磷石膏再生利用方案

武汉德利保生态技术有限公司“德利保固”固化技术磷肥尾矿库减量及磷石膏再生利用项目介绍项目企业介绍项目背景项目技术思路项目实施方案1234CONTENTSPAGE目录项目经济及社会效益分析5项目企业介绍1

第一部分武汉德利保生态技术有限公司

武汉德利保生态技术有限公司是一家专注于节能环保领域的高新科技企业。秉承PollutionPreventionPuys（预防污染必有回报）的企业精神，在环境保护、工业节能、新材料及资源循环利用等方面拥有大量技术储备。公司的业务领域涵盖水污染治理、固体废物处理、土壤修复及固化、资源循环利用、工业节能、绿色生产等领域。与国内的多所大学和科研机构建立了密切的合作关系，并建立了一支由中外环境技术专家组成的技术支持团队。项目背景

第二部分磷石膏是硫酸法萃取磷酸生产过程的副产品，为一种含磷以硫酸钙为主的固体残渣。每生产1t磷酸(P205)将产生4.5—5.5t的磷石膏，主要成分除硫酸钙外，还含有少量未分解的磷矿粉、游离磷酸、磷酸铁、磷酸铝、与石膏共晶的磷酸氢钙(CaHPO4·2H2O)和氟硅酸盐等杂质。磷石膏的大量堆存，不仅侵占了土地资源，而且由于风蚀、雨蚀造成了大气、水系及土壤的污染。长时间接触磷石膏，可能导致人的死亡或病变。磷石膏的特性：

1.磷石膏有一定的含水率。磷石膏的含水率一般达到20％—25％。由于其含水率高，粘性强，在装载、提升、输送过程中极易粘附在各种设备上，造成积料堵塞，影响生产过程的正常进行。

2.磷石膏的颜色偏深。纯净的磷石膏是纯白色的，但通常的磷石膏呈深灰色，作为粉刷石膏和装饰石膏将影响外观。主要原因是杂质的影响。

磷石膏的产生和特性

目前，我国磷矿尾矿的综合利用率仅为7％左右，大量的尾矿只能长期堆放在尾矿库。有些边远地区的乡镇矿山选厂甚至直接将尾矿排放到自然场地之中。

即使排放到尾矿区的尾矿也会对矿区周围环境造成了严重的影响。

主要表现在：尾矿在受到腐蚀时，以及某些进入尾矿中的可迁移元素发生化学迁移时，将会对大气和水土造成严重的污染，并导致土地退化，植被破坏甚至直接威胁到人畜的生存；

尾矿库区表面产生的粉尘可以恶化周围地区的卫生条件；

尾矿中的有关成分以及残留的选矿剂也对生态环境造成严重的危害。

目前，我国因尾矿造成的污染面积达百万亩，间接污染土地面积1000多万亩。举例：祥云集团磷石膏情况磷石膏的存放矿浆由高扬程泵抽至尾矿库进行存放，为做防尘处理需要排放一段时间之后在表面覆土。磷石膏产量按照上述产能计算，祥云集团每年的磷石膏产生量约为594-742.5万吨。按磷石膏密度2.61g/cm³计算，每年磷石膏的体积也为227.59-284.48万m³。磷肥生产湖北祥云（集团）化工股份有限公司为全国知名的大型磷复肥生产企业。其中年产120万吨磷酸铵、年产15万吨工业级磷酸一铵，产能均为全国第一。祥云集团磷石膏尾矿库情况1、祥云集团磷石膏尾矿库位于老厂区道路左侧，属于山谷型三等尾矿库（全库库容1000万m³≤V≤10000万m³，坝体高度60≤H≤100米）3、该尾矿库是一个具有高势能的人造泥石流的重大危险源，确定风险评估工作等级为一级，存在许都安全隐患。最大可信事故为尾矿库发生溃坝，大量污染物将流入长江。4、祥云集团投资3782万元，根据尾矿库现状修建挡土墙71608m3、渗滤水收集系统（包括排水管177793m、集水沟3468m3、集水池3000m3）等设施，坝体削坡、坝体碾压、坝体填方、覆土种草等工程的实施增加磷石膏尾矿库的稳定稳定性，目的是将尾矿库的环境风险降到最低以利于未来磷石膏的再利用工程。2、尾矿库的基建投资一般约占矿山建设总投资的10%以上，占选矿厂投资的20%左右。尾矿设施运行成本占选矿厂生产成本的30%以上。★随着磷化工产品的持续生产以及企业规模的不断壮大，磷石膏的堆放及处置问题、尾矿库剩余库容及安全问题将日趋严重！★磷石膏再生利用及尾矿库减量将在有效解决企业大宗废弃物存放、处置的同时延缓尾矿库的使用年限，降低企业采选矿成本并创造经济效益。制作化工原料建材行业农业方面水泥行业磷石膏制硫铵和碳酸钙土壤改良剂、肥料水泥矿化剂水泥缓凝剂硫酸联产水泥纸面石膏板、纤维石膏板、空心条板、空心砖块、建筑标准砖、石膏防火板、粉刷石膏传统的磷石膏再利用方法目前市场上使用磷石膏再生利用的行业传统工艺对比应用行业相关产品工艺方法作用优点缺点磷石膏添加率水泥行业水泥矿化剂在水泥生产的生料中掺入提高水泥产能、提高水泥熟料质量、降低熟料烧成温度矿化作用优于天然石膏磷石膏利用率低、原材料筛选困难4—5%水泥缓凝剂在水泥熟料中加入混搅调节水泥的凝结过程增强水泥强度上优于天然石膏处理工艺复杂、投资大于天然石膏4—5%硫酸联产水泥将磷石膏、焦炭、黏土、氧化铁、氧化铝放在回转炉中反应制作水泥熟料，同时产生SO2用于制作硫酸磷石膏不需要堆场及外运流程长、设备多、投资大、对磷石膏质量有很高的要求10%左右建材行业石膏建材产品经预处理后煅烧提高材料的耐火度、绝热性、隔音性、温度调节性投入低磷石膏利用率低、材料强度低、材料中的重金属易析出，且含有放射性对人体有伤害10%-15%化工制品制硫铵和碳酸钙利用氨和二氧化碳将磷石膏转化制作硫铵和碳酸钙成品易于外销流程长、设备多、投资较大、对磷石膏要求非常高12%-15%农业土壤改良剂和肥料利用磷石膏PH值1-4（酸性）改良土壤改良盐碱地、红壤旱地的土壤酸碱度直接投加磷石膏中的重金属会污染土壤，影响植被的健康性20%左右，且需要先去除重金属010203040506制成成品无二次污染，可循环再生利用工艺简单、投入成本低科技含量高、有核心市场竞争力产品的磷石膏利用率高、需求量大符合国家相关政策法规、争取相关政策扶持产品附加值高、同时注重新产品开发综上所述，磷石膏资源化利用应遵循：磷石膏产品的消耗量≥磷石膏的产生量总结项目技术思路

第三部分选择工艺思路资源化利用资源化产品开发利用思路：目的：大量消耗磷石膏创造高额附加值并行不悖利用率：100%80%齐头并进技术方向：固化技术延伸产品

抗水强基纳米材料是一种高科技筑路材料，从上世纪70年代起美国、英国、加拿大、澳大利亚、日本等国家就已在道路工程上广泛应用，取得了很高的环境效益和经济效益。同时欧美军方该类材料的应用和实践，使得抗水强基纳米材料具有很高的军事价值。

武汉德利保生态技术有限公司经过不断研究和开发，结合我国土壤和工程特点，成功开发出具有自主研发成果和知识产权的“德利保固”，一种新型的纳米高分子土壤及粉体材料抗水强基固化技术。“德利保固”固化技术资源化利用技术原理工艺流程产品可靠性

“德利保固”采用高分子聚合物纳米技术，其共聚长链接触土壤或各类粉体物后会形成持久防水的半柔性固体矩阵结构，使粉体永久固化。这种效果使以土壤和各类粉体（矿渣）为原料建造的路基相比传统路基早期强度高，后期增长稳定，抗水性极强。因其结构简单，能就地取材、施工速度快，还大大降低了筑路综合成本，是目前国际上最先进的新型筑路技术。共聚长链矩阵结构示意图“德利保固”固化技术资源化利用技术原理工艺流程产品可靠性

“德利保固”抗水强基纳米材料稳定土代替水泥稳定土、石灰稳定土与石灰稳定土做路面基层，不但性能远远优于传统路基，而且还可以减少对环境的破坏，还具有很高的经济价值。“德利保固”固化技术资源化利用技术原理工艺流程产品可靠性塑性指数5-17，被固化材料PH值4.0-8.5各类尾矿渣可固化的种类各类工业废渣有机土工业、市政污水厂污泥粉土砂土酸性土碱性土河道底泥黄土“德利保固”固化技术资源化利用技术原理运用领域产品可靠性公路建设机场跑道高铁路基水利工程工地降尘军事应用“德利保固”固化技术应用范围“德利保固”固化技术资源化利用技术原理运用领域产品可靠性

以土壤和各类粉体废弃物为主要原料，改变了传统将天然土运走再购进新的路基材料的施工方式，大大减少弃土、运输、回填等费用，也省去了传统所用的二灰碎石、沙土材料的运输、采集、人工、场地等费用；沥青面层减半使用，可减少道路建设综合投资15%，减少日后维护60%。降低造价施工速度快

“德利保固”固化技术筑路只需做一层基层和一层面层，在路基层碾压完成后无需养生即可摊铺沥青层，直接通车，省时省工！

“德利保固”固化技术早期强度增高，后期增长稳定，抗水性强，可有效解决传统道路浸水、冻涨、道路翻浆、不规则沉降与开裂、窨井盖下沉等病害问题！解决市政工程难题晚上施工，白天通车，不影响交通

由于“德利保固”固化技术对土壤性质进行了改变，无侧限抗压强度超过原有相关等级公路《规范》值以上。并且“德利保固”固化技术所产生的无侧限抗压强度随龄期可持续稳定增长，比传统公路材料的承载强度均取得显著提高。“德利保固”固化技术资源化利用“德利保固”固化技术将土壤微粒进行电荷交换，同时中和土粒表面负电荷，使土粒失去对水的静电吸力，从而将土粒周围的结合水置换为自由水，永久的将土壤的吸水性改变为疏水性；“德利保固”固化技术资源化利用在“德利保固”固化技术的催化下，土壤的化学成分直接生成水化硅酸凝胶，这些胶体起到润滑剂的作用，使得土壤在同等压实能下，更容易压实，达到更高的密实度。道路基层密实度可轻易达到99%。从而大大地增强土壤的承载力和抗渗性。“德利保固”固化技术资源化利用路基的损坏一般是受到水的侵扰，而“德利保固”固化技术将路基土壤的亲水性变为斥水性，同时缩小土壤颗粒间距，提高土壤颗粒间的吸附力，根本上解决了水的侵害，使土壤不再遇水湿涨与塑化，可保证路基稳定的承载力与寿命。“德利保固”固化技术稳定土的水稳性决定了它的抗渗、抗冻涨、抗翻浆能力“德利保固”固化技术资源化利用

“德利保固”固化技术和土壤中物质发生复杂反应所产生的共聚物分子胶状粘粒可以和土粒本身结合起来，一方面形成抗水性，另一方面在土壤微粒间产生一层三维薄壳固体矩阵结构，使土壤永久固化，从而直接提高土壤的机械强度，达到工程要求。三维薄壳固体矩阵结构“德利保固”固化技术资源化利用在压力不变的条件下，受力面积越大压强越小，“德利保固”固化技术建成的路基是一个整体板块，承载比（CBR）可达到250%，相当于石灰稳定基层的3~5倍。传统道路整体板块“德利保固”固化技术资源化利用就地取材，不开山炸石、挖河取沙。对被固化的对象基本实现100%利用；不易燃不挥发、无毒无腐蚀；半柔性路基，明显降低噪音3~8分贝；亲沥青、亲水泥，不使用网栅格、透油层，减薄路面厚度、降低建设成本、节省日后维护60%；比传统道路延长寿命5~10年；“德利保固”固化技术资源化利用道路基础平整将混搅好的材料覆盖在需要铺设的道路上挖机拌匀初步碾压平整压路机碾压平整铺设沥青洒水养护“德利保固”固化技术资源化利用技术原理工艺流程产品可靠性同类技术示范工程一：南京珠江路“夕发朝至”工程业主接受媒体采访晚上11点开挖，早上6点已恢复交通，日通车约35000辆“德利保固”固化技术资源化利用“德利保固”固化技术资源化利用同类技术示范工程二：南京市石扬路道路拓宽工程（市政一级）石扬路第四标段原工期需要三个月，应用强基固化技术仅仅用了12天竣工。并且完全符合设计标准。按比例搅拌挖机摊铺作业压实管委会领导现场考核大目弯海涂污泥固化项目是一条利用“强基固化”技术循环固化后铺设的高效、节能的淤泥固化之路。给大目湾带来了正在意义上的低碳生态。对淤泥固化后，60吨满载大卡车现场测试，效果非常理想。“德利保固”固化技术资源化利用同类技术示范工程三：大目湾海涂淤泥固化道路项目经反复试验表明：磷石膏表面密度达到2.61g/cm³,用“德利保固”固化技术固化后建筑强度好、矿化作用明显，是所有尾矿材料中最适合做路基材料的矿渣产品。且磷石膏中的杂质被完全永固在成品材料中不会析出造成二次污染。☆路基材料消耗的磷石膏占路基材料总量的90%以上，制成后的材料完全不渗水，作为路基材不需担心被渗水或断裂损害。☆路基抗压强度为：4-4.2MPa（远远高于路面基层0.8～1.1MPa规范设计要求强度）☆路基层厚度40-60cm为最佳，完全可承载60-100t载重卡车长期碾压。☆路基层表面铺设5-8cm沥青层，可有效延长路基使用寿命。利用“德利保固”技术将磷石膏固化成路基材资源化利用1、用“德利保固”固化技术固化过后的磷石膏作为路基材具有亲沥青、亲水泥的特性。可直接摊铺沥青粘接牢固，取芯效果理想。2、磷石膏用量、利用率大：按照路基厚度（H)60cm、宽度（B)12M计算，每铺设一米磷石膏材料路基道路约消耗7m³左右磷石膏，消耗量巨大，且基本无残留物质。3、修建路基层成本远低于传统道路施工方法的成本：用“德利保固”固化技术生产的路基材料成本不超过150元/m³。远低于传统水泥碎石250元/m³，且后续养护成本也远低于传统方式。固化后的性状磷石膏消耗量成本分析利用“德利保固”技术将磷石膏固化成路基材资源化利用项目实施方案

第四部分

作为项目启动的样板，武汉德利保生态技术有限公司和武汉中东磷业科技有限公司（新洲磷肥厂）已达成战略合作协议，在武汉中东磷业科技有限公司矿渣库附近建设“德利保固”固化路基材料生产基地，用武汉中东磷业科技有限公司的废弃尾矿生产符合CJ/T3073《土壤固化剂》；CJJ/T80《固化类路面基层和底基层技术规程》；JTGE51《公路工程无机结合料稳定材料试验规程》；JTJ034《公路路面基层施工技术规程》标准的“德利