改革開放以來我國化學工業(yè)長期迅猛發(fā)展，產(chǎn)生的磷石膏等大量廢硫酸鹽對環(huán)境造成危害已成為日益嚴重的問題，如何有效地綜合利用這些廢硫酸鹽已迫在眉睫。本文從磷石膏擴展到其他廢硫酸鹽的綜合利用，分析了目前國內外磷石膏和廢硫酸鹽綜合利用進展及存在的問題，提出了創(chuàng)造性的解決方案，形成了具有自主知識產(chǎn)權的廢硫酸鹽制硫酸的關鍵技術和裝備。該類技術為工業(yè)副產(chǎn)硫酸鹽資源化利用開辟新途徑，進一步放大推廣后可實現(xiàn)廢硫酸鹽的規(guī)?；{，具有良好的社會效益和環(huán)境效益。

1.前言

磷石膏是硫酸法生產(chǎn)濕法磷酸的副產(chǎn)物，目前世界磷石膏堆存量約為9.5億噸，利用率約為4.5%，而我國當前磷石膏累計堆存量已超過5.0億噸，且仍以每年7000萬噸的排放量遞增，年綜合利用率僅占年排放量的35%。放置這些廢渣不僅大量占用土地，且易造成環(huán)境污染，特別是臨近江、河、湖、海等環(huán)境敏感地區(qū)的企業(yè)，環(huán)保壓力更大。隨著國家對生態(tài)文明建設的加強和環(huán)保督察的常態(tài)化，對磷石膏的處理利用將逐步推行以用定產(chǎn)的政策，能否敏銳意識到環(huán)保形勢的變化并在磷石膏處理利用上作出及時和有效響應，將決定很多磷化工企業(yè)未來走向甚至是生死狀態(tài)。因此進行磷石膏綜合利用不僅符合國情民意，是國家的重大戰(zhàn)略需求，也是磷化工企業(yè)生存的必然選擇。

目前磷石膏主要是用做水泥緩凝劑、紙面石膏板等低價值的建材產(chǎn)品。由于受磷石膏雜質高、煅燒能量高的影響，磷石膏生產(chǎn)的石膏板、磚、砌塊產(chǎn)品質量不穩(wěn)定，且強度低，耐水性差，加之建材產(chǎn)品運距和電廠脫硫石膏（年產(chǎn)量比磷石膏稍少，其雜質遠低于磷石膏）的影響，磷石膏建材產(chǎn)品還在進一步萎縮；而化學法利用磷石膏（如傳統(tǒng)焦炭還原磷石膏制酸聯(lián)產(chǎn)水泥）雖在技術上可行，但經(jīng)濟上過不了關，還沒有成為磷石膏資源化技術應用的主流。因此進行磷石膏處理和資源化利用必須選擇處理量大、產(chǎn)品附加值高的產(chǎn)品技術路線。其中磷石膏制酸技術既能解決我國硫資源匱乏的現(xiàn)狀，實現(xiàn)磷化工體系內部硫資源循環(huán)，同時鈣高值化利用又可降低磷石膏制酸過程的生產(chǎn)成本，為磷石膏固廢資源化利用最佳的循環(huán)經(jīng)濟路線。

同時，由于硫酸鈣結晶分離是過程工業(yè)中涉及到鈣元素脫除的最有效辦法之一，因此除了磷石膏之外，還有大量也急需得到有效處理與利用的副產(chǎn)硫酸鈣鹽，包括脫硫石膏、鈦石膏、檸檬酸石膏、氟石膏等等。從我國的硫資源代謝情況來看，也還有大量的硫酸用于礦物濕法冶金而產(chǎn)生了硫酸亞鐵、硫酸鉛等各種副產(chǎn)硫酸鹽，同樣沒有得到有效的利用。因此將磷石膏制酸技術遷移至其他工業(yè)副產(chǎn)硫酸鹽的利用具有重要現(xiàn)實意義。

2.磷石膏制酸技術進展

當前具有中試規(guī)模以上的磷石膏制酸技術僅有焦炭分解磷石膏制酸技術和硫磺分解磷石膏制酸技術。其中焦炭分解磷石膏制酸技術以魯北化工為典型代表，經(jīng)歷幾代技術升級，已能達到30萬噸以上規(guī)模的單套產(chǎn)能。

磷石膏制酸過程分三步進行，首先磷石膏經(jīng)節(jié)能化煅燒后獲得b半水石膏，第二步半水石膏分解脫出SO2氣體，第三步SO2氣體通過接觸法制硫酸。其中半水石膏分解脫硫為關鍵步驟，其過程為經(jīng)預熱后半水石膏與氣化后的硫磺進行一段氣固反應（還原過程S2+CaSO4=CaS+2SO2），反應后冷凝的液硫返回熔硫槽，而較高溫度的固相與部分半水石膏混合配料經(jīng)粉磨后進入回轉窯中進行二段固固反應（氧化過程CaS+3CaSO4=4CaO+4SO2），生成的固相產(chǎn)物即為氧化鈣殘渣，可作為飼料級磷酸氫鈣的主要原料，可進一步加工成硫鋁酸鹽特種水泥或提純?yōu)楦吆康难趸}或碳酸鈣晶須產(chǎn)品，也可作為電廠煙氣脫硫、電石，冶煉等產(chǎn)品的主要原料，反應中得到的SO2氣經(jīng)降溫、凈化、干燥和補氧，作為硫酸生產(chǎn)的主要原料，制成的硫酸可返回磷化工循環(huán)利用。

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