磷石膏的治理与综合利用是一项系统工程，其难点根植于杂质的复杂性、巨大的体量以及经济成本的制约。未来的突破有赖于多管齐下：在源头通过工艺优化减少杂质产生；在过程强化低成本、高效率的净化与改性技术研发；在应用端拓宽高值化利用渠道并完善标准体系；在政策层面则需要落实“生产者责任延伸”制度，并通过税收、补贴等经济手段激发市场活力。只有将磷石膏真正视为“放错位置的资源”，通过技术创新与产业协同构建完整的循环经济链条，才能从根本上解决这一长期困扰磷化工行业可持续发展的难题。

5. 高值利用：以技术创新开拓循环新路

治理的终极目标是实现磷石膏的规模化、高值化利用，变末端治理为源头减量和过程资源化。当前，主要技术路径呈现多元发展格局：

（1）建材化利用是主力军：作为水泥缓凝剂和石膏建材（如纸面石膏板、石膏砌块）原料，技术成熟，消纳量大。关键在于通过稳定化处理保证产品性能，并通过产业协作拓宽区域销售半径。

（2）高端化利用是增长极：制备α高强石膏用于精密模具、陶瓷模具，或转化土壤调理剂改良盐碱地，附加值显著提升。这依赖于净化提纯技术的突破，以降低杂质影响。

（3）产业化协同是关键模式：推动“磷化工-建材-交通”跨行业耦合。例如，利用磷石膏生产路基材料用于当地基础设施建设，形成“以用定产、就地消纳”的区域循环。贵州等地推行“以渣定产”政策，将磷石膏产生量与产品消纳能力挂钩，有效倒逼企业投身利用技术研发与市场开拓。

政策与市场的双重激励不可或缺。完善磷石膏制品国家标准、加大绿色建材政府采购力度、落实资源综合利用税收优惠、探索生态补偿机制，都将为磷石膏资源化产业注入强大动力。

6.区域攻坚：重点省份的破局实践

磷石膏治理与综合利用的破局，需紧扣各省资源禀赋、产业基础及区位特点，走出差异化与协同化并举的道路。

云南有着丰富的清洁能源，可依托其清洁能源优势，将磷石膏处理与绿色能源产业结合。例如，利用水电低成本生产高附加值建材，并重点开发适用于高原气候的路基材料，对接“一带一路”中南半岛通道的基础设施建设需求。

湖北作为磷化工腹地，应强化“以用定产”的刚性约束，依托省内庞大的建材市场与交通网络，重点推广磷石膏在新型墙体材料、市政工程回填等方面的规模化应用，并探索其在长江沿岸生态修复中的可控使用。

贵州需面对喀斯特地貌与生态敏感性的挑战，可侧重磷石膏在矿井充填、土壤改良剂（针对酸化土壤）等领域的应用，同时严控新建堆场选址，推动现有堆场生态化封存。

安徽地处长三角，市场与技术优势明显，可侧重发展高强石膏粉、模具石膏等精细化产品，对接周边高端制造与装饰材料产业，探索“互联网+供应链”模式拓宽消纳渠道。

四川则需统筹磷石膏与钛石膏等其他副产石膏的协同利用，发挥其西部枢纽优势，研发适用于山地、地震带区域的专用建材，并鼓励磷肥企业与大型建材集团跨区域共建消纳项目。

总体而言，破局之路需在三个层面共同发力：政策层面需建立“产消挂钩”的强制性配额与财政奖惩机制，打破建材应用的标准壁垒；技术层面要攻关杂质预处理、低成本煅烧等共性关键技术，降低无害化与资源化成本；市场层面则应通过政府采购示范、构建区域产业联盟等方式，培育下游产业链，最终形成“就地转化为主、跨区域调剂为辅”的多元消纳格局。

7.迈向可持续：构建绿色循环新生态

在未来构建磷石膏“产生—利用—再生”的动态平衡生态系统中，需要以系统性思维推进技术创新、政策协同与产业链整合，实现从源头减量到高值化利用的闭环管理。这一过程不仅关乎环境保护，也是推动磷化工行业绿色转型的关键路径。

在源头控制阶段，必须推动磷矿精选与湿法磷酸工艺的深度优化。目前全球每年产生的磷石膏超过2.8亿吨，中国约占其中40%，其中磷石膏综合利用率虽已提升至约50%，但历史堆存量仍超8亿吨。未来需通过浮选技术将磷矿的杂质含量降低30%以上，从根源上减少石膏产生量。同时推广半水-二水法节能工艺，提升石膏晶型稳定性，为后续利用奠定物质基础。

在资源化利用维度，需要建立分级分类的高值利用体系。对于新产生的磷石膏，应优先发展α高强石膏、自流平砂浆等建材化应用，其中α石膏产品抗压强度可达40兆帕以上，经济价值是传统建材的3～5倍。针对存量磷石膏，可推进土壤调理剂产业化，通过精准控制重金属含量（如镉＜0.5mg/kg），在盐碱地改良中实现大规模消纳。

科技创新方面，需要突破磷石膏制硫酸联产水泥的能耗瓶颈，目前该工艺每吨硫酸能耗约1.8吨标煤，通过余热回收系统可降低至1.3吨，使经济可行性大幅提升。

政策机制构建上，应完善“生产者责任延伸+绿色供应链”双轮驱动模式。建议将磷石膏产出强度（吨/万元产值）纳入行业绿色评价体系，对资源化率超过80%的企业实行增值税即征即退50%的激励政策。同时建立磷石膏产品绿色认证制度，在基础设施建设中明确不低于20%的政府采购比例，创造稳定的市场需求。监管层面需建立全国磷石膏大数据平台，实现从产生、运输、利用到最终产品的全生命周期追溯。

跨产业协同网络的建设尤为关键。应以“磷-建材-农业-化工”四元耦合模式，在长江经济带、云贵鄂磷矿集聚区建设5～8个磷石膏资源化产业基地，配套铁路专用线和预处理中心，形成200公里经济辐射半径的循环经济圈。例如在湖北宜化集团园区，通过磷石膏制备隧道防火板、土壤调理剂及硫酸铵的产业链组合，已实现单园区年消纳磷石膏200万吨，资源转化率达95%。

技术研发体系需要产学研深度融合。建议在国家重点研发计划中设立磷石膏专项，聚焦无害化预处理、短流程转化等关键共性技术。特别是开发低温分解催化剂，将磷石膏热分解温度从1200℃降至900℃以下，使能耗降低40%。同时建设3-5家国家级磷石膏资源化工程实验室，形成从基础研究到工程放大的完整创新链。

最终实现的动态平衡生态系统，将呈现“区域协同、梯级利用、智能调控”的特征。通过物联网技术实时监测磷石膏流向，利用人工智能优化区域调配方案，目标到2035年将我国磷石膏综合利用率提升至85%以上，历史堆存量下降60%，真正实现“产消平衡”。这不仅是技术攻关，更涉及产业布局优化、标准体系重构和社会认知转变的系统工程，需要政府、企业、科研机构形成可持续的治理合力，最终使磷石膏从环境负担转化为支撑绿色发展的重要资源。

8.结束语

磷石膏的“由灰转绿”之旅，是中国工业固废治理与资源循环的典型样本。它考验着我们的治理智慧、技术韧性与产业协同能力。唯有以坚定的决心、系统的策略和持续的创新，才能真正打通“绿水青山”与“金山银山”的转换通道，让昔日的“生态包袱”化为促进高质量发展的“绿色财富”。这场深刻的产业生态变革，将从磷石膏治理和综合利用开启绿色转型新篇章。

随着《固体废物综合治理行动计划》等政策的推进，磷石膏治理不再局限于末端处置，而是贯穿磷化工全产业链，通过源头减量、过程管控、末端利用的全链条治理，推动磷石膏从“生态包袱”向“绿色财富”转变。这一变革不仅关乎环境质量，更将重塑磷化工产业格局，催生新的经济增长点，实现生态效益与经济效益的双赢。