地学前缘

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中国磷资源与磷化工可持续发展

马鸿文,刘昶江,苏双青,孙华,刘梅堂   

  1. 1. 中国地质大学(北京) 材料科学与工程学院, 北京 100083
    2. 北京大学 地球与空间科学学院, 北京 100871
    3. 昊青薪材(北京) 技术有限公司, 北京100083
  • 收稿日期:2016-09-11 修回日期:2016-11-28 出版日期:2017-11-15 发布日期:2017-11-15
  • 作者简介:马鸿文(1952—),男,教授,博士生导师,研究方向:矿物资源绿色加工与环境效应、矿物材料科学与技术和硅酸盐化学平衡与材料设计。E-mail:mahw@cugb.edu.cn
  • 基金资助:
    中央高校基本科研业务费(2652015371,2-9-2011-267);中国博士后科学基金项目(2015M580915)

  • Received:2016-09-11 Revised:2016-11-28 Online:2017-11-15 Published:2017-11-15

摘要: 人类活动对磷元素的地球化学过程具有重要影响。中国磷矿石储量仅占世界总量的4.6%,且正面临P2O5品位贫化、磷化工过程伴生稀土和氟资源浪费严重、副产磷石膏大量堆存污染环境以及地表水体磷污染等问题。今后一段时间内,二水物硫酸法仍将是湿法磷酸的主流工艺。磷矿伴生稀土和氟的高效回收利用,对于稀土产业和氟化工可持续发展具有重大战略意义,关键在于突破现有的技术瓶颈,研发新的回收利用技术。磷化工过程实现硫资源的循环利用和清洁生产,核心在于突破磷石膏制硫酸关键技术。磷石膏转铵法制硫酸技术实现规模化工程应用,可有效解决中国硫资源短缺问题,根除磷石膏大量堆存造成的环境污染;还将显著减少硫铁矿、石灰石等一次资源开采和温室气体CO2排放。硅酸钙晶种法回收污水中的磷,进而加工为磷酸、磷肥等产品,则为减少一次磷资源消耗、实现磷资源的循环利用提供了可能。以污水磷回收制取磷酸二氢钾技术为例,表明污水磷回收和磷石膏资源化利用对中国磷资源产业的绿色可持续发展具有重大潜在价值。

关键词: 磷资源, 湿法磷酸, 磷石膏, 伴生稀土, 伴生氟, 转铵法, 磷回收

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