工业副产石膏资源化综合利用综述

引言

随着我国工业化的快速推进，各类工业生产过程中产生了大量副产石膏，主要包括磷石膏、脱硫石膏、钛石膏等。这些工业副产石膏的年排放量巨大，据统计，仅磷石膏一项，我国年排放量就超过 7000 万吨。大量工业副产石膏的堆存不仅占用宝贵的土地资源，其中的有害成分还可能通过雨水淋溶等方式污染周边土壤和水体，对生态环境构成潜在威胁。

同时，我国天然石膏资源虽然丰富，但分布不均，部分地区石膏资源短缺。工业副产石膏经过适当处理后，其性能与天然石膏相当甚至更优，可以作为天然石膏的理想替代品。因此，如何实现工业副产石膏的高效资源化利用，变废为宝，已成为当前环境保护和资源循环利用领域的重要课题。

本文旨在系统梳理我国工业副产石膏的资源化综合利用现状，分析不同利用途径的技术特点和应用前景，探讨当前面临的主要问题，并对未来发展方向提出建议，以期为促进工业副产石膏的资源化利用提供参考。

一、工业副产石膏的来源与特性

工业副产石膏是指在工业生产过程中作为副产品产生的石膏材料。根据来源不同，主要可分为磷石膏、脱硫石膏和钛石膏三大类。磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的固体废弃物，每生产 1 吨磷酸约产生 4.5-5 吨磷石膏；脱硫石膏是燃煤电厂烟气脱硫过程的产物，我国年产量已超过 ¹ 亿吨；钛石膏则是用硫酸法生产钛白粉时产生的废渣，含有一定量的铁、钛等金属元素。

这些工业副产石膏在化学成分上以二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O) 为主，但含有不同的杂质。磷石膏中通常含有少量磷、氟等杂质及放射性元素；脱硫石膏相对较纯净，主要杂质为未完全反应的石灰石和少量烟尘；钛石膏则含有铁、钛等金属化合物。物理性质方面，工业副产石膏一般呈粉末状或细小结晶，粒径分布较广，颜色因杂质不同而变化。

与天然石膏相比，工业副产石膏具有纯度高、成分稳定、细度均匀等特点。经过适当处理后，其性能指标可以达到或超过天然石膏标准，是一种极具利用价值的二次资源。然而，部分工业副产石膏中含有的有害杂质可能限制其应用范围，因此在使用前通常需要进行净化处理。

二、工业副产石膏的资源化利用途径

工业副产石膏在多个领域具有广泛的资源化利用前景。在建筑材料领域，工业副产石膏可用于生产石膏板、石膏砌块等新型墙体材料。经过煅烧处理后，副产石膏转化为建筑石膏 ( 半水石膏 )，再通过配料、成型、干燥等工艺制成各种建材制品。这类产品具有质轻、防火、隔音等优点，已广泛应用于建筑内隔墙、吊顶等部位。此外，副产石膏还可作为水泥缓凝剂，替代天然石膏用于水泥生产，能有效调节水泥凝结时间并提高强度。

在农业应用方面，某些类型的工业副产石膏 ( 如磷石膏 ) 可作为土壤改良剂。磷石膏含有一定量的磷、钙、硫等植物营养元素，能有效改善土壤结构，调节 pH 值，特别适用于改良盐碱地和酸性土壤。研究表明，适量施用磷石膏可提高土壤通透性，促进作物根系发育，增加农作物产量。但需注意控制施用量，避免氟等有害元素在土壤中积累。

在化工原料领域，工业副产石膏可作为生产硫酸铵、硫酸钾等化工产品的原料。通过特定的化学反应，可将副产石膏中的硫酸钙转化为有价值的化工产品。例如，副产石膏与碳酸铵反应可生产硫酸铵肥料，同时副产碳酸钙；与氯化钾反应可制取硫酸钾肥料。这些工艺不仅实现了副产石膏的资源化利用，还创造了额外的经济价值。

此外，工业副产石膏在道路基层材料、矿井回填、艺术雕塑等领域也有应用。随着技术的进步，副产石膏的高值化利用途径不断拓展，如制备α 型高强石膏、医用石膏等高端产品，进一步提升了其资源化利用价值。

三、工业副产石膏利用面临的挑战

尽管工业副产石膏的资源化利用取得了一定进展，但仍面临诸多挑战。技术层面，不同来源的副产石膏成分差异大，杂质含量高，特别是磷石膏中的磷、氟及放射性元素，脱硫石膏中的氯离子等，都可能影响后续利用产品的性能和质量稳定性。现有的净化处理技术如水洗、石灰中和等虽然有效，但成本较高，且可能产生二次污染。

经济可行性方面，副产石膏利用项目往往初期投资大，投资回报周期长。受运输半径限制，副产石膏利用企业通常需要就近建设，而许多产生企业位于偏远地区，基础设施不完善，增加了利用成本。此外，部分地区天然石膏价格低廉，使得副产石膏产品缺乏市场竞争力。

政策和管理方面也存在不足。虽然国家出台了一系列鼓励工业固废资源化利用的政策，但具体到副产石膏领域的实施细则和支持力度仍有待加强。副产石膏的产生、运输、利用等环节的监管体系尚不完善，缺乏统一的质量标准和产品认证制度，影响了市场对副产石膏制品的接受度。

公众认知和市场接受度也是制约因素。由于对副产石膏的性能和安全性了解不足，部分消费者对其制品存在疑虑，特别是在建材和农业应用领域。这种认知偏差需要通过科普宣传和产品质量认证来逐步消除。

四、未来发展趋势与建议

未来工业副产石膏资源化利用将朝着高值化、规模化、清洁化方向发展。技术创新方面，应重点开发高效低成本的杂质去除技术，如新型浮选药剂、微波辅助净化等；研究副产石膏制备α 型高强石膏、医用石膏等高附加值产品的工艺；探索副产石膏在3D 打印建筑材料、吸附材料等新兴领域的应用。

政策支持上，建议制定专门的工业副产石膏综合利用促进政策，包括税收优惠、补贴等经济激励措施；完善副产石膏产品质量标准体系，建立统一的产品认证制度；加强产、学、研合作，建立副产石膏综合利用技术创新联盟。

产业布局方面，应鼓励在副产石膏集中产生区域建设规模化利用项目，形成 " 以用定产 " 的循环经济模式；推动上下游产业协同，如电厂 - 建材企业、磷化工- 化肥企业等联产模式，降低运输成本，提高整体经济效益。

此外，还应加强公众宣传，通过媒体、展会等多种渠道普及副产石膏制品的安全性和优越性，提高市场认可度；建立副产石膏资源化利用示范工程，发挥引领带动作用。

五、结论

工业副产石膏的资源化综合利用对于我国发展循环经济、建设资源节约型和环境友好型社会具有重要意义。当前，我国工业副产石膏利用已形成建筑材料、农业改良、化工原料等多条技术路线，但整体利用率仍有提升空间。未来应通过技术创新、政策引导、产业协同等多措并举，不断提高副产石膏资源化利用水平和经济效益。

实现工业副产石膏的大规模高值化利用，需要政府、企业、科研机构和公众的共同努力。政府应完善政策体系，加强监管引导；企业要加大技术研发投入，提高产品质量；科研机构需深入开展基础研究，突破关键技术瓶颈；公众则应转变观念，积极支持环保产品。只有多方协作，才能推动工业副产石膏资源化利用事业健康发展，为生态文明建设做出贡献。

参考文献

[1] 张明远, 李红梅. 中国工业副产石膏资源化利用现状与发展趋势[J].环境科学与技术 , 2020, 43(5): 1-10.

[2] 王立新 , 陈光华 . 磷石膏综合利用技术研究进展 [J]. 化工进展 ,2019, 38(3): 1565-1574.

[3] 国家发展和改革委员会 . 关于推进大宗固体废弃物综合利用的指导意见 [Z]. 2021.

[4] 刘志强, 黄维. 脱硫石膏在建筑材料中的应用研究进展[J]. 硅酸盐通报 , 2018, 37(6): 1873-1880.

[5] 环境保护部 . 工业副产石膏污染控制技术规范 [HJ 2055-2018].2018.