眾所周知，生產(chǎn)復(fù)合磷肥和磷酸鹽都需要磷酸，而濕法生產(chǎn)磷酸必將產(chǎn)生大量的廢渣——磷石膏。磷石膏是一種酸性廢棄物，多呈灰白色、黃色和灰黃色，多組分復(fù)雜晶體結(jié)構(gòu)，主要成分是二水硫酸鈣（CaSO4 ? 2H2O），還含有多種雜質(zhì)，以及少量的銅（Cu）、鋅（Zn）、鉛（Pb）、鎘（Cd）、砷（As）、汞（Hg）等重金屬及放射性元素。
磷石膏的產(chǎn)生量與磷復(fù)肥的產(chǎn)生量呈正相關(guān)，每生產(chǎn)1t磷肥（以P2O5計(jì)）產(chǎn)生4.5~5.5t磷石膏。磷肥生產(chǎn)的主要原材料是磷礦石，我國(guó)磷礦石資源80%以上分布在長(zhǎng)江流域，70%以上磷化工生產(chǎn)企業(yè)分布在長(zhǎng)江流域。2017年長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶磷礦石產(chǎn)量占全國(guó)的98%以上；2018年，全國(guó)近87%的磷肥在長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶生產(chǎn)，造成該區(qū)域磷石膏產(chǎn)生量約占全國(guó)83%，達(dá)6608萬(wàn)t/a，磷石膏利用率僅為39%，每年新增磷石膏超4000萬(wàn)t。磷石膏產(chǎn)量排在前五位的省份是湖北、云南、貴州、四川和安徽，合計(jì)約占全國(guó)總量的87.4%。“十三五”期間，我國(guó)磷石膏的年產(chǎn)量為8000萬(wàn)～8500萬(wàn)t，約占全球總量的40%。磷石膏產(chǎn)量大、綜合利用率低，磷石膏堆存量巨大。據(jù)統(tǒng)計(jì)，目前磷石膏堆場(chǎng)規(guī)模超過(guò)3億t。大量磷石膏堆積在地表，由于淋濾、風(fēng)化等作用，有害物質(zhì)隨雨水溢出，會(huì)對(duì)周邊土地和水體造成嚴(yán)重污染。如何安全處置及資源化利用磷石膏，形成規(guī)模化效應(yīng)，是目前亟待解決的難題。
本文調(diào)研了10年來(lái)國(guó)家出臺(tái)的磷石膏處置相關(guān)政策，尤其是2018年隨著“無(wú)廢城市”建設(shè)的提出和2020年固廢法的制定實(shí)施，2021年密集出臺(tái)了多項(xiàng)磷石膏等大宗固廢處置政策。并在充分調(diào)研國(guó)內(nèi)外磷石膏研究最新成果的基礎(chǔ)上，總結(jié)了磷石膏安全處置和綜合利用技術(shù)，并提出磷石膏資源化利用相關(guān)建議，以期為磷石膏高效綠色處置提供參考。
政策解讀
磷石膏作為工業(yè)副產(chǎn)石膏的主要來(lái)源之一，也是主要大宗固廢之一，備受各級(jí)政府的關(guān)注，尤其是近年來(lái)國(guó)家對(duì)大宗固廢的處理處置與資源化利用的高度重視，出臺(tái)了一系列相關(guān)政策，為磷石膏等大宗固廢的處理處置指明了方向。在2021年，圍繞“十四五”規(guī)劃出臺(tái)了多項(xiàng)規(guī)劃、實(shí)施方案和指導(dǎo)性意見(jiàn)。
2011年，工業(yè)部發(fā)布的《工業(yè)副產(chǎn)石膏綜合利用指導(dǎo)意見(jiàn)》（簡(jiǎn)稱(chēng)《意見(jiàn)》）指出，脫硫石膏和磷石膏的產(chǎn)生量約占全部工業(yè)副產(chǎn)石膏總量的85%。當(dāng)時(shí)的工業(yè)副產(chǎn)石膏累積堆存量已超過(guò)3億t，其中70%以上是磷石膏。磷石膏的危害性大，主要原因是大量堆存占用寶貴的土地資源，而其中的有價(jià)資源未得到有效利用，造成資源浪費(fèi)，而且磷石膏中含有酸性及其他有毒有害物質(zhì)，會(huì)對(duì)生態(tài)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。《意見(jiàn)》指出，磷石膏經(jīng)過(guò)科學(xué)處理，可用于替代天然石膏。開(kāi)展磷石膏的綜合利用是解決磷石膏造成的環(huán)境污染和安全隱患的治本之策。
“十三五”期間，國(guó)務(wù)院《“十三五”國(guó)家戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃》明確要求，大力推動(dòng)大宗固廢和尾礦綜合利用，推動(dòng)磷石膏等產(chǎn)業(yè)廢棄物的綜合利用。隨后工信部發(fā)布了《關(guān)于工業(yè)副產(chǎn)石膏綜合利用的指導(dǎo)意見(jiàn)》和《關(guān)于推進(jìn)化肥行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導(dǎo)意見(jiàn)》，其中提到，磷石膏綜合利用技術(shù)主要有磷石膏生產(chǎn)水泥緩凝劑及新型石膏建材產(chǎn)品技術(shù)、改進(jìn)型磷石膏制硫酸技術(shù)、利用磷石膏和鉀長(zhǎng)石生產(chǎn)鉀硅鈣肥技術(shù)、硫酸低位熱能回收技術(shù)等。努力提升磷石膏開(kāi)發(fā)利用水平，到2020年，磷石膏綜合利用量從目前產(chǎn)生量的30%提高到50%。
2018年，國(guó)家提出了“無(wú)廢城市”建設(shè)，《“無(wú)廢城市”建設(shè)試點(diǎn)工作方案》明確以磷石膏等為重點(diǎn)，在嚴(yán)格控制磷石膏增量的基礎(chǔ)上，逐步解決存量問(wèn)題。推廣實(shí)施“以用定產(chǎn)”政策，通過(guò)產(chǎn)消平衡等措施控制磷石膏總量。徹底調(diào)查和整治磷石膏堆存場(chǎng)所，逐步消納，減少歷史堆存總量。
長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶作為磷石膏的主要產(chǎn)地，對(duì)當(dāng)?shù)赜颦h(huán)境和人民健康構(gòu)成了嚴(yán)重威脅。2019年，生態(tài)環(huán)境部發(fā)布《長(zhǎng)江“三磷”專(zhuān)項(xiàng)排查整治行動(dòng)實(shí)施方案》，強(qiáng)調(diào)為貫徹習(xí)近平總書(shū)記在長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶“共抓大保護(hù)、不搞大開(kāi)發(fā)”的戰(zhàn)略部署，解決長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶區(qū)域部分水環(huán)境總磷超標(biāo)問(wèn)題，規(guī)范管理涉磷企業(yè)，從源頭消除磷石膏造成的水環(huán)境隱患，指導(dǎo)湖北等7省（市）開(kāi)展綜合排查整治。長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)磷石膏庫(kù)地下水，有效收集滲濾液，安全處理，達(dá)標(biāo)排放，加大對(duì)磷石膏堆場(chǎng)的防護(hù)以及推進(jìn)磷石膏的綜合利用。
“十四五”發(fā)展規(guī)劃提出了關(guān)于磷石膏的綜合治理措施和階段目標(biāo)，給出了明確的發(fā)展規(guī)劃?！?ldquo;十四五”原材料工業(yè)發(fā)展規(guī)劃》指出，全面推進(jìn)原材料工業(yè)固廢綜合利用，鼓勵(lì)在全國(guó)范圍內(nèi)實(shí)施磷石膏等工業(yè)固廢“以渣定產(chǎn)”的管理措施。在國(guó)家發(fā)改委印發(fā)的《推進(jìn)大宗固體廢棄物綜合利用產(chǎn)業(yè)集聚發(fā)展》和《開(kāi)展大宗固體廢棄物綜合利用示范》提出的目標(biāo)是到2025年，建設(shè)50個(gè)磷石膏等大宗固廢綜合利用示范基地，實(shí)現(xiàn)綜合利用率超過(guò)75%，用磷石膏取代天然石膏，實(shí)現(xiàn)資源化利用，鼓勵(lì)磷石膏綜合利用產(chǎn)業(yè)集群發(fā)展。
關(guān)于磷石膏的資源化利用途徑，國(guó)家給出了明確的發(fā)展方向。
2021年3月，國(guó)家發(fā)改委發(fā)布的《關(guān)于“十四五”大宗固體廢棄物綜合利用的指導(dǎo)意見(jiàn)》指出：要拓寬磷石膏綜合利用途徑，一方面加大推廣磷石膏在生產(chǎn)水泥和新型建筑材料等領(lǐng)域的應(yīng)用，另一方面在符合環(huán)境要求的前提下，探索磷石膏應(yīng)用于土壤改良、路基材料等領(lǐng)域；進(jìn)一步鼓勵(lì)磷石膏等大宗固廢應(yīng)用于綠色建筑，如制成新型墻體材料、裝飾材料等；并將新型墻體材料應(yīng)用到鄉(xiāng)村公共基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)中，支撐鄉(xiāng)村建設(shè)行動(dòng)。
2021年7月，《“十四五”循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展規(guī)劃》明確進(jìn)一步拓寬磷石膏等大宗固廢資源化利用渠道，尤其是擴(kuò)大在生態(tài)修復(fù)、綠色建材等應(yīng)用領(lǐng)域的利用規(guī)模，用大宗固廢替代原生資源，減少對(duì)原生資源的開(kāi)采利用。
2021年12月，工業(yè)部印發(fā)的《“十四五”工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃》明確長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶中上游地區(qū)加強(qiáng)磷石膏等資源綜合利用，推動(dòng)磷石膏在建筑材料生產(chǎn)、基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等領(lǐng)域的規(guī)模化應(yīng)用。2021年12月，生態(tài)環(huán)境部等部門(mén)發(fā)布的《“十四五”時(shí)期“無(wú)廢城市”建設(shè)工作方案》，計(jì)劃到2025年建成100個(gè)左右“無(wú)廢城市”，再次指出推動(dòng)磷石膏等大宗工業(yè)固體廢物在提取有價(jià)組分，生產(chǎn)綠色建材、筑路、生態(tài)修復(fù)、土壤治理等領(lǐng)域的規(guī)?；?。
通過(guò)解讀以上政策可知，磷石膏作為主要大宗固廢之一，已經(jīng)引起國(guó)家和地方各級(jí)政府部門(mén)的高度重視，尤其是長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶作為磷石膏的主要產(chǎn)地，加大磷石膏的處理處置力度已刻不容緩，關(guān)系到國(guó)家生態(tài)文明建設(shè)和長(zhǎng)江經(jīng)濟(jì)帶建設(shè)的順利推進(jìn)。
磷石膏綜合利用技術(shù)進(jìn)展
我國(guó)的磷石膏利用率由2010年的20.3%上升到了2018年的39.7%。我國(guó)磷石膏綜合利用尚處于初級(jí)階段，近30%用作水泥緩釋劑，25%用于外售或外供，14%用于生產(chǎn)石膏板。綜合相關(guān)文獻(xiàn)發(fā)現(xiàn)，目前我國(guó)磷石膏資源化利用方向主要體現(xiàn)在6個(gè)方面：制備水泥緩凝劑、制備建材石膏、制備粒狀硫酸銨、制備硫酸、制備粒狀硫酸銨、制備土壤改良材料、制備農(nóng)業(yè)肥料。
2.1 磷石膏制備水泥緩凝劑
天然石膏和脫硫石膏等是水泥緩凝劑的主要原材料。隨著經(jīng)濟(jì)社會(huì)的快速發(fā)展，水泥產(chǎn)量增長(zhǎng)迅猛，石膏的消耗量不斷增加，優(yōu)質(zhì)石膏礦逐步減少，迫切需要石膏原材料的替代品，這就為磷石膏在水泥緩凝劑方面的應(yīng)用創(chuàng)造了條件。但是磷石膏中雜質(zhì)多，石膏純度較低，嚴(yán)重影響水泥凝結(jié)性能，降低水泥強(qiáng)度。因此需要對(duì)磷石膏做除雜處理，通過(guò)物理化學(xué)措施，去除磷石膏中的磷、氟等物質(zhì)，達(dá)標(biāo)后方可用于制備水泥緩凝劑。目前主要的除雜工藝流程是水洗分離-中和-干燥-煅燒等。提高磷石膏品質(zhì)、降低磷石膏生產(chǎn)水泥緩凝劑成本是磷石膏制備水泥緩凝劑的關(guān)鍵，這樣才能加快磷石膏取代天然石膏和脫硫石膏的進(jìn)程。
胡勇等研究了蒸壓改性磷石膏用作水泥緩凝劑，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，蒸壓法對(duì)于磷、氟雜質(zhì)的鈍化效果優(yōu)于石灰-水洗法和煅燒法，將蒸壓改性磷石膏用作水泥緩凝劑，各項(xiàng)性能指標(biāo)均能達(dá)到天然石膏。
李輝等用電石渣和粉煤灰對(duì)磷石膏進(jìn)行改性，并配制水泥，確定改性磷石膏的配比為磷石膏∶粉煤灰∶電石渣=65∶30∶5，所制成的水泥緩凝劑性能優(yōu)于天然石膏，且隨著磷石膏摻量的增加，水泥緩凝性能不斷提升。磷石膏制備水泥緩凝劑受磷石膏品質(zhì)的影響很大，甚至?xí)绊懰嗟钠焚|(zhì)，所以一方面需要研究性能更好的磷石膏制備水泥緩凝劑工藝，另一方面要建立嚴(yán)格的統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，規(guī)范行業(yè)發(fā)展。
2.2 磷石膏制備建材石膏
磷石膏的建材資源化利用既消納了大量磷石膏，又能創(chuàng)造較高的產(chǎn)品附加值，是國(guó)家大力推廣的磷石膏資源化利用途徑。目前磷石膏建材利用的主要途徑有磷石膏墻體材料、磷石膏粉體材料和磷石膏模盒等。
磷石膏墻體材料主要產(chǎn)品有石膏板和石膏磚等。周華等分析了紙面磷石膏板與紙面石膏板的性能差異，研究了紙面磷石膏板材料性能，發(fā)現(xiàn)紙面磷石膏板在抗剪強(qiáng)度、最大抗彎承載力、抗彎剛度、彈性模量、延性系數(shù)等力學(xué)性能方面均優(yōu)于紙面石膏板。郭小雨等以磷石膏為主要原料制備了磷石膏免燒磚，發(fā)現(xiàn)膠磷比為1∶1時(shí)，磷石膏免燒磚的抗壓強(qiáng)度隨著成型壓力的提高而顯著提高，成型壓力為10MPa時(shí)，磷石膏免燒磚的抗壓強(qiáng)度、軟化系數(shù)、吸水率及凍融穩(wěn)定性等隨著膠磷比的增大而提高。
磷建筑石膏粉是磷石膏煅燒處理后制得的建材產(chǎn)品，具有較好的膠凝強(qiáng)度，可用于制備石膏基建筑材料。磷石膏粉體材料主要類(lèi)型包括抹灰石膏、自流平石膏以及石膏膩?zhàn)拥?。吳超等采用磷建筑石膏、檸檬酸鈉、甲基纖維素及?；⒅闉樵现苽漭p質(zhì)抹灰石膏，并系統(tǒng)地分析了外加劑、輕集料對(duì)砂漿性能的影響機(jī)制，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，采用95%磷建筑石膏、5.0%?；⒅椴戳捉ㄖ噘|(zhì)量外摻1.0%檸檬酸鈉、0.20%甲基纖維素配制的砂漿樣品性能可達(dá)到GB/T28627—2012《抹灰石膏》中的輕質(zhì)抹灰石膏性能的要求。張振環(huán)等以磷石膏為原料制備了高性能的自流平材料，材料的物理及力學(xué)性能符合JC/T1023—2021《石膏基自流平砂漿》的要求。唐剛等用磷石膏制成建筑膩?zhàn)樱芯苛水a(chǎn)品的標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量、凝結(jié)時(shí)間、表干時(shí)間、黏結(jié)強(qiáng)度和耐堿性等關(guān)鍵性能，結(jié)果表明其各項(xiàng)指標(biāo)均優(yōu)于國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)。
石膏模盒是在工廠(chǎng)預(yù)制生產(chǎn)的新型石膏建筑材料，以石膏、纖維增強(qiáng)材料等為原材料，可制作空腹樓板填充材料，內(nèi)置填充至現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)中，樓蓋會(huì)變成“工”字形空腔結(jié)構(gòu)，可顯著提高樓蓋結(jié)構(gòu)承載力，大大節(jié)省鋼材和混凝土，符合國(guó)家節(jié)能減排政策。據(jù)統(tǒng)計(jì)，1m2石膏模盒消耗工業(yè)副產(chǎn)石膏80kg。然而，目前的相關(guān)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)還不夠完善。
劉光成對(duì)石膏模盒用于現(xiàn)澆混凝土空心樓蓋結(jié)構(gòu)技術(shù)在市場(chǎng)推廣應(yīng)用過(guò)程中遇到的相關(guān)問(wèn)題進(jìn)行了探討，結(jié)果顯示，石膏模盒的市場(chǎng)認(rèn)可度有待提高，需要國(guó)家出臺(tái)相關(guān)政策和制訂行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行激勵(lì)和規(guī)范，進(jìn)一步鼓勵(lì)和引導(dǎo)磷石膏建材利用產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。
磷石膏制備建材石膏是一種主要的磷石膏綜合利用方式之一，可以消耗大量的磷石膏，但是我國(guó)磷石膏品質(zhì)差異大，污染物較多，需要做好磷石膏的無(wú)害化處理，提高磷石膏品質(zhì)，進(jìn)而保障建材石膏產(chǎn)品的品質(zhì)和安全。
2.3 磷石膏制備粒狀硫酸銨
為減少磷石膏對(duì)環(huán)境的污染，解決磷石膏的堆存問(wèn)題，何兵兵等探索了磷石膏綜合利用新途徑，研究了磷石膏制備硫酸銨的反應(yīng)機(jī)理與本征動(dòng)力學(xué)速率方程，通過(guò)理論研究與實(shí)驗(yàn)論證發(fā)現(xiàn)，磷石膏制備硫酸銨反應(yīng)是在磷石膏與碳酸銨的固液界面上進(jìn)行的，磷石膏和碳酸銨的反應(yīng)速率隨著反應(yīng)時(shí)間的延長(zhǎng)而降低，前10min反應(yīng)速率最快，之后開(kāi)始逐漸降低，反應(yīng)速率常數(shù)隨著溫度升高而增大。2012年甕福集團(tuán)建成國(guó)內(nèi)首套年產(chǎn)25萬(wàn)t的磷石膏制備粒狀硫酸銨裝置。磷石膏在凈化-分離后，石膏品質(zhì)大幅提升，再漿化與碳酸銨按比例混合后進(jìn)入反應(yīng)釜反應(yīng)，最后再經(jīng)分離-結(jié)晶-干燥工藝后制備成硫酸銨成品。該裝置運(yùn)行穩(wěn)定。磷石膏制備粒狀硫酸銨產(chǎn)業(yè)化市場(chǎng)化開(kāi)辟了磷石膏資源化利用新途徑，使甕福集團(tuán)的磷石膏綜合利用達(dá)到了領(lǐng)先行業(yè)水平，利用率達(dá)28%。生產(chǎn)出達(dá)到國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)的硫酸銨合格產(chǎn)品，對(duì)促進(jìn)我國(guó)磷化工行業(yè)的技術(shù)進(jìn)步、產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整和可持續(xù)發(fā)展具有重要意義。磷石膏制備硫酸銨是磷石膏資源化利用的重要方向之一，但是該途徑消耗的磷石膏量有限，未來(lái)應(yīng)加大開(kāi)發(fā)綠色環(huán)保的磷石膏制備硫酸銨的生產(chǎn)工藝，降低生產(chǎn)能耗和污染物排放，提高產(chǎn)品品質(zhì)。
2.4 磷石膏制備硫酸
磷石膏遇高溫分解，即硫酸鈣分解，其中的硫元素可用于生產(chǎn)硫酸，鈣元素可用于生產(chǎn)水泥等產(chǎn)品，不僅利用了磷石膏中的鈣資源，不排放固體廢渣，還為磷肥企業(yè)提供看生產(chǎn)用的硫酸。其中較為成熟的技術(shù)是磷石膏制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥，目前國(guó)內(nèi)已有多套該技術(shù)的在線(xiàn)生產(chǎn)裝置，經(jīng)過(guò)多年的生產(chǎn)實(shí)踐，不斷優(yōu)化，積累了豐富的建設(shè)和生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)。一般認(rèn)為，采用不同的還原劑磷石膏分解為CaO的溫度為950～1200℃，生產(chǎn)能耗高。為了探索低能耗分解磷石膏制備硫酸工藝技術(shù)，并充分利用磷石膏中的鈣元素，蔣興志等在40℃低溫條件下用雙極膜電滲析技術(shù)處理磷石膏分解液，制備硫酸，同時(shí)磷石膏中的鈣離子轉(zhuǎn)變?yōu)檩p質(zhì)碳酸鈣，研究結(jié)果表明，磷石膏中硫酸根的回收率在80%以上，能耗僅為0.31kW·h/mol。磷石膏制備硫酸雖然可以充分利用硫元素，但是采用分解的方式，能耗較高，需要權(quán)衡資源利用和能耗之間的關(guān)系，尤其是當(dāng)前雙碳目標(biāo)的提出，開(kāi)發(fā)能耗低、效率高的磷石膏制備硫酸工藝是今后的研究方向。
2.5 磷石膏制備土壤改良材料
磷石膏中富含植物生長(zhǎng)所必需的鈣、鐵、鋅、錳和硅等營(yíng)養(yǎng)元素，對(duì)植物生長(zhǎng)有促進(jìn)作用，不僅使植物酶活化，作物品質(zhì)改善，還具有增強(qiáng)抗病和抗旱能力，并且長(zhǎng)期使用磷石膏可以減緩作物連作障礙。磷石膏微溶于水，溶解度約為2.5g/L，其溶解性比石灰好，可以長(zhǎng)時(shí)間持續(xù)釋放離子，維持土壤溶液的離子濃度，為植物生長(zhǎng)補(bǔ)充必需的離子。土壤中施用磷石膏與氨水、碳酸氫銨等氮肥反應(yīng)，顯著提升土壤的固氮、保氮能力；磷石膏與尿素反應(yīng)，可制成長(zhǎng)效氮肥，其氮素釋放速度僅為單一尿素的50%，提高了肥效，降低了用量。因此磷石膏是一種性能優(yōu)異的土壤改良材料，用于鹽堿地治理和酸性土壤治理。磷石膏改良鹽堿土的危害主要針對(duì)鹽害和堿害。鹽堿地改良的根本方法是將Na+從土壤膠體上置換出來(lái)，磷石膏主要成分是硫酸鈣，硫酸鈣與CO32-、HCO3-反應(yīng)生成CaCO3、Ca(HCO3)2的過(guò)程能夠降低土壤pH，從而減少堿性對(duì)作物的傷害。展?fàn)幤G等研究了磷石膏改良鹽堿地的技術(shù)和原理，并將該技術(shù)應(yīng)用于甘肅引黃灌區(qū)重度鹽堿地改良，建立應(yīng)用示范，取得了較好的治理效果：不同的磷石膏施用量，均能發(fā)揮較好的降低土壤堿性和鹽分含量的效果；隨著磷石膏用量的增加，鹽堿改良效果不斷提高；當(dāng)磷石膏用量為12.0t/hm2、土壤調(diào)理劑用量為1.5t/hm2時(shí)，鹽堿地改良效果最佳，作物產(chǎn)量增加最大，增產(chǎn)率超過(guò)18%。磷石膏還可以改良酸性土壤，效果優(yōu)于石灰。磷石膏改良酸性土壤的原理是磷石膏中的鈣離子交換了土壤中的鋁離子，SO42-與OH-發(fā)生離子交換，降低了土壤溶液中鋁濃度和毒害，進(jìn)而改良酸性土壤。施用磷石膏還可以有效改善土壤的物理性狀。舒藝周采用磷石膏和生物質(zhì)炭聯(lián)合改良云南紅壤，抑制土壤酸化，改良紅壤理化性質(zhì)；磷石膏和生物質(zhì)炭協(xié)同作用，治理效果顯著提高，土壤的物理化學(xué)性質(zhì)得到有效改善，具體表現(xiàn)在土壤孔隙增加，密度下降，透氣透水性提高，而且土壤中碳、氮、磷、硫等營(yíng)養(yǎng)成分增加，適合植物快速生長(zhǎng)。磷石膏制備土壤改良材料應(yīng)用前景廣闊，但是要做好磷石膏無(wú)害化處理，消除對(duì)環(huán)境的二次污染。
2.6 磷石膏制備農(nóng)業(yè)肥料
磷石膏中含有磷、鎂、鈣、鐵、鋅和錳等農(nóng)作物生長(zhǎng)必需的元素，對(duì)農(nóng)作物生長(zhǎng)具有促進(jìn)作用，可作為中微量元素肥的原料。磷石膏肥用作農(nóng)業(yè)肥料，對(duì)提高農(nóng)作物產(chǎn)量和品質(zhì)，發(fā)揮了較好的作用。EFREMOVA等[30]研究中和磷石膏用于農(nóng)業(yè)，通過(guò)合理的中和磷石膏施用方法，與礦肥配施，有助于提高土壤肥力，降低土壤酸度，進(jìn)而提高農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量。MARIA等[31]也在水稻作物中定期使用中和磷石膏的研究中得到了相似的結(jié)論。為了進(jìn)一步提高磷石膏肥的農(nóng)業(yè)應(yīng)用效果，谷林靜等將菌根技術(shù)應(yīng)用于增強(qiáng)磷石膏農(nóng)用，取得了較好的強(qiáng)化效應(yīng)。磷石膏農(nóng)用還有助于減少農(nóng)作物生長(zhǎng)碳排放。WU等研究了小麥種植過(guò)程中施用磷石膏廢料對(duì)減少溫室氣體排放的作用，發(fā)現(xiàn)磷石膏可以同時(shí)實(shí)現(xiàn)緩解農(nóng)業(yè)溫室氣體、刺激作物生長(zhǎng)和保護(hù)環(huán)境的目的。李季等通過(guò)在麥田施用磷石膏廢渣，研究了其對(duì)小麥生長(zhǎng)氧化亞氮（N2O）和CO2排放的影響，結(jié)果表明，磷石膏作為減排劑施用，不僅可以減少環(huán)境污染，還能促進(jìn)小麥生長(zhǎng)，減少N2O和CO2排放，對(duì)發(fā)展生態(tài)農(nóng)業(yè)并緩解溫室效應(yīng)具有重要的應(yīng)用價(jià)值。磷石膏用于農(nóng)田肥料效果好，成本低廉，但需要重點(diǎn)關(guān)注磷石膏中重金屬等有害成分，確保不會(huì)對(duì)農(nóng)作物造成污染，進(jìn)而進(jìn)入食物鏈，對(duì)人體健康構(gòu)成威脅。
建 議
從政策、管理和技術(shù)等3個(gè)層面分別提出磷石膏資源化利用建議。
1）政策層面
磷石膏綜合利用的關(guān)鍵還是國(guó)家政策的支持力度，要通過(guò)財(cái)政、稅收、能源等政策扶持使企業(yè)在磷石膏綜合利用中有利可圖或基本保本。建議加大對(duì)磷石膏綜合利用相關(guān)產(chǎn)業(yè)和企業(yè)的支持力度，促進(jìn)磷石膏綜合利用快速形成規(guī)模發(fā)展。
2）管理層面
a.采取磷石膏分級(jí)管理和利用，一方面擴(kuò)大磷石膏在生產(chǎn)水泥和新型綠色建材等領(lǐng)域的利用規(guī)模，一方面在符合環(huán)境治理產(chǎn)品要求的情況下，拓寬磷石膏在土壤改良等環(huán)境治理領(lǐng)域的應(yīng)用；
b.磷石膏的歷史存量較大，在做好磷石膏治理的同時(shí)加大對(duì)磷石膏堆場(chǎng)的防護(hù)，做好磷石膏堆場(chǎng)安全加固和防滲處理及磷石膏滲濾液的科學(xué)治理，減少磷石膏堆場(chǎng)對(duì)周?chē)h(huán)境的污染。
3）技術(shù)層面
a.磷石膏綜合利用最大的問(wèn)題是雜質(zhì)多，石膏品質(zhì)低，影響磷石膏資源化產(chǎn)品性能和治理，所以必須從磷石膏排放企業(yè)抓起，一方面磷肥生產(chǎn)企業(yè)要根據(jù)磷礦質(zhì)量，采用合適的生產(chǎn)工藝，另一方面加強(qiáng)生產(chǎn)全流程管理，降低磷石膏排放量和雜質(zhì)含量，尤其是降低有毒有害物質(zhì)含量，提升磷石膏品質(zhì)；
b.拓寬磷石膏利用途徑，對(duì)于磷石膏利用規(guī)模大、效果好的資源化利用途徑要加大推廣力度，如土壤改良，充分發(fā)揮磷石膏中的有價(jià)成分，治理脆弱土壤，修復(fù)生態(tài)環(huán)境，形成規(guī)模效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)、環(huán)境效益雙豐收。
結(jié) 論
磷石膏問(wèn)題在我國(guó)主要出現(xiàn)在長(zhǎng)江流域，對(duì)區(qū)域環(huán)境造成了嚴(yán)重危害。針對(duì)磷石膏的處理處置，國(guó)家近年來(lái)出臺(tái)了多項(xiàng)政策和指導(dǎo)性文件，明確了目標(biāo)和應(yīng)用途徑，力爭(zhēng)到2025年，磷石膏的綜合利用率達(dá)到75%。
我國(guó)目前形成以工業(yè)用磷石膏制備水泥、磷石膏制備建材石膏、磷石膏制備磷酸銨、磷石膏制備硫酸，以及土地利用上用磷石膏制備土壤改良材料和磷石膏制備農(nóng)業(yè)肥料為主的磷石膏綜合利用方式。其中磷石膏工業(yè)應(yīng)用相對(duì)成熟，且應(yīng)用量較大，磷石膏土地利用發(fā)展前景較好。
