我國西南喀斯特區(qū)是全球最大的磷礦區(qū)之一,也是我國最大的磷化工產(chǎn)業(yè)集中分布區(qū)。在這一區(qū)域,磷化工(濕法生產(chǎn)磷酸)副產(chǎn)物磷石膏固廢堆存量高,且每年有新增。巨量磷石膏堆存產(chǎn)生的強酸性滲濾液與碳酸鹽巖相互作用,在西南喀斯特地區(qū)引發(fā)了水污染事件。磷石膏無害化資源化處置利用是源頭解決上述問題的關(guān)鍵所在。當前,磷石膏綜合利用率不足40%,無害化資源化技術(shù)面臨處理成本高、產(chǎn)品缺乏市場競爭力的問題,制約了區(qū)域磷化工產(chǎn)業(yè)的綠色可持續(xù)發(fā)展。因此,開發(fā)科學、高效、低成本無害化資源化技術(shù)成為喀斯特區(qū)磷石膏固廢污染治理與綜合利用的重要需求。
近日,中國科學院地球化學研究所研究員陳敬安團隊與南方科技大學研究員陳洪團隊聯(lián)合攻關(guān),基于“膜觸發(fā)吸附耦合鳥糞石結(jié)晶技術(shù)”,開發(fā)了磷石膏磷資源高效回收與高值資源化利用工藝:磷石膏90%以上活性磷組分可通過新型鋯膜觸發(fā)吸附過程被高效回收,同步實現(xiàn)磷石膏無害化;新型膜材料的吸附-絡合作用是控制磷酸鹽快速純化過程的主要機制,且膜材料可循環(huán)利用,有效降低了工藝成本;脫附濃縮的磷酸根被合成為高值復合肥,其純度等各項指標均滿足肥料毒害物質(zhì)限量要求(GB 38400-2019),可安全用作農(nóng)肥。這一工藝體現(xiàn)了從磷石膏中回收磷資源的低成本、高值化可持續(xù)策略,可廣泛應用于大宗磷石膏固廢的無害化與資源化,為喀斯特地區(qū)乃至全球范圍的磷石膏污染治理與綜合利用提供了創(chuàng)新思路和科學技術(shù)。