磷石膏礦渣輕骨料的制備及其在道路工程中的應(yīng)用科技成果鑒定會(huì)成功召開 天天熱點(diǎn)

【資料圖】

磷石膏是磷化工行業(yè)里濕法工藝生產(chǎn)磷酸過程產(chǎn)生的固體廢棄物，每生產(chǎn)1 噸磷酸約產(chǎn)生 5 噸磷石膏。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2020 年國內(nèi)磷石膏存放量已超過 5億噸，主要分布在湖北、云南、貴州、山東和安徽 5 個(gè)省份，占比超過 75%。其中湖北省磷石膏存放量已達(dá)2.5 億噸，而且每年還在以大于10%的增量增長。

由于缺乏合理的大規(guī)模磷石膏綜合利用的技術(shù)途徑，大量磷石膏被掩埋堆存。在堆存過程中，磷石膏中殘留的水溶性磷會(huì)通過滲透或者隨著雨水等流入封閉或半封閉的湖泊、河灣等地區(qū)，導(dǎo)致水體中的磷元素含量上升，使水體富營養(yǎng)化，造成藻類植物快速生長、水體含氧量急劇下降，使得魚類、貝類等水族動(dòng)物缺氧死亡。磷石膏中的可溶性氟流入水體與土壤后，人通過食物與飲水?dāng)z入過多會(huì)嚴(yán)重影響身體健康。磷石膏的大量堆存不僅對環(huán)境與居民安全帶來隱患，而且還侵占了大量的土地資源。隨著磷酸鐵鋰等新能源動(dòng)力電池的興起，磷酸的需求量將逐年增加，磷石膏的副產(chǎn)量也將同比大幅增加，對土地資源及水環(huán)境造成的污染問題尤為突出。

傳統(tǒng)的磷石膏固廢綜合利用的技術(shù)路線包括生產(chǎn)水泥緩凝劑、建筑石膏、硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥、石膏砂漿、石膏砌塊等產(chǎn)品，但是均存在一些問題，如耐水性差，使用范圍受限；磷石膏中雜質(zhì)復(fù)雜，安全環(huán)保的預(yù)處理技術(shù)成本高昂；附加值低；運(yùn)輸半徑小等，導(dǎo)致磷石膏固廢整體的利用率不足40%。

湖北昌耀新材料股份有限公司從2012年開始，積極開展產(chǎn)學(xué)研合作，與武漢理工大學(xué)、三峽大學(xué)等科研團(tuán)隊(duì)合作，針對磷石膏固廢的資源化綜合利用課題開展了技術(shù)攻關(guān)，先后開發(fā)了過硫磷石膏礦渣水泥、超高摻量磷石膏水硬性膠凝材料、磷石膏輕骨料等創(chuàng)新技術(shù)和產(chǎn)品，并創(chuàng)造性地應(yīng)用于公路基層，構(gòu)建了“磷石膏土壤硬化路基+磷石膏底基層+磷石膏骨料級配穩(wěn)定層+磷石膏水硬性膠凝材料上基層”的全磷石膏道路基層結(jié)構(gòu)新體系，為磷石膏固廢的大規(guī)模資源化綜合利用探索出了新的途徑。本科技成果以80%以上的磷石膏作為主要原材料，能夠在不提高同類產(chǎn)品成本的前提下，大量消納磷石膏，一級公路每公里可消耗磷石膏2.6萬噸以上，可有效解決“三磷”問題，助力磷化工業(yè)和建材工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，市場前景廣闊。

2023年4月16日，中國建筑材料聯(lián)合會(huì)和中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)受湖北昌耀新材料股份有限公司的委托，對“磷石膏礦渣輕骨料的制備及其在道路工程中的應(yīng)用”項(xiàng)目進(jìn)行了聯(lián)合科技成果鑒定。與會(huì)專家認(rèn)為，研發(fā)團(tuán)隊(duì)研究了硫酸鹽激發(fā)和堿激發(fā)的協(xié)同作用機(jī)制，發(fā)明了磷石膏基膠凝材料的促凝型早強(qiáng)劑及其制備方法，開發(fā)出具有表面化學(xué)反應(yīng)特征的超高摻量磷石膏水硬性膠凝材料，磷石膏摻量可達(dá)80%以上；研發(fā)了促進(jìn)水化的磷石膏基晶種調(diào)節(jié)劑和脫水相調(diào)節(jié)劑，以及高摻量磷石膏骨料配方及生產(chǎn)工藝，開發(fā)出系列磷石膏礦渣輕骨料，其筒壓強(qiáng)度可達(dá)10MPa以上（堆積密度1190kg/m³）；構(gòu)建了“磷石膏土壤硬化路基+磷石膏底基層+磷石膏骨料級配穩(wěn)定層+磷石膏水硬性膠凝材料上基層”的道路基層結(jié)構(gòu)新材料體系，開發(fā)了該材料體系用于制備道路基層的施工方法，磷石膏礦渣輕骨料可代替35% ~ 75%天然骨料，實(shí)現(xiàn)了磷石膏固廢在道路工程的大規(guī)模資源化綜合利用。

對此，鑒定委員會(huì)主任委員、中國工程院院士劉加平教授表示，本科技成果為磷石膏固廢規(guī)模化綜合利用走出了堅(jiān)實(shí)的一步，企業(yè)在政府幫助下，長期堅(jiān)持產(chǎn)學(xué)研合作，實(shí)現(xiàn)了科研、工程應(yīng)用的螺旋上升的態(tài)勢，這種長期合作必將推進(jìn)更多科學(xué)技術(shù)的創(chuàng)新。他建議，未來應(yīng)當(dāng)從交通行業(yè)角度，即從需求端出發(fā)制定標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，確定關(guān)鍵指標(biāo)參數(shù)，持續(xù)開展磷石膏輕骨料的研發(fā)和應(yīng)用，做到輕骨料產(chǎn)品的高性能和系列化，并針對不同應(yīng)用場景開展相關(guān)研發(fā)。力爭能夠成為宜昌市乃至湖北省的磷石膏綜合利用的示范項(xiàng)目，并向全國進(jìn)行推廣。

中國混凝土與水泥制品協(xié)會(huì)原會(huì)長、榮譽(yù)會(huì)長徐永模先生表示，在宜昌市領(lǐng)導(dǎo)的高度重視和支持領(lǐng)導(dǎo)下，以湖北昌耀為主體的產(chǎn)學(xué)研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，在技術(shù)創(chuàng)新上做出了艱苦卓越的努力，為我國在這個(gè)材料科學(xué)領(lǐng)域的創(chuàng)新發(fā)展做出了巨大貢獻(xiàn)，中國的石膏水硬性膠凝體系確實(shí)達(dá)到了世界領(lǐng)先水平。希望企業(yè)能夠再接再厲，不斷完善提高，開創(chuàng)磷石膏固廢資源化綜合利用新的工程技術(shù)應(yīng)用領(lǐng)域。

湖北昌耀新材料股份有限公司董事長吳赤球表示，湖北昌耀是一家以固廢新材料和新型建材產(chǎn)品的研發(fā)、生產(chǎn)、銷售、施工，以及技術(shù)咨詢、技術(shù)服務(wù)、技術(shù)轉(zhuǎn)讓為一體的混合制高新技術(shù)企業(yè)，始終堅(jiān)持“科技引領(lǐng)、創(chuàng)新發(fā)展”的經(jīng)營理念，在國家“雙碳”戰(zhàn)略和“長江大保護(hù)”戰(zhàn)略驅(qū)動(dòng)下，不斷加大科技創(chuàng)新力度，全面加快磷石膏固廢綠色利用科技研究工作，為助力當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和磷化工產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展，守護(hù)一江碧水貢獻(xiàn)“昌耀”智慧和力量。從2012年以來，公司高度重視對磷石膏礦渣輕骨料技術(shù)進(jìn)行創(chuàng)新研究，聯(lián)合武漢理工大學(xué)成立了磷石膏礦渣輕骨料的制備及其在道路工程中的應(yīng)用研究專家組，成功研發(fā)磷石膏礦渣輕骨料及其制備技術(shù)。希望能夠得到包括地方政府、廣大公路系統(tǒng)以及國家相關(guān)部委的支持，推動(dòng)磷石膏固廢利用技術(shù)的工程應(yīng)用，助力我國磷化工產(chǎn)業(yè)的綠色化轉(zhuǎn)型，為長江大保護(hù)典范城市建設(shè)提供重要的技術(shù)支撐。