专家观点
武汉工程大学
曹宏
汽水热液转化技术破解磷石膏高值利用难题，引领行业从“被动消纳”向“主动盈利”跨越
※以下观点来自2025年6月18-20日在湖北武汉召开的“磷肥/磷化工产业创新发展大会暨第四届磷石膏综合利用交流会”上的专家报告，不代表协会观点。
01
磷石膏利用的行业痛点：低效循环与价值桎梏
我国磷石膏综合利用长期面临 “三重困境”：
应用局限于低附加值领域
数据显示，63.3% 的磷石膏用于水泥缓凝剂和石膏建材，28.9% 作为土工充填细砂，合计占比 92.2%，高端应用几乎空白；
产品存在固有缺陷
传统工艺生产的石膏建材耐水性差、强度低，水泥缓凝剂无法用于高端水泥生产，难以突破应用场景天花板；
依赖政策补贴生存
现有工艺需先无害化、再资源化，流程冗长、成本高企，产品附加值低，缺乏市场竞争力。
这种“被动消纳”模式不仅制约磷化工产业绿色转型，更造成优质石膏资源的浪费。
02
技术突破：汽水热液转化实现“一步法”无害化与高值化
团队研发的汽水热液转化技术，以“转晶-双固”和“崩解-催化”两大工艺为核心，实现了三大突破：
工艺革新：
从“两步走”到“一步到位”
传统工艺需经水洗、煅烧等预处理，而该技术直接采用磷酸生产线新排原状磷石膏，通过高温高压汽水热液作用，同步完成磷、氟等有害物的固化（形成氟磷灰石、氟化钙等稳定物相）和石膏晶体转晶（二水石膏→Ⅱ型无水石膏），省去冗长预处理环节，流程缩短 60% 以上。
原料适应性：
破解“石膏种类壁垒”
技术对磷石膏、脱硫石膏、钛石膏等各类工业副产石膏均表现出强适应性：磷石膏转化率超95%，脱硫石膏完成12吨工业试验，钛石膏、乳酸石膏等小试转化率均达标，打破了传统工艺对原料纯度的严苛依赖。
绿色低碳：
全流程污染物“近零排放”
工艺以蒸汽为热源、电力为动力，无SO?、NO?等烟气排放；生产环节几乎不耗水，仅产生少量冷凝水（16kg/t磷石膏），其中磷、氟含量远低于排放标准；固体废弃物零产生，真正实现“绿色转化”。
03
产品价值跃升：从“工业废料”到“高端原料”
技术产出的系列产品彻底颠覆了磷石膏“低质”标签：
高端水泥缓凝剂：产品与天然石膏同质，水溶性磷、氟含量低于检测限，在铜陵海螺水泥实现全替代天然石膏用于52.5级高端水泥生产，性能优于行业标准。
Ⅱ型无水石膏粉：转化率超95%且无Ⅲ型无水石膏杂质，粒径细小，作为PVC、PP等聚合物填料时，拉伸强度、冲击性能对标重钙粉，部分指标更优，已通过湖北金牛管业、万华化学等企业工业试用。
衍生产品矩阵：基于Ⅱ型无水石膏开发出硬石膏水泥、矿山充填胶结料、装配式建筑预制件等16类产品，突破传统石膏建材耐水性差的瓶颈，应用场景从“土工充填”拓展至“高端制造”。
04
经济与生态双赢：打破“补贴依赖”魔咒
技术的产业化价值体现在显著的成本优势与盈利空间：
能耗与碳排放：生产天然石膏同质缓凝剂时，能耗仅为传统“半水-二水”工艺的38%，碳排放降低62%；Ⅱ型无水石膏粉生产能耗比水泥熟料低39%，碳排放减少73%。
经济效益：与天然石膏同质的缓凝剂在市场价值维度具有积极表现，超细填料（150目）较传统高温煅烧工艺能耗降低40%，可彻底摆脱对政策补贴的依赖，实现“以用养治”。
目前，年处理12万吨磷石膏的示范线已稳定运行，年处理30万吨的生产线设备投资约4500万元，占地仅25亩，为行业提供可复制的规模化解决方案。
05
行业启示：重构磷石膏“资源属性”认知
磷石膏不是 “负担”，而是储量巨大的优质石膏资源。汽水热液转化技术的核心价值，在于通过精准调控晶体转化与有害物固化，释放其天然石膏等价的资源价值。该技术的推广将推动磷化工产业形成 “磷 - 硫 - 钙” 协同循环的新生态，为长江经济带磷矿集中区的绿色发展提供关键支撑。
06
结语
正如院士专家组评价所言，这项技术不仅解决了磷石膏 “无害化” 的行业难题，更开辟了 “高值化” 的盈利通道，有望引领我国磷石膏综合利用进入 “主动开发、市场驱动” 的新阶段。