【技术交流】磷石膏无害化处理与�...

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（来源：生态修复网）

摘要

磷石膏是湿法磷酸生产过程中产生的工业副产物，全球有效利用率约15%、累积堆存量60亿吨，并以每年2亿吨的速度增加，堆场环境安全问题正严重威胁磷化工行业的可持续发展。本文立足磷石膏无害化处理，系统梳理了有害组分的来源、赋存特征、环境效应、固定机制、技术进展及政策支撑，分析了磷石膏无害化处理的关键科学问题和技术路径。基于磷石膏多组分污染物协同控制需求，进一步探讨酸性调控、磷氟固定、重金属钝化等作用机制，分析比较了化学调控、物理分离、胶凝固化和生物处理等技术的适用条件、控制对象和应用边界。针对磷石膏规模化消纳和资源化利用的重大需求，本文提出了磷石膏安全处置和资源化利用中的新思路，为堆场环境风险控制、无害化技术优化和大规模工程应用提供科学依据与重要参考。

亮点

本文以磷石膏中有害物质赋存特征与迁移转化为主线，分析酸性调控、磷氟固定、重金属钝化机制，提出磷石膏无害化处理的新思路与主要技术路径，为大宗固废生态化利用与磷石膏规模化消纳提供科学参考。

图1 磷石膏有害组分的迁移转化路径示意图

图文导读

01

研究进展：由单一处理方法转向多过程协同耦合

磷石膏无害化处理方法正由单一污染物去除转向多过程协同稳定。由于磷石膏中游离酸、磷、氟、重金属等有害物质的赋存形态、迁移转化规律存在较大差异，单一方法难以同时满足酸性调控、污染物高效固定的要求。因此，磷石膏无害化处置应根据污染物特性和未来利用场景，构建前端削减、过程稳定和终端封存相结合的处理体系。通过针对不同污染因子的分级调控，实现由短期浸出控制向长期环境安全保障的转变。

图2 (a)无害化处理技术体系；(b-d)代表性路径的稳定化过程

02

核心机制：污染物稳定化与迁移风险阻控

磷石膏无害化处理的重点是有害组分的赋存形态和释放行为调控，降低浸出性和生物有效性，控制迁移风险。酸性调控是磷石膏无害化的基础，可改善体系化学环境并抑制有害物质释放；磷氟稳定化是无害化重点，主要通过沉淀固化、矿物转化和基体封闭降低迁移风险；重金属和天然放射性核素的控制应侧重于钝化固定、结构包裹和长期淋滤风险削减。总体而言，磷石膏无害化应遵循“酸性调控为前提、磷氟固定为重点、环境风险长效控制为保障”的技术思路，以期实现污染物由高迁移、高释放状态向低活性、低风险状态转化。

图3 (a)磷石膏酸性调控示意图；(b-d)磷和氟、重金属固化示意图

03

发展方向：生态化利用与规模化消纳

磷石膏无害化/资源化利用目标不应停留于单一产品开发，而应建立风险可控、场景明确、规模消纳的处置路径。不同应用场景的安全约束条件差异较大，井下充填关注强度、渗透性和长期淋滤，建材利用强调耐久性和放射性安全，道路填筑关注雨水冲刷和冻融扰动；生态利用涉及物理结构和植物适生性。人工土壤构建可作为磷石膏生态化利用的发展方向，采用“无害化—结构化—功能化”技术思路，通过多元固废协同驱动磷石膏土壤化过程，最终实现大宗固体废物自然消纳与生态回归。未来研究应从短期浸出达标转向连续淋滤、冻融循环、污染物再释放及生态响应等长期过程。

图4 磷石膏生态化利用与规模化消纳技术路径

小结

磷石膏堆存的环境问题正严重威胁磷化工行业的可持续发展。未来应重点关注经济可行的大宗固废无害化方法，筛选磷石膏复配成土的关键影响因素，探讨土壤生态功能提升与关键元素迁移转化机制，开展多元固废协同驱动磷石膏成土造地与风险控制研究。建议围绕酸性调控、有害物质同步固化、复杂应用场景分析，构建全过程环境风险控制体系，以期实现磷化工行业固废的规模化消纳、经济安全地消除磷石膏环境隐患，推进美丽中国建设，加快经济社会发展全面绿色转型。

作者简介

第一作者，邹昊，中南大学冶金与环境学院在读博士研究生，研究方向为固体废物生态处置与利用、矿山环境治理与修复。以第一作者/共同第一作者在Journal of Environmental Sciences、Ecological Indicators等期刊发表学术论文7篇，授权发明专利5项。

通讯作者，薛生国，二级教授、湖南省优秀博士论文指导教师、国家重点研发项目首席科学家、湖南省自然科学创新研究群体负责人、中南大学矿冶场地生态修复研究中心主任。主要从事大宗固体废物生态化利用、污染场地土水协同修复、重金属污染环境修复、环境突发事件应急管理等研究。主持国家重点研发计划、国家自然基金重点项目、国家环保行业专项、国家区域创新重点项目等 20 余项，持续开展“场地污染阻控-土水协同修复-土壤功能重构-生态景观再造”全链条研究，努力突破矿冶场地生态修复技术瓶颈，推动大宗工业固体废物回归自然。以第一或通讯作者在Chemical Engineering Journal、Journal of Hazardous Materials、Journal of Cleaner Production、Land Degradation & Development、ACS Applied Materials & Interfaces、Environmental Pollution、Environmental Research、《环境科学》《生态学报》《土壤学报》《中国有色金属学报》 等期刊发表论文100余篇。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1001074225006564

文章来源：环境科学学报英文版JES

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