磷石膏是濕法磷酸生產(chǎn)的主要副產(chǎn)物,通常每生產(chǎn)1噸濕法磷酸便會(huì)產(chǎn)生4.5~5噸的磷石膏,處理難度大,而全球各國(guó)對(duì)磷石膏最常見(jiàn)也是最簡(jiǎn)單的處理方式就是堆存。
據(jù)統(tǒng)計(jì),每年全球產(chǎn)生約1.85億~2.15億噸磷石膏,而全球目前約有30億~40億噸的磷石膏堆存。磷石膏的堆放不僅占用土地,還會(huì)造成水體富營(yíng)養(yǎng)化,伴隨著各類(lèi)問(wèn)題出現(xiàn),磷石膏的處理也逐漸成為各國(guó)磷化工企業(yè)的痛點(diǎn)。
有關(guān)堆存,美國(guó)環(huán)境保護(hù)局認(rèn)為磷石膏是一種放射性廢棄物,為了降低氡和其他放射性核素的排放,要求磷石膏必須在地上堆放。由于受到鐳-226濃度的限制,目前美國(guó)環(huán)境保護(hù)局規(guī)定只允許磷石膏在農(nóng)業(yè)中少量使用。
除了對(duì)磷石膏采用堆存方式,是否有合理的替代方案?
事實(shí)上,二戰(zhàn)后,磷石膏就被用于道路建設(shè)、修建停車(chē)場(chǎng)以及農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中。早在20世紀(jì)八九十年代,世界各國(guó)對(duì)磷石膏的用途就已經(jīng)進(jìn)行了大量的研究。佛羅里達(dá)工業(yè)和磷酸鹽研究所布萊恩·伯基博士(Dr. Brian Birky)表示,當(dāng)前全球每年有5000萬(wàn)~6000萬(wàn)噸磷石膏正在被利用,全球?qū)α资嗟挠^點(diǎn)也在由過(guò)去“堆存式”浪費(fèi)向可利用的寶貴資源轉(zhuǎn)變。
01
在西班牙,磷石膏在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中使用年限已超70年。西班牙有關(guān)研究測(cè)量了將磷石膏施入土壤中后作物的鎘吸收量,并模擬了磷石膏在土壤中幾十年的表現(xiàn)。研究結(jié)果表明,磷石膏在農(nóng)業(yè)中的使用是安全的,并且還將它視為法律意義上的肥料。
02
磷石膏呈弱酸性,可以作為土壤改良劑,尤其是改良鹽堿地,改良受鎂元素影響和低交換性鈣的土壤,同時(shí)還能有效地減少土壤板結(jié),增強(qiáng)土壤保水能力。在哈薩克斯坦的鹽堿地上,常規(guī)棉花產(chǎn)區(qū)的產(chǎn)量約在1.0~1.5噸/公頃。相關(guān)試驗(yàn)結(jié)果表明,每公頃施用4.5噸磷石膏后,棉花產(chǎn)量可提升至2.5~3.0噸/公頃;每公頃施用8噸磷石膏,棉花產(chǎn)量可提升至3.0噸/公頃。由此可見(jiàn),使用磷石膏后的棉花產(chǎn)量表現(xiàn)出明顯優(yōu)勢(shì)。
03
印度一家化肥公司Paradeep Phosphates Ltd將磷石膏進(jìn)行再加工,生產(chǎn)成顆粒狀的強(qiáng)化型微量元素(鎂、鋅、硼)肥料和強(qiáng)化型復(fù)合肥,添加磷石膏后的化肥產(chǎn)品有助于提高土壤肥力,增加作物對(duì)氮、磷、鉀的吸收利用率,最終提高作物產(chǎn)量。
04
加拿大與林業(yè)部門(mén)合作,將磷石膏與土壤以9:1的比例混合制作“人造土”來(lái)進(jìn)行植樹(shù)造林。
05
中國(guó)擁有強(qiáng)制性的循環(huán)經(jīng)濟(jì),在零廢棄的政策上,政府還針對(duì)磷化工企業(yè)進(jìn)行了磷石膏利用的規(guī)定,如不遵守,企業(yè)將面臨高額罰款。布萊恩·伯基博士認(rèn)為,這不是一個(gè)可取的監(jiān)管方法,但在側(cè)面也促進(jìn)了中國(guó)對(duì)磷石膏的研發(fā)和應(yīng)用。中國(guó)甕福集團(tuán)將超過(guò)一半的磷石膏用于農(nóng)業(yè)和工業(yè)建設(shè),或進(jìn)行硫酸銨、碳酸鈣、碘等回收,逐漸實(shí)現(xiàn)零廢棄物的目標(biāo)。
眾多研究發(fā)現(xiàn),磷石膏在農(nóng)業(yè)上可作為肥料、土壤改良劑等;在工業(yè)上,可以用作道路基層材料、建筑材料等;在保護(hù)環(huán)境方面,磷石膏還可以作為垃圾填埋場(chǎng)的覆蓋物。除此之外,磷石膏還能作為玻璃、陶瓷的生產(chǎn)原料,還能參與到一些海洋項(xiàng)目中。磷石膏有許多安全有益的用途,許多國(guó)家都在嘗試或已經(jīng)將磷石膏應(yīng)用到了眾多方面。
布萊恩·伯基博士表示,聯(lián)合國(guó)2030年可持續(xù)發(fā)展議程涵蓋17個(gè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)以及169個(gè)子目標(biāo),其中許多目標(biāo)可以通過(guò)磷石膏來(lái)實(shí)現(xiàn),磷石膏是聯(lián)合國(guó)歐洲經(jīng)濟(jì)委員會(huì)公認(rèn)的重要資源。
綜合來(lái)看,磷石膏堆存不是一個(gè)可持續(xù)的選擇,不能滿(mǎn)足社會(huì)、環(huán)境和經(jīng)濟(jì)方面多方面要求?;市袠I(yè)對(duì)國(guó)家和全球糧食安全起著至關(guān)重要的作用,磷石膏“堆存式”的不合理處理方式加重了化肥行業(yè)的負(fù)擔(dān),而建設(shè)性監(jiān)管會(huì)帶來(lái)雙贏的結(jié)果,將“堆存式”磷石膏轉(zhuǎn)化為可利用的、有價(jià)值的磷石膏,才符合聯(lián)合國(guó)的可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)。