2023磷石膏行業(yè)預(yù)測(cè) 持續(xù)推進(jìn)磷石膏在綠色建材中的應(yīng)用

• 黃文玉 2023年10月24日 來(lái)源：互聯(lián)網(wǎng) 中國(guó)磷復(fù)肥工業(yè)協(xié)會(huì) 600 34
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磷石膏主要有灰黑色和灰白色兩種，顆粒直徑一般為 5～50μm，結(jié)晶水含量 20%~25%。磷石膏是濕法磷酸工藝中產(chǎn)生的固體廢棄物，其組分主要是二水硫酸鈣。

一、磷石膏的概念

磷石膏主要有灰黑色和灰白色兩種，顆粒直徑一般為 5～50μm，結(jié)晶水含量 20%~25%。磷石膏是濕法磷酸工藝中產(chǎn)生的固體廢棄物，其組分主要是二水硫酸鈣。磷石膏的組成比較復(fù)雜，除硫酸鈣以外，還有未完全分解的磷礦、殘余的磷酸、氟化物、酸不溶物、有機(jī)質(zhì)等，其中氟和有機(jī)質(zhì)的存在對(duì)磷石膏的資源化利用影響最大。磷石膏的隨意排放堆積嚴(yán)重破壞了生態(tài)環(huán)境，不僅污染地下水資源，還造成土地資源的浪費(fèi)。

我國(guó)是一個(gè)人口大國(guó)，農(nóng)業(yè)的發(fā)展對(duì)國(guó)家起到至關(guān)重要的作用，由于我國(guó)大面積的耕地缺少磷營(yíng)養(yǎng)元素，所以磷肥對(duì)農(nóng)業(yè)的發(fā)展極其重要。磷石膏多呈板狀，根據(jù)生產(chǎn)工藝的不同，磷石膏中二水硫酸鈣和半水硫酸鈣的比例也不相同，但主要組成以二水硫酸鈣為主，還含有少量的磷酸、氟、有機(jī)物等雜質(zhì)，另外還含有一些放射性元素。

磷石膏通常是灰黑色或灰白色，只有少數(shù)對(duì)生產(chǎn)條件嚴(yán)格工廠(chǎng)的產(chǎn)生的磷石膏雜質(zhì)少，顏色比較淺，有時(shí)呈白色。磷石膏主要物相是二水硫酸鈣，晶體的晶型有針狀、單分散板狀、多晶核和密實(shí)四種形態(tài)，其中以板狀晶體為主。磷石膏的膠凝性能低于天然石膏，膠結(jié)性能不如天然石膏，粘滯性、流動(dòng)性也比天然石膏差，磷石膏漿體凝結(jié)時(shí)間長(zhǎng)，并具有一定的腐蝕性。

磷石膏在水中的溶解度極小，隨著溫度的升高溶解度下降，層間的透水性能優(yōu)于水平層內(nèi)的透水性能，是一種應(yīng)變軟化材料。磷石膏的粒徑大小比例比較集中，雜質(zhì)的含量與晶體的形貌與磷礦石有很大的關(guān)系，磷石膏的晶型越規(guī)則，磷石膏的粒徑就越大，雜質(zhì)含量相對(duì)就越少。

二、磷石膏行業(yè)市場(chǎng)發(fā)展現(xiàn)狀分析

磷石膏是濕法磷酸浸出過(guò)程的工業(yè)副產(chǎn)物，每生產(chǎn)1噸磷酸將產(chǎn)生4~6噸的磷石膏。磷石膏常用于制備水泥、粉刷材料、路基填料、墻板、石膏板、石膏砌塊等建筑材料。磷石膏價(jià)格低廉、力學(xué)性能優(yōu)良，基體中加入磷石膏降低材料生產(chǎn)成本，并改善材料的整體密度、延長(zhǎng)凝結(jié)時(shí)間、提高化學(xué)耐受性、提升抗凍/融性和防火性能等指標(biāo)。2021年我國(guó)磷石膏綜合利用依然以傳統(tǒng)途徑為主，其中用于水泥緩凝劑制備的磷石膏量為1020萬(wàn)噸，占比為27.9%;外售外供磷石膏量為670萬(wàn)噸，占比18.4%;生態(tài)修復(fù)用磷石膏量為500萬(wàn)噸，占比約13.7%。

磷石膏中含有磷、鈣、鎂、鐵、硅、硫等農(nóng)作物生長(zhǎng)所需要的營(yíng)養(yǎng)元素，提供富余的有效磷和有效鈣及作物生長(zhǎng)所必需的營(yíng)養(yǎng)元素，改善農(nóng)作物生長(zhǎng)環(huán)境，對(duì)農(nóng)作物的增產(chǎn)有一定效果。磷石膏中主要成分硫酸鈣，同時(shí)含有少量磷酸，可以中和堿性土壤和提供營(yíng)養(yǎng)元素鈣離子。研究表明：磷石膏中的鈣離子可以置換堿性土壤的鈉離子，由鈉-黏土變?yōu)殁}-黏土，生成的 Na2SO4 被沖刷走，鈉離子漸漸減少，達(dá)到快速脫鹽脫堿的效果。對(duì)于生長(zhǎng)環(huán)境土壤稀松的農(nóng)作物，磷石膏施用在這種土壤中，可以使土壤疏松，進(jìn)而提高土壤的種植能力。數(shù)據(jù)顯示，2021年，受?chē)?guó)內(nèi)化肥保供及國(guó)際糧食、化肥市場(chǎng)波動(dòng)影響，為保障國(guó)家糧食安全，我國(guó)磷肥產(chǎn)量有了一定增加，據(jù)中國(guó)磷復(fù)肥工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2021年我國(guó)磷肥總產(chǎn)量為1684.4萬(wàn)噸，同比上漲3.2%;磷石膏產(chǎn)生量約為8000萬(wàn)噸，同比上漲約3.9%。

隨著節(jié)能減排和資源綜合利用的呼聲愈發(fā)高漲，近年來(lái)中國(guó)磷石膏綜合利用市場(chǎng)飛速發(fā)展，2020年中國(guó)磷石膏綜合利用量達(dá)3260萬(wàn)噸，綜合利用率達(dá)43.99%，隨著磷石膏處理無(wú)害化處理技術(shù)和綜合利用技術(shù)的進(jìn)步，綜合利用量將持續(xù)提升，預(yù)計(jì)2023年中國(guó)磷石膏綜合利用量將達(dá)到4179萬(wàn)噸，綜合利用率將達(dá)到49.90%。

目前，中國(guó)磷石膏資源化應(yīng)用最廣泛的領(lǐng)域就是建材行業(yè)，據(jù)統(tǒng)計(jì)，除去外供、外銷(xiāo)處理的磷石膏占比磷石膏利用的26.7%外，中國(guó)磷石膏利用途徑排名靠前的分別是水泥添加劑、筑路填充、制作石膏板、制作建筑石膏粉及砌塊等，分別占比30.1%、13.2%、15.7%、6.2%。

根據(jù)中研普華產(chǎn)業(yè)研究院發(fā)布的《2023-2028年中國(guó)磷石膏行業(yè)深度調(diào)研與發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)研究報(bào)告》顯示：

2021年，受?chē)?guó)內(nèi)化肥保供及國(guó)際糧食、化肥市場(chǎng)波動(dòng)影響，為保障國(guó)家糧食安全，我國(guó)磷肥產(chǎn)量有了一定增加，據(jù)中國(guó)磷復(fù)肥工業(yè)協(xié)會(huì)統(tǒng)計(jì)，2021年我國(guó)磷肥總產(chǎn)量為1684.4萬(wàn)噸，同比上漲3.2%;磷石膏產(chǎn)生量約為8000萬(wàn)噸，同比上漲約3.9%。2021年我國(guó)磷石膏資源綜合利用量達(dá)到3650萬(wàn)噸，較2020年增加了250萬(wàn)噸，磷石膏資源綜合利用率達(dá)到45.6%，同比提高了1.4個(gè)百分點(diǎn)。

隨著環(huán)保壓力的增加，中國(guó)一些企業(yè)邁出了探索磷石膏綜合利用的步伐，也有貴州開(kāi)嶙集團(tuán)股份有限公司、云天化集團(tuán)有限責(zé)任公司、金正大諾泰爾化學(xué)有限公司等企業(yè)在磷石膏綜合利用方面已經(jīng)做出了突出成績(jī)。云南云天化股份有限公司是云天化集團(tuán)控股子公司、重要骨干企業(yè),全球優(yōu)秀的磷肥、氨肥、共聚甲醛制造商,中國(guó)化工百?gòu)?qiáng)上市公司,全國(guó)國(guó)有重點(diǎn)企業(yè)管理標(biāo)桿企業(yè),國(guó)有企業(yè)公司治理示范企業(yè)。2022年云天化營(yíng)業(yè)總收入達(dá)753.1億元，毛利潤(rùn)122.1億元，毛利率為16.22%，從營(yíng)收結(jié)構(gòu)來(lái)看，2022年云天化營(yíng)業(yè)收入主要來(lái)源于商品糧食和磷酸二銨，占比分別為34.50%和18.10%，從營(yíng)收區(qū)域分布來(lái)看，2022年云天化營(yíng)業(yè)收入主要來(lái)源于商貿(mào)業(yè)務(wù)和自產(chǎn)產(chǎn)品國(guó)內(nèi)銷(xiāo)售，占比分別為51.02%和37.83%。

通過(guò)對(duì)專(zhuān)利申請(qǐng)單位數(shù)量多的單位進(jìn)行分析，可以展現(xiàn)磷石膏研究領(lǐng)域主要科研力量的分布情況。磷石膏領(lǐng)域?qū)＠暾?qǐng)前十名中，高校占據(jù)一半，由此可見(jiàn)企業(yè)在磷石膏的研究上比較薄弱，企業(yè)創(chuàng)新主體研發(fā)能力不足。國(guó)內(nèi)磷肥企業(yè)分布主要在湖北、云南、貴州、四川、山東、安徽、江蘇等省。綜觀(guān)國(guó)內(nèi)磷肥行業(yè)情況，各企業(yè)磷石膏堆放情況復(fù)雜。在目前磷石膏綜合應(yīng)用占比較大的是在建材方面的應(yīng)用。

據(jù)工信部網(wǎng)站，2023年10月19日至20日，工業(yè)和信息化部原材料工業(yè)司聯(lián)合節(jié)能與綜合利用司組織召開(kāi)磷石膏規(guī)?；C合利用座談會(huì)。安徽、湖北、四川、貴州、云南等地方工業(yè)和信息化主管部門(mén)介紹了當(dāng)?shù)亓资嗑C合利用總體情況、取得成效以及下一步工作考慮。中國(guó)建筑材料聯(lián)合會(huì)、中國(guó)磷復(fù)肥工業(yè)協(xié)會(huì)、綠色建材產(chǎn)品技術(shù)認(rèn)證委員會(huì)等第三方機(jī)構(gòu)，貴州磷化集團(tuán)有限公司、湖北宜化磷石膏科技有限公司等骨干企業(yè)負(fù)責(zé)人從標(biāo)準(zhǔn)建設(shè)、技術(shù)創(chuàng)新、推廣應(yīng)用等方面提出了促進(jìn)磷石膏綜合利用的建議。下一步，原材料工業(yè)司將強(qiáng)化建材行業(yè)與磷化工行業(yè)的耦合發(fā)展，加快磷石膏建材產(chǎn)品相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的制修訂，持續(xù)推進(jìn)磷石膏在綠色建材中的應(yīng)用，進(jìn)一步推動(dòng)將磷石膏綜合利用產(chǎn)品納入綠色建材認(rèn)證范圍。

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