（山东建筑大学 济南 250000）
磷石膏是湿法生产磷酸时产生的工业副产物，通常生产1吨磷酸要产生4.5吨-5.5吨的磷石膏[]。磷石膏的主要成分是二水硫酸钙（CaSO4·2H2O）,一般为黄白、浅黄、浅灰或黑灰色的细粉状固体，黏性较大，呈酸性，略有异味，但同时含有多种杂质。随着我国工农业的快速发展，磷酸和磷肥的需求量持续增加，所产生的磷石膏也急剧增加。2005年我国副产磷石膏的排放量仅为30Mt[]，到2015年国内副产磷石膏排放量达到了80Mt[]，据不完全统计，当前我国磷石膏堆存量已经超过了300Mt。
1、磷石膏在我国的应用现状
（1）磷石膏在建材行业的应用
我国正处于高速发展时期，对建材的需求是不言而喻的，建材行业在消耗工业废渣方面有着得天独厚的优势。目前，国内众多学者对于磷石膏在建材方面的应用进行了大量较为深入的研究。李兵兵[]等采用在低温煅烧过的磷石膏中加入缓凝剂和发泡剂的方法制备轻质墙体材料，研究了缓凝剂、水灰比和发泡剂对磷石膏试块强度和轻质化的影响。通过室内试验制备试件测得磷石膏试块7d的抗压强度为4.6MPa,抗折强度为2.2MPa,并通过电镜扫描分析表明：此工艺下的磷石膏试块中孔隙合格且结晶质量良好。俞坚[]等通过在普通磷石膏中添加5%-20%的石灰及0-10%的工业废渣粉煤灰等对其进行改性，结果表明，改性磷石膏代替天然二水石膏/脱硫石膏做水泥缓凝剂，对水泥性能无不良影响，终凝时间有所延长，对水泥28d抗压强度有一定的积极作用。
（2）磷石膏在道路工程方面的应用
目前，磷石膏在道路工程方面的应用主要集中在路基填料和沥青改性两个方面。磷石膏在路面基层材料中的应用主要是指在二灰稳定粒料中的应用。李章锋[]等通过室内击实试验、承载比实验、无侧限抗压强度试验、干湿循环试验等进行纯磷石膏、2种固化形式和8种不同配合比的对比试验，试验表明，加入固化剂的磷石膏做基层填料具有较好的水稳定性，其CBR值和无侧限抗压强度都满足公路设计对路基填料的要求。王修山[]研究了新型高模量无机改性剂硫酸钙晶须在沥青混合料中的应用效果。结果表明，硫酸钙晶须作为一种晶体纤维，其改性沥青混合料的机理符合纤维增强沥青混合料的机理，显著提高了混合料的高温稳定性，水稳定性和抗疲劳性能，保证了良好的路用性能。
（3）磷石膏在化工方面的应用
目前，磷石膏在化工方面主要是制备硫酸铵和硫酸钾，国内的学者也在磷石膏制备其它化工产品方面做了大量研究。夏举佩[]等提出了磷石膏、钾长石制备硫酸钾的新工艺构想，以磷石膏、钾长石为主要原料，焦炭或高硫煤提供热量和气氛条件，制备硫酸和硫酸钾，与纯磷石膏的热分解相比，相同条件下，磷石膏、钾长石体系更有利于磷石膏向产生CaO的方向进行，还原气氛有利于磷石膏的分解，而氧化气氛则有利于钾长石的置换。郑绍聪[]等通过热力学分析讨论了不同条件下分解磷石膏分解反应的工艺条件，分析结果表明，氮气保护气氛下进行碳还原分解磷石膏制备SO2和CaO的反应温度最低，在碳与硫酸钙物质的量比为0.8时可以得到二氧化硫最大体积分数为12.5%的分解炉气，分解固体样品中氧化钙质量分数达到65.32%，可以用作水泥原料或二氧化碳吸收剂。
（4）磷石膏在农业方面的应用
盐碱土壤在我国很多地区都有分布，它们的PH值在9以上，透气性差，严重影响作物生长。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆磷石膏呈酸性，PH值一般在1-4.5,且含有作物生长所需的磷、硫、钙、硅、锌、镁、铁等养分，可代替石膏用作盐碱土壤的改良剂，消除土壤表层硬壳、减轻土壤粘性、增加土壤渗透性、改良土壤理化性状、提高土壤肥力。此外，磷石膏的施入还可以消除一些病害，也可以作为肥料[]。夏安[]等研究了磷石膏、黄壤和沙土3种介质对常规氮肥中氮素的缓控效果，然后制备出磷石膏基缓控氮肥，并与常规氮肥对比分析了磷石膏基缓释氮肥的养分释放特征，最后探讨了缓释机理。研究表明，磷石膏缓释氮肥养分释放缓慢，肥效周期长，具有良好的缓控作用。李季[2]等研究磷石膏对小麦生长麦田温室气体二氧化碳排放的影响，并分析磷石膏资源化利用的经济环境效益。结果表明，在常规施肥条件下，增施磷石膏 2100kg·hm-2能显著促进小麦生长，增产达37.71%；在施用磷石膏的情况下，一定范围内，CO2的排放强度与小麦穗长、鲜重和产量呈现显著负相关。
2磷石膏综合利用存在的问题
纵观国内对磷石膏综合利用的研究成果，在建材、化工、道路工程、农业等方面取得了较好的研究进展，但是，我国磷石膏的综合开发利用仍存在以下几方面问题：
磷石膏的年产排量的增速远远大于年利用量的增速，必将使利用率增幅降低，进而导致磷石膏的堆存量持续上升。
磷石膏的开发利用主要集中在水泥缓凝剂上，在其它方面的应用较为局限。
关于磷石膏综合利用开发的技术性政策较少，科研投入不足，个别企业研发能力有限，磷石膏在很多行业利用标准体系不完善。
磷石膏在一些方面的开发利用处理过程复杂，前期投资较大，后期回报率较低，再加上现有的优惠政策扶持力度较小，这样也打击了社会各界在磷石膏综合利用方面的积极性。
综上所述，虽然磷石膏在许多行业中的研究和利用率有所增加，但是因为磷石膏本身的一些特点（比如说产出量较大，开发利用投资大回报小等）和其它各个方面的影响，磷石膏的综合利用还有待继续深入、系统的研究。
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论文作者:刘超
论文发表刊物:《科技研究》2018年7期
论文发表时间:2018/9/11
标签：石膏论文; 硫酸钙论文; 氮肥论文; 土壤论文; 分解论文; 抗压强度论文; 硫酸钾论文; 《科技研究》2018年7期论文;