磷石膏生产硫酸联产水泥研究现状及发展趋势

马小玲，谭宏斌，侯雄，苏雪梅，先玉生，董发勤，李玉香，杨飞华

（1.西南科技大学 材料科学与工程学院，四川 绵阳 621010；2.固体废物处理与资源循环利用教育部重点实验室，四川 绵阳 621010；3.固废资源化利用与节能建材国家重点实验室，北京 100041）

磷石膏是湿法磷酸工业的副产物，主要成份为石膏（二水硫酸钙，CaSO4·2H2O），每生产1 t 磷肥（以P2O5计算）约产生4.5～5.0 t 磷石膏[1]。2019 年我国磷石膏产生量7500 万t，利用量3000 万t，综合利用率为40.0%，剩余部分就地堆存，堆存量已超过了5 亿t[2]，磷肥企业每年为此花费大量的经费用于建设渣场及其运行管理。磷石膏含未分解磷矿、游离磷酸、氟化物等杂质，大量堆放会带来环境安全风险，如何对其进行合理地处置和处理是湿法磷酸工业可持续发展面临的问题。

水泥是以石灰石、黏土/砂岩/铝土矿、铁矿/含铁废渣为原料，经高温煅烧后粉磨得到的一种水硬性胶凝材料，主要化学成份为氧化钙，如硅酸盐水泥的主要化学成分为：CaO=64%～67%，SiO2=20%～23%，Al2O3=4%～8%，Fe2O3=3%～6%。2018 年，我国的水泥产量为21.77 亿t，2030～2050 年将长期稳定在10亿～15 亿t/a，水泥行业可完全消纳磷石膏中的钙资源[3]。磷石膏分解生产硫酸联产水泥不仅利用其钙资源，不排放固体废渣，还为磷肥企业提供生产用的硫酸（我国60%的硫酸用于磷肥生产）[4]。从20 世纪以来，以石膏为主要原料分解制硫酸联产水泥已逐渐成为热点。

1 石膏制硫酸联产水泥工业生产现状

早在1915 年，德国Muller 首先用焦炭和天然石膏为原料开发了石膏制硫酸联产水泥的工艺，随后Kuhner 又对Muller 的工艺进行了改进并建立了中试生产线。……