“磷石膏礦渣輕骨料的制備及其在道路工程中的應用”科技成果鑒定會成功召開

磷石膏是磷化工行業里濕法工藝生產磷酸過程產生的固體廢棄物，每生產 1 噸磷酸約產生 5 噸磷石膏。據統計，2020 年國內磷石膏存放量已超過 5億噸，主要分布在湖北、云南、貴州、山東和安徽 5 個省份，占比超過 75%。其中湖北省磷石膏存放量已達 2.5 億噸，而且每年還在以大于10%的增量增長。

由于缺乏合理的大規模磷石膏綜合利用的技術途徑，大量磷石膏被掩埋堆存。在堆存過程中，磷石膏中殘留的水溶性磷會通過滲透或者隨著雨水等流入封閉或半封閉的湖泊、河灣等地區，導致水體中的磷元素以及可溶性氟含量上升，對水體生物以及人類健康造成巨大的影響。而隨著磷酸鐵鋰等新能源動力電池的興起，對磷酸的需求量將逐年增加，磷石膏的副產量也將同比大幅增加，對土地資源及水環境造成的污染問題尤為突出。

傳統的磷石膏固廢綜合利用的技術路線包括生產水泥緩凝劑、建筑石膏、硫酸聯產水泥、石膏砂漿、石膏砌塊等產品，但由于磷石膏固廢存量數目巨大且每年仍有大量磷石膏產生，導致磷石膏固廢的利用率不足40%。

湖北昌耀新材料股份有限公司從2012年開始，與武漢理工大學、三峽大學等科研團隊合作，積極開展產學研合作，針對磷石膏固廢的資源化綜合利用課題開展了技術攻關，先后開發了過硫磷石膏礦渣水泥、超高摻量磷石膏水硬性膠凝材料、磷石膏輕骨料等創新技術和產品，并創造性地應用于公路基層，構建了“磷石膏土壤硬化路基+磷石膏底基層+磷石膏骨料級配穩定層+磷石膏水硬性膠凝材料上基層”的全磷石膏道路基層結構新體系，為磷石膏固廢的大規模資源化綜合利用探索出了新的途徑。該科技成果利用80%以上的磷石膏作為主要原材料，能夠在不提高同類產品成本的前提下，大量消納磷石膏，一級公路每公里可消耗磷石膏2.6萬噸以上，可有效助力磷化工業和建材工業的可持續發展，市場前景廣闊。

2023年4月16日，中國建筑材料聯合會和中國混凝土與水泥制品協會受湖北昌耀新材料股份有限公司的委托，對“磷石膏礦渣輕骨料的制備及其在道路工程中的應用”項目進行了聯合科技成果鑒定，鑒定會由中國建筑材料聯合會科技發展部主持，中國建筑材料聯合會、中國混凝土與水泥制品協會有關人員參與組織。鑒定會由中國工程院院士、中國建筑材料聯合會專家委員會首席專家、東南大學劉加平教授擔任鑒定委員會主任委員，中國混凝土與水泥制品協會原會長徐永模研究員擔任副主任委員，中國建筑材料聯合會石膏分會理事長徐洛屹正高，中國建筑材料聯合會專家委員會委員、中國建筑材料科學研究總院有限公司副院長武發德正高，生態環境部固體廢物和化學品管理技術中心綜合業務部主任侯貴光正高，武漢大學何真教授，住房和城鄉建設部科技與產業化發展中心處長梁浩研究員，國家環境保護工業副產石膏資源化利用工程技術中心主任唐紹林研究員，湖北省交通廳公路局原處長王延偉正高擔任鑒定委員會委員。

出席鑒定會的領導有宜昌市人大常委會副主任、市經信局黨組書記丁慶榮同志，宜昌市人民政府黨組成員曾慶東同志，中共宜昌市夷陵區常委、區人民政府副區長許祖鋼同志，宜昌市發改委黨組成員、副主任劉輝同志，宜昌市科技局副局長鄭宋平同志，宜昌市住房和城鄉建設局副局長袁慶華同志，宜昌市公路建設養護中心副主任朱慧敏同志，宜昌市經信局原材料工業科科長秦世軍同志，宜昌市市場監督管理局標準化研究所所長張文勝同志，宜昌市生態環境局水土中心李磊工程師，夷陵區經信局黨組成員、副局長萬正坤同志，夷陵區經信局產業發展股股長楊小敏同志，夷陵區科技局黨組成員、副局長高嵩同志，夷陵區生態環境局黨組成員、副局長鄒高炎同志，夷陵區發改委總經濟師關羽同志，夷陵區住建局區建發中心向金童同志，夷陵區住建局項目中心副主任梁曉榕同志，以及來自湖北中廣公路勘察設計有限公司和宜昌市交通規劃勘察設計研究院等單位領導嘉賓。

鑒定委員會認為，研發團隊研究了硫酸鹽激發和堿激發的協同作用機制，發明了磷石膏基膠凝材料的促凝型早強劑及其制備方法，開發出具有表面化學反應特征的超高摻量磷石膏水硬性膠凝材料，磷石膏摻量可達80%以上；研發了促進水化的磷石膏基晶種調節劑和脫水相調節劑，以及高摻量磷石膏骨料配方及生產工藝，開發出系列磷石膏礦渣輕骨料，其筒壓強度可達10MPa以上（堆積密度1190kg/m³）；構建了“磷石膏土壤硬化路基+磷石膏底基層+磷石膏骨料級配穩定層+磷石膏水硬性膠凝材料上基層”的道路基層結構新材料體系，開發了該材料體系用于制備道路基層的施工方法，磷石膏礦渣輕骨料可代替35%-75%天然骨料，實現了磷石膏固廢在道路工程的大規模資源化綜合利用。

  鑒定委員會主任委員中國建筑材料聯合會專家委員會首席專家、中國工程院院士劉加平教授表示，此次鑒定科技成果為磷石膏固廢規模化綜合利用走出了堅實的一步，企業在政府幫助下，長期堅持產學研合作，實現了科研、工程應用的螺旋上升的態勢，這種長期合作必將推進更多科學技術的創新。他建議，未來應當從交通行業角度，即從需求端出發制定標準規范，確定關鍵指標參數，持續開展磷石膏輕骨料的研發和應用，做到輕骨料產品的高性能和系列化，并針對不同應用場景開展相關研發。力爭能夠成為宜昌市乃至湖北省的磷石膏綜合利用的示范項目，并向全國進行推廣。

鑒定委員會副主任中國混凝土與水泥制品協會原會長徐永模研究員表示，在宜昌市領導的高度重視和支持領導下，以湖北昌耀為主體的產學研創新團隊，在技術創新上做出了艱苦卓越的努力，為我國在磷石膏資源綜合利用這個領域的科技進步做出了突出貢獻。希望企業能夠再接再厲，不斷完善提高，豐富產品種類，推動磷石膏固廢資源化綜合利用技術發展，拓寬相關技術及產品的應用領域。

湖北昌耀新材料股份有限公司董事長吳赤球表示，湖北昌耀始終堅持“科技引領、創新發展”的經營理念，在國家“雙碳”戰略和“長江大保護”戰略驅動下，不斷加大科技創新力度，全面加快磷石膏固廢綠色利用科技研究工作，為助力當地經濟和磷化工產業高質量發展，守護一江碧水貢獻“昌耀”智慧和力量。希望能夠得到包括地方政府、廣大公路系統以及國家相關部委的支持，推動磷石膏固廢利用技術的工程應用，助力我國磷化工產業的綠色化轉型，為長江大保護典范城市建設提供重要的技術支撐。