在推进工业化和城镇化的进程中和大力建设生态文明建设的要求下,发展绿色建筑和绿色建材产业成为加快建材工业转型升级、加速大宗工业固废利用的重要举措。绿色建材是绿色建筑发展的支撑。所谓“绿色建材”:即为该种建材产品,在全生命周期内可减少对天然资源消耗和减轻对生态环境影响,具有“节能、减排、安全、便利和可循环”特征的建材产品。
“政策+装备”
助力磷石膏综合利用
磷石膏主要成分为二水硫酸钙,是一种可替代天然石膏的再生资源,但由于磷石膏产生量大,同时含有少量磷、氟及硫酸盐类等杂质,特别是美国以及北非等地区磷石膏中放射性元素及重金属镉含量高而难以利用,因此磷石膏综合利用是世界性的难题,全球平均综合利用率在10%以下。我国由于磷矿中放射性元素及重金属含量低,因此磷石膏中放射性元素及重金属较低,为磷石膏资源化利用创造了有利条件。
随着循环经济和生态文明建设的不断深入,磷石膏大量堆存产生的环境问题、社会影响以及经济运行压力逐渐凸显。多年来,磷肥企业的环境意识、社会责任不断增强,充分认识到磷石膏安全堆存和资源化利用等问题已成为制约我国磷肥行业健康持续发展的重要瓶颈之一。在国家一系列政策的鼓励支持下,磷石膏综合利用推进力度不断增强,利用规模逐年扩大,技术装备水平有所提升,逐步实现经济效益、社会效益和环境效益的有机统一,磷石膏综合利用取得了积极进展,呈现出以下四个方面特征:
1.磷石膏综合利用规模稳步扩大。
利用量和综合利用率逐年提高,2015年全行业磷石膏产生量为8000万吨,各种途径的利用量已达到2650万吨,年综合利用率为33.1%,提前两年实现“十二五”磷石膏利用率30%的目标。
2.综合利用途径逐步拓宽。
经过多年的开发研究与实践,磷石膏综合利用途径逐步拓宽,一是替代天然石膏做水泥缓凝剂;二是制备石膏新型建材系列产品;三是制备硫酸、硫酸铵等产品;四是制备土壤调理剂;五是用于井下、路基及垃圾填埋场垫层充填。
3.技术装备水平有所提高。
已开发一批成熟的磷石膏综合利用技术与装备,年产20万吨磷石膏煅烧装置、3000万平米的纸面石膏板、150万平米石膏砌块等大型装置的稳定性和自动化程度等不断提高。
4.技术创新力度逐年加大,创新驱动作用愈加显现。
近年来,磷石膏无害化清洁预处理技术、磷石膏制石膏模盒、半干法磷石膏制空心砌块、磷石膏制石膏基胶凝材料、磷石膏改性制备内墙装饰板以及磷石膏制蒸压标砖得到广泛应用。磷石膏制α高强石膏技术、化学法分解磷石膏制硫酸改进技术等消耗磷石膏量大、利用途径广的新技术研发力度在加大,创新技术引领作用不断发挥。
低碳环保特性
应用石膏建材
磷石膏主要成分是二水磷酸钙,与天然石膏成份基本相同,经过适当处理后可以替代天然石膏生产石膏建材产品。其用于生产石膏建材产品是磷石膏综合利用的主要途径之一。2015年,磷石膏用于生产建筑石膏粉、石膏基胶凝材料等石膏建材原料以及生产石膏板、石膏砌块、石膏标砖等产品的消耗量为600万吨(不包括外供专业厂家生产建材的量),占年度总利用量的22.8%。
石膏建材产品与传统的建材产品相比,具有低碳节能、环保保温,同时还具有可调节室内空气湿度等功能。磷石膏制备石膏建材产品属于资源再利用的范畴,它既符合国家开展循环经济、资源再利用的优惠政策支持方向,也具有替代天然石膏、保护天然资源的生态效应,同时从市场需求上分析它还具有旺盛的生命力。
以磷石膏制纸面石膏板为例,我国纸面石膏板生产水平近十年来有极大的提高,其装置产能由过去的年产400万~1000万平米为主发展为如今的以年产3000万~6000万平米为主。此外,生产设备水平也有了极大的提高,由早期的以国外进口设备为主,发展到如今国产设备大量出口。在生产原料方面,90%的天然石膏已被工业副产石膏所代替,用工业副产石膏为原料制备纸面石膏板及装饰板的技术和装备都已成熟。
据国家统计局的统计显示,到2018~2019年,我国城镇人均住房面积将达到40平方米、农村人均住房面积达到45平方米,住房建筑建成后是需要大量的装饰石膏板的。显而易见,磷石膏制备石膏建材产品具有广阔的市场。
然而,由于磷石膏呈酸性,且含有少量磷、氟及硫酸盐类等杂质,杂质含量虽然所占的比例不大,但对于不同石膏建材产品的性能和质量稳定上所产生的负面影响是不容忽视的。因此,在磷石膏用于生产石膏建材产品时一定要注重以下三个方面的问题。
一是真正树立起磷石膏是产品而不是废弃物的意识,但必须要为后延产品生产提供品质合格稳定的原料;二是新鲜磷石膏的pH值一般在2.0~4.0之间,所含的磷、氟等杂质中特别是水溶性磷、氟对石膏建材产品的性能和品质都会产生不同的影响,因此在用于石膏建材产品时,必须要经过调质改性处理,调整pH值、降低水溶性磷和氟含量;三是严格执行石膏建材产品质量标准,严格按照各种石膏建材产品加工工艺和条件组织生产,确保产品稳定达标。
只有向社会提供品质优良的建材产品和全方位的售后服务,磷石膏利用才有广阔的前景。
完善管理制度
走绿色循环之路
为加快我国绿色经济和绿色生产的发展,更好的支撑绿色建筑的壮大,国家实行了“绿色建材”的系列管理制度和方式。2014年5月,工信部和住房城乡建设部联合发布了《绿色建材标识管理办法》;同时为科学引导和规范管理我国绿色建材评价与标识工作,加快绿色建材推广应用、支撑绿色建筑选材,2015年4月,有关部委又先后发布了“绿色建材评价标识管理办法实施细则”(征求意见稿)、适用于建筑用墙体和屋面用保温材料的“绿色建材评价技术导则(墙体和屋面)”这是继出台《绿色建筑行动方案》后,实行部委协调机制的具体行动。它不仅标志着我国建材工业管理体系日趋完善,也为磷石膏制备石膏建材产品迈上“绿色发展”的快车道创造了条件。
磷石膏制备建材产品属“绿色建材”。要获得“绿色建材”标识,则需要做更大的努力。在这些管理办法、实施细则以及评价技术导则中,即规范了绿色建材评价标识管理,规定每类建材产品按照绿色建材内涵和生产使用特性,分别制定绿色建材评价技术要求,又对企业如何申请以及评价的有关程序、要求也分别作出了具体规定。同时,办法及规定中还明确鼓励企业研发、生产、推广应用绿色建材,鼓励新建、改建、扩建的建设项目优先使用获得评价标识的绿色建材,要求绿色建筑、绿色生态城区、政府投资和使用财政资金的建设项目,应使用获得评价标识的绿色建材。这些举措对于磷石膏综合利用的深入发展,将发挥重要的推进作用。
对照“绿色建材”的内涵,有关企业应认真学习理解有关“绿色建材”的管理办法和实施细则,对应有关申请条件、评价的要求和规定,积极主动地做好各项工作,争取本单位的磷石膏制石膏新型建材产品能早日获得“绿色建材”标识。
