近日,貴州貴陽,聯塑科技發展(貴陽)有限公司(下稱貴陽聯塑)的生產線上,投料系統將樹脂和一種潔白、亮晶晶的粉末一并送入螺桿,市政排污管、電力通信多孔管、中空纏繞管、家裝排水管從模具中連續“吐”出,并運往各地。
這些管材的配方變了。核心填料不再是傳統的天然礦料碳酸鈣,而是貴州磷化集團(下稱貴州磷化)磷石膏資源化利用的最新成果——轉晶鈣,是磷石膏經過液相轉晶工藝制得的一種高品質無水石膏。
磷石膏是磷化工行業實現綠色高質量發展繞不開的“一座大山”。如今,它搖身一變,以新身份走進尋常百姓生活。磷石膏治理的這道世界級工業難題,貴州磷化寫出了一份可觸可感的綠色答卷。
技術是最好的“止痛針”磷石膏叩開高分子填充材料大門
每生產1噸磷酸,伴生4至5噸磷石膏。我國磷石膏歷史堆存量逼近8億噸,每年新增量約8000萬噸,而綜合利用率卻長期低位徘徊。一邊是不斷攀升的堆存壓力,一邊是環保督察的高壓線,行業之問早已擺在桌面:磷石膏該往哪里去?
政策信號同樣清晰而強烈,磷石膏治理不是選擇題,而是必答題。據悉,《磷石膏綜合利用行動方案》明確提出,到2026年磷石膏綜合利用率達到65%。《工業綠色低碳發展“十五五”規劃》進一步要求,到2030年磷石膏綜合利用率達到75%。
現實情況卻不容樂觀。此前,磷石膏綜合利用主要集中于建材領域,走的是量大、低值路線。隨著房地產市場調整,建材路徑持續承壓,這條路越來越窄。
磷化工龍頭企業正在迫切尋找磷石膏的新出路。貴州磷化從同為鈣鹽的碳酸鈣應用場景中獲得靈感,若能將磷石膏改性成性能優異的原材料,便有望打開一個千萬噸級應用市場。
但知易行難。貴州磷化綠色環保產業有限公司技術服務部經理李澤鋼坦言,要讓磷石膏進入高分子填充材料領域,必須闖過三道關:除水、除雜、相容。每道難關背后,都是一場技術攻堅的“持久戰”。
貴州磷化在磷石膏治理領域摸爬滾打了近20年,勇于探索技術“無人區”。2024年,世界首套年產2.5萬噸無水石膏母粒及包裝箱生產裝置建成投產,貴州磷化率先掌握了以無水石膏為填料生產母粒的核心技術。2025年,再下一城:依托液相轉晶工藝,貴州磷化成功將磷石膏轉化為高性能的高品質無水石膏,轉晶鈣制備技術迎來關鍵突破。
檢測數據顯示,轉晶鈣具有透度高、強度好、性能穩、不析出的競爭優勢,有了與高端無機粉體材料比肩的底氣:總磷、總氟含量均降至0.1%以下,有效解決了傳統工藝產品雜質含量偏高、性能不穩定的痛點;產品白度超過83%,粉體粒度細至D97約800目,具備了優異的物理化學性能。
一根管材連接兩個產業 從單向消納到循環發展
技術突破后,還需要找到應用場景。貴州磷化選擇了一條“強強聯合”的市場化路徑,讓實驗室成果走向生產線。
貴州磷化攜手西南地區塑料管道主要生產企業貴陽聯塑,將轉晶鈣規模化應用于全系列管材,走出一條“本土工業副產資源高值化、本土制造提質增效”的循環經濟新路。
雙方開展聯合攻關后,將800至2000目精細化改性轉晶鈣適配到聚乙烯(PE)、聚氯乙烯(PVC)等管材主流基體,并打通混料、擠出、成型、檢測全工序適配方案。目前,貴州磷化每月向貴陽聯塑供應1000噸轉晶鈣。而每使用1噸轉晶鈣,相當于消納約1.26噸磷石膏。
轉晶鈣在管材領域的應用具有天然的成本優勢。據李澤鋼介紹,磷石膏在經液相轉晶工藝萃取的過程中,已經變成細粉末狀態。對比碳酸鈣需經開采和研磨等工序,流程更簡化、能耗水平更低,可明顯減少下游產品的生產成本。未來,貴州磷化和貴陽聯塑將持續深化配方研發與工藝優化,拓展大口徑市政管道、電力保護管等高端產品應用場景,以本土創新材料賦能城鄉地下管網建設。
憑借突出的品質優勢,轉晶鈣的應用版圖還在拓展,為磷石膏資源化利用增添新的可能性。
通過精細化的細度分級,轉晶鈣可分為Ⅰ型、Ⅱ型、Ⅲ型、Ⅳ型,對應細度分別為8.4微米、12微米、18微米、48微米,可精準適配不同產品需求。用于塑料制品時,作為高效填充劑,轉晶鈣能顯著提升制品的力學強度、耐熱性及尺寸穩定性,實現增強改性;用于涂料時,可有效提高漆膜的遮蓋力、附著力與耐候性,改善整體性能;用于紡織產品時,作為功能性整理劑,賦予織物更優的挺括感與抗皺性;用于包裝材料時,能增強材料的防潮性與穩定性,拓展其在苛刻環境下的應用潛力。
朝百分百消納目標前進 只要方向對便不怕路遠
轉晶鈣的產業化應用,進一步拓寬了磷石膏的增值路徑。目前,貴州磷化通過全方位布局磷石膏資源化利用的技術研發與產業轉化,已基本構建起“磷石膏制建材”“磷石膏制硫酸聯產膠凝材料”“磷石膏制市政&包裝材料”三大產業化路徑。
“磷石膏資源化利用的路還有很長。拋開技術層面,最大的梗阻,是價值化與規模化難兩全。”李澤鋼認為,徹底解決磷石膏治理難題,首先要有經得起考驗的技術路線,從技術原理探究,到中試驗證,再到產業放大缺一不可。同樣重要的還有,企業需要打通“培育品牌—打開市場—售后服務”的發展鏈條,讓成熟的技術能盡快融入市場。
近年來,貴州磷化在磷石膏治理領域投入的資金超40億元。“推進磷石膏綜合利用,確實很難。我們踩了很多坑,也付出了巨大的代價。但作為行業頭部國有企業,我們肩負著為磷化工行業綠色轉型探路的責任。”李澤鋼表示,當前磷石膏資源化利用還處在“造血”階段,而貴州磷化做的是為企業乃至行業“輸血”的事。
貴州磷化也積極將企業發展融入“全面推進美麗中國建設”的國家戰略。以轉晶鈣為突破口,貴州磷化探索出一條“技術突破—產業應用—價值實現”的發展路徑,為磷石膏資源化利用提供了可復制、可推廣的“貴州實踐”和“磷化方案”。
面向“十五五”,貴州磷化的發展目標清晰而堅定:企業內部實現磷石膏100%消納,讓其徹底告別“廢渣”身份,成為綠色發展的“生力軍”。
“轉晶鈣已經應用于4種高分子材料,還有幾十種高分子材料可以去突破。我們要繼續加大技術創新投入,通過與龍頭企業深化合作,將磷石膏深度嵌入產業鏈,推動企業向綠色新材料供應商轉型,帶動行業整體實現減負。”李澤鋼說。(劉冰逸)
轉自:中國化工報
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