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思考我国年产脱硫石膏1.4亿吨,石膏循环利用之路缘何步履维艰?

2015-07-20 13:30:00 宁波太极环保设备有限公司 阅读

       一方面工业副产石膏堆积如山、污染严重,另一方面由于过度开采,我国优质石膏资源接近枯竭,石膏循环利用之路堵在哪里?在日前召开的国家环境保护工业副产石膏资源利用工程技术中心启动会暨工业副产石膏资源利用及循环经济发展研讨会上,与会专家一致呼吁,国家应制定相应政策或采取措施,鼓励工业副产石膏综合利用。

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  现状

  工业副产石膏是指工业生产中因化学反应生成的以硫酸钙为主要成分的副产品或废渣,也称化学石膏或工业废石膏,主要包括脱硫石膏、磷石膏、柠檬酸石膏、氟石膏、盐石膏,其中脱硫石膏和磷石膏的产生量约占全部工业副产石膏总量的85%。

  作为工业生产排放出来的工业废渣,我国工业副产石膏产生量巨大。来自工信部的数据显示,2013年,我国包括脱硫石膏、磷石膏等在内的工业副产石膏排放总量约为1.84亿吨,其中,脱硫石膏和磷石膏约占工业副产石膏总量的85%,磷石膏约为7000万吨,脱硫石膏约为7550万吨,其他工业副产石膏3800万吨。目前,我国每年火电行业、钢铁行业和磷肥行业产生脱硫石膏的总量约为1.4亿吨左右。

  “目前,工业副产石膏的综合利用率仅为48.1%,其中,磷石膏的综合利用率更是低至27%。”工业和信息化部节能司副司长杨铁生介绍说,目前,大部分石膏都堆积在厂区周边,形成了不断增高的“石膏山”。

  来自中国建筑材料联合会石膏分会的数据显示,截至2013年年底,磷石膏累计堆存量约为3亿吨,脱硫石膏累计堆存量约为1.3亿吨。

  工业副产石膏大量积压,带来了严峻的环境污染和资源浪费问题。长期以来,工业副产石膏无序大量开采和堆放,除磷石膏和脱硫石膏外,还有众多的化工、制药、氯碱等行业不断产生各类工业副产石膏,地区分布广泛,绝大部分没有得到有效的循环利用,已经成为占用土地、浪费资源、污染环境的大问题,成为制约我国相关行业产业发展的重要因素。

  中国建筑材料联合会石膏分会秘书长杨再银告诉记者,目前我国工业副产石膏多以堆场堆弃的方式进行处理,而磷石膏和脱硫石膏中含有的酸性及其他有害物质,极易对周边环境造成污染。磷石膏的pH值通常在2~6之间,如果处置不当,磷石膏中的可溶磷、可溶氟会渗入地下,污染土壤及地下水。

  一位长期研究环境与健康影响的北京市劳动保护科学研究所的专家告诉记者:“磷石膏中所含氟化物、游离磷酸、磷酸盐等杂质,是导致磷石膏在堆存过程中污染环境的主要因素。”

  与工业副产石膏大量堆积相反,目前,由于过度开采,我国大部分优质石膏资源已接近枯竭。国家发改委相关负责人在接受记者采访时介绍说,数据显示,我国天然石膏储量近600亿吨,其中品位较低的普通石膏占总量的60%以上,作为优质资源的特级及一级石膏仅占总量的8%,其中纤维石膏仅占总量的1.8%。可以说,我国既是石膏大国,同时又是优质石膏的穷国。且大部分优质石膏地处偏远,长期过度开采,不仅造成了优质天然石膏资源的消耗,加速了资源枯竭。同时在开采过程中,破坏了生态环境,

  “与其他工业废弃物不同,在现有技术条件下,工业副产石膏完全可以全部得到开发利用,而且是优质的石膏资源。”杨再银说,绝大部分工业副产石膏品位可以达到85%以上,部分化学石膏品位甚至高达98%以上,可深加工利用空间非常大。

  江苏一夫科技有限公司长期从事工业副产石膏再利用,公司总裁唐绍林告诉记者,用工业副产石膏生产石膏砌块、条板、构件等产品,不但碳排放强度低,而且石膏墙板墙体自重轻、抗震性佳、经济性好,在国外应用比例很高。“美国住宅80%以上墙体使用石膏产品作为隔墙材料,德国、法国等西欧国家石膏砌块在建筑内墙市场份额超过了40%。因此,未来我国工业副产石膏的应用前景非常广阔。”唐绍林说。

  这就意味着,工业副产石膏经过适当处理,完全可以替代天然石膏。当前,工业副产石膏综合利用主要有两个途径:一是用作水泥缓(调)凝剂,约占工业副产石膏综合利用量的70%;二是生产石膏建材制品,包括纸面石膏板、石膏砌块、石膏空心条板、干混砂浆、石膏砖等。

  近年来,尽管我国工业副产石膏的利用途径不断拓宽,规模不断扩大,技术水平不断提高。2013年,我国工业副产石膏综合利用量约为8660万吨,其中有6000万吨用于水泥生产,2160万吨用于纸面石膏板行业,400万吨用于墙体材料生产,其他消耗约为100万吨。

  杨再银介绍说,随着我国水泥产量的不断增大,对石膏的需求也相应地增长。特别是房地产业的快速发展,对水泥、石膏、陶瓷等建筑材料的需求也大幅度增加,导致天然优质石膏资源不断减少。

  在这种情况下,对天然石膏资源进行保护性开采,提高工业副产石膏的再利用比例,已经是世界范围内的大势所向。然而,在我国,目前,一边是石膏大量堆存带来环境污染和生态破坏,一边又是几近枯竭的优质石膏资源。本可综合利用的工业副产石膏,何以堆积如山的石膏资源综合利用之路缘何走起来如何艰难?

  困境

  问题一:缘何工业副产石膏不具备价格比较优势?

  记者此前在赴四川等磷石膏堆存大省采访是发现一个奇怪的现象,使用工业副产石膏加工制成石膏粉的成本为150元/吨,而当地市场上石膏粉的价格仅为100元/吨。原本是由工业固体废物加工而成的石膏粉为什么会失去了价格优势呢?

  记者在采访中到了解到,在我国湖北、云南、贵州、山东、安徽5省的磷石膏产量占到了全国磷石膏总量的78.3%,且企业大多地处偏远地区,这就决定了我国磷肥工业布局及磷石膏的产生、堆存主要集中在这些地区。但是,石膏的消费市场并不在这些石膏富集地区。正是由于受地域资源禀赋和经济发展水平影响,不同地区工业副产石膏产生、堆存及综合利用情况差异较大。

  在调查中记者发现,工业副产石膏的再利用情况与当地经济发展状况有着密切联系。北京、河北、珠三角及长三角等地区脱硫石膏产生量小、综合利用率高;而山西、内蒙古等燃煤电厂集中的地区脱硫石膏产生量大、综合利用率较低。使用量大的地区供不应求,而产生量集中的地区却大量堆存。

  唐绍林告诉记者,经过加工后的工业副产石膏在各项指标上已经达到甚至超过了天然石膏,而江苏等经济较发达地区对石膏制品的需求量十分巨大,仅靠当地企业产生的工业副产石膏早已无法满足市场的需求,“工业副产石膏也十分紧俏,我们根本吃不饱。”与此相反,我国西南、西北地区由于经济水平较低,本地市场对石膏产品的需求量小,企业产生的工业副产石膏远远消耗不完。

  记者在四川采访时,一位磷肥企业负责人向记者介绍说,企业每年产生100万吨磷石膏,厂里现有两套处理磷石膏的设备,但是每年仅能消耗30万吨磷石膏。原因是当地对石膏粉的需求量很小,而且销售价格远远低于生产成本。市场需求量不高,直接导致了脱硫石膏在当地出现有价无市的境况。

  导致工业石膏不具备比较优势的另一个原因是高昂的运输成本。记者在采访中了解到,如果将运输成本计算进去,这些脱硫石膏最远只能销售到企业周边60公里范围内;再远的话就会亏本。因此,过低的市场售价和较高的运输成本,都导致了这些脱硫石膏被“束之高阁”。

  神华集团国华电力公司相关负责人在接受记者采访时介绍说,国华电力目前在脱硫石膏的处置方面也遇到了类似的问题:销路受到当地市场、运输成本等影响,只能就地消化。

  问题二:缘何国家政策导向不利于工业副产石膏的深加工?

  记者在采访中了解到,对于工业副产石膏的大量积压,企业往往也是一筹莫展。而这种现象的存在与政府的政策导向有很大关系。于2008年1月1日开始执行的《资源综合利用企业所得税优惠目录(2008年版)》中规定,将煤矸石、粉煤灰、脱硫石膏、磷石膏作为70%以上的原料,生产砖(瓦)、砌块、墙板之类的产品、石膏类制品以及商品粉煤灰的,在计算应纳所得税时,按90%计入当年收入总额。

  此外,2008年,财政部、国家税务总局联合发布的《关于资源综合利用及其他产品增值税政策的通知》规定,原料中掺兑含量不低于30%磷石膏、硫石膏等废渣生产特定建材产品,销售时享受免征增值税优惠;采用旋窑法工艺并且生产原料中掺兑磷石膏、硫石膏等废渣比例不低于30%生产水泥或水泥熟料,销售实行增值税即征即退政策;用磷石膏制成的石膏砌块、空心条板、纸面石膏板等新型墙体材料享受增值税即征即退50%的政策。

  根据以上政策,对于大量没有工业副产石膏深加工能力的化工厂和发电厂来说,在对工业副产石膏进行简单处理后作为石膏粉销售时,是享受不到增值税优惠的。

  问题三:工业副产石膏品质是否稳定?

  虽然,脱硫石膏比天然石膏品位更高,前者取代后者完全可行。但由于两者的各项指标有一定的差异,造成两者深加工的设备有区别。因此,专门处理脱硫石膏的工艺和设备尚处发展前期。这样一方面是巨量的脱硫石膏被排弃而得不到利用;另一方面每年要开采数以千万吨的天然石膏,增加了资源和能源的消耗,破坏了开采地的生态环境。因此,要想把这些化学石膏真正的利用起来,变废为宝,不仅要大力推广现有石膏深加工产品,更要扩展其用途,才能完全吃掉这如此巨量的废渣。而扩展石膏的用途,前提条件是提高熟石膏粉的性能和性价比。

  记者在采访中了解中,如果要提高熟石膏粉的性能和性价比,凭现有技术还很困难,必须进行技术创新,才能够生产出一种性价比高的、能大量转化脱硫石膏的深加工产品来。

  磷石膏含有硫、氟等杂质,要开发出质量好的新型建材需要进行预处理。但是,目前由于缺乏低成本预处理技术及大规模、高附加值利用关键共性技术,工业副产石膏综合利用产业发展受到制约。近年来,各级科技主管部门在工业副产石膏领域都有较多的研究成果,但真正能从实验室走向市场并转化为生产力的科技成果屈指可数。

  据了解,由于缺乏先进的在线质量控制技术、低成本预处理技术及大规模、高附加值利用关键共性技术,工业副产石膏的综合利用产业发展受到了制约。现有的一些成熟的先进适用技术,如副产石膏生产纸面石膏板、石膏砖、石膏砌块、水泥缓凝剂技术等,在部分地区也没有得到很好的推广应用。

  杨再银介绍说,目前我国高强石膏粉、石膏晶须、高档模具石膏粉等高附加值产品的生产技术和装备都在开发过程中,一些关键技术也还处于研发阶段。但在技术推广方面,成熟的核心技术在市场推广和应用时遇到了很多阻碍。与此同时,综合利用磷石膏需要企业大量投入技术改造资金,与之相比,其后延产品的利润便显得微薄。

  问题四:相关技术标准是否健全?

  和磷石膏一样,脱硫石膏再利用同样是步履维艰。杨再银告诉记者,现行的《烟气脱硫石膏》行业标准是由北京建材研究院于2008年受工信部委托制定的,其初衷是为了统一规范脱硫石膏的质量,消化电力行业产生的脱硫石膏,避免电厂副产脱硫石膏堆存占地问题及引起二次污染,为电厂的脱硫系统生产脱硫石膏提供技术指引。

  随着脱硫石膏产出越来越多,一个问题逐渐浮现出来:电厂对脱硫石膏采取承包销售的形式予以处理。这就意味着,电厂脱硫石膏生产可以不受建材行业脱硫石膏标准的约束。

  “当石膏行业向电力行业提出申诉并建议电厂按脱硫石膏的行业标准进行质量控制时,得到的回应却是,‘这是建材行业的标准,对我们电力系统不具约束力,除非这是国标’。”杨再银说,“国内现在这方面的标准和认证体系还都还不完善。”杨再银说。

  记者在采访中了解到,目前,我国还缺乏系统的工业副产石膏应用的行业或技术标准,一方面缺乏用于生产不同建材的工业副产石膏标准,不利于工业副产石膏在不同建材领域的应用;另一方面缺乏工业副产石膏产品相关标准,只能参照其他同类标准。市场认可度低,造成工业副产石膏难以被大规模利用。

  出路

  在日前召开的工业副产石膏资源化利用及循环经济发展研讨会上,国家环境保护工业副产石膏资源化利用工程技术(南京)中心技术委员会主任万建东说,国家应制定相应政策及措施,鼓励利用工业副产石膏综合利用产品。

  在讨论中,与会专家建议,“政府应在资金、税收等方面给予积极政策扶持,限制天然石膏的开采,从政策上引导使用磷石膏制品。在政策和管理层面上,财政政策应该多多关注税源角度,加大对磷石膏利用项目的支持范围和优惠力度,同时适度限制天然石膏的开采量或适当提高天然石膏的利用成本。一方面保护天然石膏资源,一方面为工业副产石膏利用腾出市场空间。另外,行业管理部门则应从项目审批、土地征用、环境安全评价等方面严格执行相关法规。严格把关,督促企业加快磷石膏处理进程。”

  采访中,业内人士表示,从技术和经济层面来说,除了积极探索磷石膏利用方法,更应重视现有技术的推广应用。目前,磷石膏作为建材的技术应用相对成熟,企业或学界应努力进行降低成本、扩大应用范围的研究,从而增加企业的获利空间和积极性。同时,政府应对科研和综合利用项目上马给予必要的经费支持。例如,对于磷石膏在路基材料、土壤改良等领域的利用,由于在研发上更需要多个部门的合作,因此,国家应该配套专门资金进行扶持,以达到事半功倍的效果。

  作为工业石膏领域全国唯一的工程技术中心,国家环境保护工业副产石膏资源化利用工程技术中心日前落户江苏省江宁滨江开发区。目前,工程中心已拥有激光粒度仪等一批微观测试设备、气氛炉等大型试验装置,还有一支技术力量较为雄厚的研发队伍,与中科院、清华、东大等建有长期合作关系,拥有33项授权或受理专利,承担或参与了国家“863”计划“燃煤电站PM2.5捕集增效优化技术与装备研制”等近20项科研项目。

  近几年来,江苏一夫科技股份有限公司加大工业副产石膏的技术研发力度。据公司董事长唐绍林介绍,公司研发了一种脱硫石膏利用新工艺,既解决了脱硫石膏的堆存占地和污染问题,又提高了电厂原有脱硫效率,同时实现脱硫剂循环利用,进而使脱硫企业在脱硫的前、中、后期都具有降低脱硫成本的空间,经济及社会效益显著。

  国家应如何通过鼓励技术创新推广,解决制约工业副产石膏综合利用过程中长期存在的技术难题,从而使所有的研发成果、技术都进入市场并接受市场的检验?业内专家表示,目前,工业副产石膏墙材由于强度低、耐水性差,不能用作承重墙及外墙材料,应通过技术改造,有效解决石膏材料这些缺点。必须加强工业副产石膏利用企业与建材企业、科研院校的合作,以市场为导向,以资源合理配置为出发点,通过组织重大技术攻关、关键设备引进等方式,解决关键技术;加快研究改进低温陶瓷改性磷石膏生产建筑砖和砌筑材料产业化技术,寻求合理的配比,降低免烧砖的密度,满足砖的强度要求。同时要加快制定工业副产石膏资源再生利用领域技术政策、技术标准和规范,制定相关产品标准。地方政府应鼓励专业的工业副产石膏综合利用企业通过兼并重组等措施,形成工业副产石膏综合利用集约化生产模式。


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