浅析氟石膏的环境污染防治对策

综合利用量极为有限。大量贮存不仅存在氟化物污染环境的风险，还会对资源高效利用及可持续发展造成不利影响，文章阐述其综合利用存在的问题，并提出简要对策措施，旨在引起社会对氟石膏利用与处置问题的关注。

氟石膏主要来源于氟化工产业中无机酸的生产过程，例如在氢氟酸生产过程中，采用萤石粉与硫酸反应制备氟化氢，会产生大量的副产品氟石膏，有相关研究，每生产1t氢氟酸就产出3.6t的无水氟石膏【1】，氟石膏若处置不当，其中的氟化物可能会对环境造成污染，因此，对其进行有效污染防治至关重要。

1.氟石膏的特性与危害

氟石膏呈灰白色或灰色粉状体，其主要成分为CaF⁹、CaSO⁹等，且含有残余的萤石与硫酸。氟石膏中的高浓度氟化物和硫酸具有腐蚀性和毒性，若随意堆放或不当处置，有害物质会飘散到空气中，可能引发呼吸系统疾病等健康问题；若进入土壤，可能改变土壤的理化性质，导致土壤板结、肥力下降，影响植物生长，甚至通过食物链对整个生态系统造成长期负面影响；或随地表径流进入地表水、渗入地下水体等，严重影响水体环境质量，长期饮用受氟污染的水，可能引发人体氟中毒，出现氟斑牙或氟骨症等症状。

2.某市氟石膏的产生及利用处置现状

根据固体废物申报信息系统数据，某市氟石膏自2023年起开始产生，其主要来源为新注册的氟化工企业，在申报类别中归类为S11工业副产石膏。2023年该市氟石膏产生量十万吨左右，综合利用量为零,2024年产生量突破了七十多万吨，综合利用量只有十吨左右，产生量几乎全部贮存。尽管目前氟石膏产生量在该市一般工业固体废物总量中占比很小，但氟化工产业作为该市五大战略性新兴产业之一，且该市拥有丰富的萤石矿资源，未来氟化工产业及产能势必会进一步扩大，氟石膏产生量将会进一步增长，若不提高综合利用量，扩大综合利用途径，贮存的环境风险将会进一步增加。

3.氟石膏的污染防治对策探究

3.1 源头控制，落实企业环境污染防治的主体责任

优化原料质量。严格筛选原料的纯度和质量，要求供应商提供原料检测相关报告，拒绝使用不合格原料。必要时可以在入场后进行氟化钙含量、杂质种类及含量等检测，确保符合生产要求。加强原料的储存管理，采取相应的“三防”措施，防止因储存条件不合格而受潮、变质或混入其他杂质。

3.2 过程严控，减少氟石膏等废物的产生

优化生产工艺。改进氢氟酸的生产工艺，采用先进的生产技术及工程设备，合理调整反应所需温度、压力、停留时间等参数，确保萤石和硫酸充分反应，提高反应效率，减少未反应的原料进入氟石膏，有效降低氟化钙、硫酸等有害物质进入氟石膏。借助人工智能技术，采用自动化控制系统，精准控制原料的投放量和反应进程，避免因人为操作失误导致反应不充分或原料浪费，从生产过程上减少氟石膏的产生量及有害物质含量。

3.3 拓宽综合利用途径，提升综合利用率

1.建筑材料领域应用

氟石膏可用作各种水泥的调凝剂和生产其他建筑材料。用作水泥调凝剂时，其作用机理与天然石膏类似，都是在水泥颗粒表面形成钙矾石保护膜，阻碍水分子及其他离子迁移，从而控制水泥凝结进程。根据《水泥企业质量管理规程》规定:“使用化学副产石膏应经过充分试验研究，并经过省级或省级以上权威机构鉴定”【2】。因此，在水泥生产中使用氟石膏一定要做好前期的实验认证，氟石膏中混有的酸性杂质直接影响水泥产品性能，进而影响最终的混凝土性能。氟石膏自身强度偏低、膨胀现象显著，无法直接作为建筑材料使用，通过添加剂进行化学改性后，可研制出适用于建筑物室内场景的抹灰石膏、石膏基自流平砂浆等产品。

2.农业领域应用

利用氟石膏来制备钾肥。据相关研究，使用氟石膏与水混合，加入氧化钙调节到合适的pH值,然后加人碳酸铵固体反应,过滤得到接近饱和的硫酸铵溶液，由于硫酸铵的溶解度很大,可以作为很好的中间试剂。随后将硫酸铵液体升温至接近九十度，缓慢加入氯化钾固体反应约一小时,快速冷却至三十度结晶、过滤、洗涤、烘干得到硫酸钾样品,滤液经蒸发、冷却、结晶得到氯化铵-硫酸钾复合肥。将氟石膏发展方向引用于农业领域,推广后可大量消耗氟石膏，既可以降低企业贮存所带来的成本，又可以减少对环境造成的污染，一定程度还可以为企业带来经济效益【1】。

3.矿山充填领域应用

在矿山井下采空区回填过程中，氟石膏不是作为回填材料直接进行充填，而是作为胶凝材料、充填胶结剂使用，例如在尾矿胶结回填技术中，以尾矿砂为骨料,使用胶结材料胶结,在矿山井下或露天采坑中实现尾矿胶结堆排回填,可以对矿山尾矿等大宗固废进行有效处理。氟石膏成本低廉且量大、获取容易,利用氟石膏可激发部分矿渣活性,用来制备新型矿山回填所用胶结材料,既可以大幅降低矿山回填材料的经济成本,还可以促进一般工业固体废物的综合利用率,变废为宝,有效实现经济、环境和社会效益协同发展【3】。

3.4.加强氟石膏污染防治的监督管理措施

污染防治责任主体需构建完善的环境管理体系，明确各部门及岗位在氟石膏污染防治工作中的具体职责与权限，确保各项污染防治措施精准落地、有效执行，对氟石膏的产生、贮存、运输、利用及处置等全流程行为进行标准化规范。管理部门应秉承 “互联网 +” 理念，依托已建成的工业固体废物物联网监控平台，对氟石膏从产生到最终处理处置的全过程实施严格的闭环式智能监控，实现全链条可查可控。

4.结束语

氟石膏的污染防治是一项系统性工程，需从源头管控、过程优化、末端综合利用及全流程管理等多维度协同发力，全面提升污染防治效能。具体而言，应通过选用优质原料、优化生产工艺参数、精准调控反应条件，从源头减少氟石膏的产生量并降低其有害物质含量；同时，积极拓宽其在建筑建材、农业改良、矿山回填等领域的应用场景，提升资源化利用水平。此外，还需加大科研投入与技术创新力度，持续探索更高效、更环保的高附加值利用技术，形成“减量化、资源化、高值化”的全链条治理体系，推动氟石膏污染防治水平迈上新台阶。

参考文献

[1]王莉莉,刘正锋,李彩娇,严超,余丽玲.氟石膏制备钾肥的工艺研究[J].石油化工应用，2023.06:110-112.

[2]陈尊利,王海军.氟石膏对水泥与外加剂相容性的影响[J].中国水泥，2024.11:180-182.

[3]李伟,段星泽,夏瑞杰,王学振,马旺坤,刘举.尾矿回填用新型固废基胶结材料试验研究[J].水泥，2024.11：80-84.

[4]王春,张翼飞,朱明礼,任雨蒙,展帅菲.新型氟石膏基充填材料性能及水化机理研究[J].河南理工大学学报(自然科学版)，2024.11：185-193.