武漢德利保生態技術有限公司二零零五年四月“德利保固”固化技術磷石膏再生利用項目企業介紹項目背景項目技術思路項目實施方案1234CONTENTSPAGE目錄項目經濟及社會效益分析5項目企業介紹1

第一部分

武漢德利保生態技術有限公司是一家專注于節能環保領域的高新科技企業。秉承PollutionPreventionPuys（預防污染必有回報）的企業精神，在環境保護、工業節能、新材料及資源循環利用等方面擁有大量技術儲備，擁有多項發明專利。公司的業務領域涵蓋水污染治理、固體廢物處理、土壤修復及固化、資源循環利用、工業節能、綠色生產等領域。與國內的多所大學和科研機構建立了密切的合作關系，并建立了一支由中外環境技術專家組成的技術支持團隊。

磷石膏專利應用實例項目背景

第二部分磷石膏是硫酸法萃取磷酸生產過程的副產品，為一種含磷以硫酸鈣為主的固體殘渣。每生產1t磷酸(P205)將產生4.5—5.5t的磷石膏，主要成分除硫酸鈣外，還含有少量未分解的磷礦粉、游離磷酸、磷酸鐵、磷酸鋁、與石膏共晶的磷酸氫鈣(CaHPO4·2H2O)和氟硅酸鹽等雜質。磷石膏的大量堆存，不僅侵占了土地資源，而且由于風蝕、雨蝕造成了大氣、水系及土壤的污染。長時間接觸磷石膏，可能導致人的死亡或病變。磷石膏的特性：

1.磷石膏有一定的含水率。磷石膏的含水率一般達到20％—25％。由于其含水率高，粘性強，在裝載、提升、輸送過程中極易粘附在各種設備上，造成積料堵塞，影響生產過程的正常進行。

2.磷石膏的顏色偏深。純凈的磷石膏是純白色的，但通常的磷石膏呈深灰色，作為粉刷石膏和裝飾石膏將影響外觀。主要原因是雜質的影響。

磷石膏的產生和特性

目前，我國磷礦尾礦的綜合利用率僅為10％左右，大量的尾礦只能長期堆放在尾礦庫。有些邊遠地區的鄉鎮礦山選廠甚至直接將尾礦排放到自然場地之中。

即使排放到尾礦區的尾礦也會對礦區周圍環境造成了嚴重的影響。

主要表現在：尾礦在受到腐蝕時，以及某些進入尾礦中的可遷移元素發生化學遷移時，將會對大氣和水土造成嚴重的污染，并導致土地退化，植被破壞甚至直接威脅到人畜的生存；

尾礦庫區表面產生的粉塵可以惡化周圍地區的衛生條件；

尾礦中的有關成分以及殘留的選礦劑也對生態環境造成嚴重的危害。

目前，我國因尾礦造成的污染面積達百萬畝，間接污染土地面積1000多萬畝。云天化的現狀云南云天化國際化工有限公司作為省內最大的磷肥生產企業，擁有122萬t/a的磷酸產能，而省內磷石膏的綜合利用也主要由該公司推動開展。2013年，云天化國際磷石膏產生量為700.01萬t，利用量為175.65萬t，利用率達到25.09%。云南磷石膏云南省磷石膏每年排放量占全國1/5左右，據統計，2010年，云南省磷化工主要產品濕法磷酸的產能為305.4萬t/a，磷石膏產生量約為1500萬t/a。《云南省新型工業化化學工業發展規劃》確定的目標，到2020年磷酸(85%)產量為500萬t，屆時將副產磷石膏2300萬t，磷石膏累計堆放量將達到3億t。世界磷肥生產世界濕法磷酸年總產量約2.6億t(以P2O5計)，副產磷石膏約1.5億t，利用率僅4.3%-4.6%。預計中國到2015年磷肥(P2O5)需求量將達1.3億t，屆時磷石膏年排放量將超過2000萬t，而利用率僅為2%-3%。堆放磷石膏不僅占用了大量土地，而且造成環境污染，因此有必要尋求磷石膏的合理利用途徑，以實現磷肥工業的可持續發展和磷石膏的高度利用

云南對磷石膏的利用情況

云天化利用磷石膏的方式包括紙面石膏板、水泥緩凝劑、石膏空心砌塊、石膏標磚、土壤改良劑等。現已建成的生產裝置有：10萬t/a、15萬t/a、20萬t/a水泥緩凝劑裝置各1套；1套自建2000萬m2/a紙面石膏板裝置以及異地合作建設的2套2000萬m2/a紙面石膏板裝置；3000萬塊／a磷石膏免燒磚產業化示范項目，30萬m2/a轔石膏制空心砌塊項目，5000萬塊/a磷石膏標磚項目；50萬t/a磷石膏綜合利用項目（生產磷石膏制輕質隔墻板等）；1萬t/a循環流化床還原磷石膏模擬試驗裝置。云南省近年來也大力扶持磷石膏利用的產業發展，除云天化外，其他地區企業也建設了許多磷石膏利用裝置，但主要集中在建材方面。如云南富強高新材料有限責任公司30萬t/a磷石膏生產水泥緩凝劑的生產裝置，云南常青樹有限公司2億塊/a磷石膏磚生產裝置，新龍礦物質飼料有限公司年產20萬t磷石膏緩凝劑項目，云南翔云新型科技建材有限公司年產1000萬塊磷石膏綜合利用生產線等。★隨著磷化工產品的持續生產以及企業規模的不斷壯大，磷石膏的堆放及處置問題、尾礦庫剩余庫容及安全問題將日趨嚴重！★磷石膏再生利用及尾礦庫減量將在有效解決企業大宗廢棄物存放、處置的同時延緩尾礦庫的使用年限，降低企業采選礦成本并創造經濟效益。制作化工原料建材行業農業方面水泥行業磷石膏制硫銨和碳酸鈣土壤改良劑、肥料水泥礦化劑水泥緩凝劑硫酸聯產水泥紙面石膏板、纖維石膏板、空心條板、空心磚塊、建筑標準磚、石膏防火板、粉刷石膏傳統的磷石膏再利用方法目前市場上使用磷石膏再生利用的行業傳統工藝對比應用行業相關產品工藝方法作用優點缺點磷石膏添加率水泥行業水泥礦化劑在水泥生產的生料中摻入提高水泥產能、提高水泥熟料質量、降低熟料燒成溫度礦化作用優于天然石膏磷石膏利用率低、原材料篩選困難4—5%水泥緩凝劑在水泥熟料中加入混攪調節水泥的凝結過程增強水泥強度上優于天然石膏處理工藝復雜、投資大于天然石膏4—5%硫酸聯產水泥將磷石膏、焦炭、黏土、氧化鐵、氧化鋁放在回轉爐中反應制作水泥熟料，同時產生SO2用于制作硫酸磷石膏不需要堆場及外運流程長、設備多、投資大、對磷石膏質量有很高的要求10%左右建材行業石膏建材產品經預處理后煅燒提高材料的耐火度、絕熱性、隔音性、溫度調節性投入低磷石膏利用率低、材料強度低、材料中的重金屬易析出，且含有放射性對人體有傷害10%-15%化工制品制硫銨和碳酸鈣利用氨和二氧化碳將磷石膏轉化制作硫銨和碳酸鈣成品易于外銷流程長、設備多、投資較大、對磷石膏要求非常高12%-15%農業土壤改良劑和肥料利用磷石膏PH值1-4（酸性）改良土壤改良鹽堿地、紅壤旱地的土壤酸堿度直接投加磷石膏中的重金屬會污染土壤，影響植被的健康性20%左右，且需要先去除重金屬010203040506制成成品無二次污染，可循環再生利用工藝簡單、投入成本低科技含量高、有核心市場競爭力產品的磷石膏利用率高、需求量大符合國家相關政策法規、爭取相關政策扶持產品附加值高、同時注重新產品開發綜上所述，磷石膏資源化利用應遵循：磷石膏產品的消耗量≥磷石膏的產生量總結項目技術思路

第三部分選擇工藝思路資源化利用資源化產品開發利用思路：目的：大量消耗磷石膏創造高額附加值并行不悖利用率：100%80%齊頭并進技術方向：固化技術延伸產品

抗水強基納米材料是一種高科技筑路材料，從上世紀70年代起美國、英國、加拿大、澳大利亞、日本等國家就已在道路工程上廣泛應用，取得了很高的環境效益和經濟效益。同時歐美軍方該類材料的應用和實踐，使得抗水強基納米材料具有很高的軍事價值。

武漢德利保生態技術有限公司經過不斷研究和開發，結合我國土壤和工程特點，成功開發出具有自主研發成果和知識產權的“德利保固”一種新型的納米高分子抗水強基固化技術，并應用于磷石膏的再生利用，獲得了突破性成果，必將引發磷石膏再生技術的革命。“德利保固”固化技術資源化利用技術原理

“德利保固”采用高分子聚合物納米技術，其共聚長鏈接觸土壤或各類粉體物后會形成持久防水的半柔性固體矩陣結構，使粉體永久固化。這種效果使以土壤和各類粉體（礦渣）為原料建造的路基相比傳統路基早期強度高，后期增長穩定，抗水性極強。因其結構簡單，能就地取材、施工速度快，還大大降低了筑路綜合成本，是目前國際上最先進的新型筑路技術。

共聚長鏈矩陣結構示意圖“德利保固”固化技術資源化利用技術原理

“德利保固”抗水強基納米技術固化磷石膏代替水泥穩定土與石灰穩定土做路面基層，不但性能遠遠優于傳統路基，而且還可以減少對環境的破壞，還具有很高的經濟價值。“德利保固”固化技術資源化利用技術原理傳統道路路基結構德利保固磷石膏固化路基結構塑性指數5-17，被固化材料PH值4.0-8.5各類尾礦渣可固化的種類各類工業廢渣有機土工業、市政污水廠污泥粉土砂土酸性土堿性土河道底泥黃土“德利保固”固化技術資源化利用運用領域

以固化磷石膏為主要原料，改變了傳統路基材料的施工方式，大大減少棄土、運輸、回填等費用，也省去了傳統所用的二灰碎石、沙土材料的運輸、采集、人工、場地等費用；瀝青面層減半使用，可減少道路建設綜合投資15%，減少日后維護60%。降低造價施工速度快

“德利保固”固化技術筑路只需做一層基層和一層面層，在路基層碾壓完成后無需養生即可攤鋪瀝青層，直接通車，省時省工！

“德利保固”固化技術早期強度增高，后期增長穩定，抗水性強，可有效解決傳統道路浸水、凍漲、道路翻漿、不規則沉降與開裂、窨井蓋下沉等病害問題！解決市政工程難題晚上施工，白天通車，不影響交通

由于“德利保固”固化技術對磷石膏性質進行了改變，無側限抗壓強度超過原有相關等級公路《規范》值以上。并且“德利保固”固化技術所產生的無側限抗壓強度隨齡期可持續穩定增長，比傳統公路材料的承載強度均取得顯著提高。“德利保固”固化技術資源化利用

“德利保固”固化技術將磷石膏微粒進行電荷交換，同時中和磷石膏表面負電荷，使磷石膏失去對水的靜電吸力，從而將磷石膏周圍的結合水置換為自由水，永久的將磷石膏的吸水性改變為疏水性。“德利保固”固化技術資源化利用

在“德利保固”固化技術的催化下，在路基中直接生成水化硅酸凝膠，這些膠體起到潤滑劑的作用，使得路基在同等壓實能下，更容易壓實，達到更高的密實度。

道路基層密實度可輕易達到99%。從而大大地增強路基的承載力和抗滲性。“德利保固”固化技術資源化利用

路基的損壞一般是受到水的侵擾，而“德利保固”固化技術將磷石膏固化路基的親水性變為斥水性，同時縮小磷石膏顆粒間距，提高磷石膏顆粒間的吸附力，根本上解決了水的侵害，使路基不再遇水濕漲與塑化，保證了路基穩定的承載力與壽命。“德利保固”固化技術資源化利用

“德利保固”固化技術在磷石膏中發生復雜反應所產生的共聚物分子膠狀粘粒可以和磷石膏本身結合起來，一方面形成抗水性，另一方面在磷石膏微粒間產生一層三維薄殼固體矩陣結構，使磷石膏永久固化，從而直接提高磷石膏的機械強度，達到工程要求。三維薄殼固體矩陣結構“德利保固”固化技術資源化利用就地取材，不開山炸石、挖河取沙。對被固化的對象基本實現100%利用；不易燃不揮發、無毒無腐蝕；半柔性路基，明顯降低噪音3~8分貝；親瀝青、親水泥，不使用網柵格、透油層，減薄路面厚度、降低建設成本、節省日后維護60%；比傳統道路延長壽命5~10年“德利保固”固化技術資源化利用經反復試驗表明：用“德利保固”固化技術固化后，磷石膏表面密度達到2.61g/cm3，建筑強度好、礦化作用明顯，是所有尾礦中最適合做路基材料的礦渣產品。且磷石膏中的雜質被完全永固，在成品材料中不會析出造成二次污染。☆路基材料消耗的磷石膏占路基材料總量的90%以上，制成后的材料完全不滲水，作為路基材不需擔心被滲水或斷裂損害。☆路基抗壓強度為：4-4.2MPa（遠遠高于路面基層0.8～1.1MPa規范設計要求強度）☆路基層厚度40-60cm為最佳，完全可承載60-100t載重卡車長期碾壓。☆路基層表面鋪設5-8cm瀝青層，可有效延長路基使用壽命。利用“德利保固”技術將磷石膏固化成路基材資源化利用1、用“德利保固”固化技術固化過后的磷石膏作為路基材具有親瀝青、親水泥的特性。可直接攤鋪瀝青粘接牢固，取芯效果理想。2、磷石膏用量、利用率大：按照路基厚度（H)60cm、寬度（B)8M計算，每鋪設一米磷石膏材料路基道路約消耗5m3磷石膏，消耗量巨大，且基本無殘留物質。3、修建路基層成本遠低于傳統道路施工方法的成本：用“德利保固”固化技術生產的固化磷石膏路基材料成本不超過150元/m3。遠低于傳統水泥碎石250元/m3，且后續養護成本也遠低于傳統方式。固化后的性狀磷石膏消耗量成本分析利用“德利保固”技術將磷石膏固化成路基材資源化利用項目實施方案

第四部分

作為項目啟動的樣板，武漢德利保生態技術有限公司和武漢中東磷業科技有限公司（新洲磷肥廠）已達成戰略合作協議，在武漢中東磷業科技有限公司礦渣庫附近建設“德利保固”固化路基材料生產基地，用武漢中東磷業科技有限公司的廢棄尾礦生產符合CJ/T3073《土壤固化劑》；CJJ/T80《固化類路面基層和底基層技術規程》；JTGE51《公路工程無機結合料穩定材料試驗規程》；JTJ034《公路路面基層施工技術規程》標準的“德利保固”固化路基材料。

按照路基材料供應70~80公里的經濟運輸半徑，該基地生產的固化路基材料可滿足武漢全境和鄂東南大部地區公路和城市道路建設需要。

考慮到云天化集團磷肥產量的持續增加及企業的后續發展情況，磷石膏的產量將不斷增加，尾礦庫的庫容壓力也將不斷加劇，尾礦庫減量及磷石膏資源化利用方案必須遵循：一、資源化+產品化共同開發、使用；二、大量消耗磷石膏的同時創造可觀的經濟效益；三、減輕尾礦庫壓力、延長尾礦庫使用年限；四、將磷石膏類產品利用于尾礦庫；五、不斷提升磷石膏產品的市場競爭力、科技含量、拉開新產品與傳統產品的價格、檔次，使企業產品結構豐滿化的同時獲得豐厚的利潤。開始戰略合作

驗證、鑒定，示范工程獲得政策層面的支持，向全行業推廣簽訂《戰略合作協議》，加快對磷石膏固化路基技術的驗證、鑒定工作，籌備示范工程修建示范道路，檢驗道路各項工程指標，同時開始訂立固體廢棄物固化路基建設國家標準利用國家政策層面對大宗固體廢棄物綜合利用以及高新技術的政策支持獲得稅賦、科技扶持、專項資金等，推動磷化工全行業技術進步創造剛需占領市場配合環保部門，收緊采石場和河沙開采的審批，創造對磷石膏固化路基的剛性需求，利用技術優勢，迅速全面占領市場成功案例展示新材料入定額推廣獲得利潤Step4由于新型材料的性能、價格、工藝均優于傳統的，具備相當大的推廣優勢。推廣普及成功后將獲得相當可觀的利潤。Step3利用影響力做新型材料推廣Step2將磷石膏固化路基材料申請進入云南省工程定額。Step1示范工程成功后請各職能部門領導參觀、檢驗并給與肯定、支持經濟及社會效益

第五部分云天化（集團）尾礦庫減量及磷石膏再生利用項目在有效處置磷石膏、延緩尾礦庫使用年限的同時，將會帶來如下經濟效益：1、減少尾礦庫經營費用據統計：尾礦庫的堆放基建成本約合元1/噸，經營成本為4元/噸，則尾礦庫的綜合處理單價為5元/噸。按照集團磷石膏每年產量700萬噸計算，則年尾礦綜合處理成本為3500萬元。

按照上述再生利用方案，磷石膏的消耗量將遠大于磷石膏的產生量，將為企業節約3500萬元成本。同時，將會極大節約集團的環保支出。2、推廣固化磷石膏路基盈利依據上述篇章的對比：“德利保固”固化磷石膏路基材的各項建筑指標均優于傳統二灰碎石法、水泥碎石法，且造價上有相當大的優勢（150元/m3）〈傳統方式（250元/m3）。如面向市場進行推廣，將具備巨大優勢。以云天化集團年處理磷石膏700萬噸作為固化路基材料10%凈利潤計算：企業將獲得超過億元的凈利潤。用“德利保固”技術固化磷石膏路基，設備投入少，能耗低，生產過程無二次排放，建設周期短產品適應性強，能減輕路基施工勞動強度，大大縮短路基施工周期比傳統路基材料價格低，易采購，市場推廣難度小3、投資少、見效快社會效益分析此項目在解決云天化集團磷石膏尾礦、尾礦庫問題的同時，可創造豐厚的經濟效益，社會效益同樣明顯：世界范圍內第一例大規模采用磷石膏作為路基材料的應用案例★傳統的路基材均采用水泥碎石、二灰碎石等材料，近幾年市場上有企業運用鐵尾礦