近日,“半水磷石膏改性胶凝材料及充填技术”在贵州川恒化工股份有限公司(以下简称川恒股份)旗下的福麟矿业成功应用,这一有利于探索磷化工可持续发展新模式的技术成果在川恒孕育了11年。 敢为人先未雨绸缪“探”石膏 磷化工作为传统产业,一直受“两害”所困:一是磷矿在开采的过程中留下大量的露天天坑和地下采空区,造成地表塌陷,生态破坏。二是磷矿加工过程中产生大量固体废弃物——磷石膏堆存,占用土地资源,带来极大的环保和安全隐患。 年,川恒股份每年生产80万吨磷石膏,石膏堆场越来越高,为了解决磷石膏堆存污染问题,川恒股份开始探索磷石膏的综合利用,尝试了水泥缓凝剂、建筑石膏粉、路基材料等多种应用方式。同年,川恒股份成功研发出半水湿法磷酸成套技术,并在此基础上,建成了国内首套单系列产能最大的半水湿法磷酸生产装置,于年9月一次开车成功。年6月,此项技术成果被鉴定为“国际先进水平”。
盛源磷矿工业试验装置(受访单位供图)
校企合作“矿化一体”再突破 年,川恒股份正式提出了“矿化一体”思路。利用半水湿法磷酸工艺副产的半水磷石膏作为胶凝材料,胶结二水磷石膏、尾矿等固废回填采空区进行充填采矿,不仅消除磷石膏地表堆存带来的环保问题,同时,可通过低成本充填,减少并预防矿山地质灾害的发生,实现“一废治两害”。 经过前期大量的理论研究,川恒股份已经掌握了影响半水磷石膏胶凝性能的因素和改性手段。但对于材料的稳定性、工程设备适应性的不确定,以及面对贵州复杂的地质地貌、水文条件,技术团队的研究工作一度陷入停滞。 一次偶然,川恒股份结识了在充填采矿方面有着深厚理论知识和丰富实践经验的北京科技大学王贻明教授团队。年,川恒股份与北京科技大学合作成立项目组,项目研究工作推进迅速,攻克了一个又一个的技术难关。 多重实验成果转化有依据 年9月,基础理论研究、实验室试验完成;同年11月,厂内中试试验完成。年7月至年9月,技术团队在盛源磷矿完成2.6万立方米采空区的工业化充填试验,验证了“半水磷石膏改性胶凝材料及充填技术”在井下应用的可行性,为大规模的工业化推广提供了翔实的数据支撑。 年10月,中国石油和化学工业联合会组织专家对“半水磷石膏改性胶凝材料及充填技术”进行了技术成果鉴定。专家组一致同意通过成果鉴定,认为研究成果达到“国际领先水平”,建议加快推广应用。 “半水湿法磷酸技术”与“半水磷石膏改性胶凝材料及充填技术”,经过十一年的时间,终于孕育成功,为传统磷化工行业应对环保难题提供了更好的路径。
公鸡山充填站(受访单位供图)
应用推广“矿体一化”成现实 川恒股份旗下福麟矿业于年开始启动小坝、新桥两座充填站的建设,今年5月完成调试。9月,川恒股份产生的半水磷石膏成功用于福麟矿业井下充填采矿,川恒股份“矿化一体”蓝图变成了现实。 用“半水磷石膏改性胶凝材料及充填技术”进行全废料井下充填采矿,成本只有“水泥+尾砂”充填采矿成本的三分之一,磷矿的采出率提高到90%以上,同时消耗大量磷石膏,一举多得将大大提升了资源的利用率。 当前,川恒控股子公司福麟矿业已建有小坝、新桥和公鸡山三座充填站,已经具备每月15万吨的大规模充填条件。 同时,川恒股份正在全力推进福泉罗尾塘园区新型“矿化一体”新能源材料循环产业项目建设。该项目建成后,磷矿石和半水石膏等充填材料可通过皮带走廊实现双向钟摆对流,一种以“半水磷石膏改性胶凝材料及充填技术”为纽带,崭新的磷化工可持续发展新模式正呼之欲出,该模式在川恒的成熟应用以及随着后期在行业的推广,将推动磷化工产业焕发新的生机和活力。
贵州日报天眼新闻记者陈露
编辑管云编审孙晓蓉