4月25日,在云南省开远市云天化红磷化工厂区内,一套由上海稀固科技最新研发的磷石膏氟磷深度净化及资源化项目(下称“磷石膏资源化项目”),顺利完成中试及工业化验证试验。经第三方技术专家与云南省产品质量监督检验研究院的检测验证,通过最新技术,试验出水磷含量稳定低于1mg/L,远超国家相关技术标准。
这一结果,意味着磷石膏治理获得最新突破。更重要的是,经过全新技术萃取净化后,可进一步生成电池级磷酸铁,为我国正高速发展的动力电池行业注入全新活力。以创新驱动绿色循环经济发展,实现从工业废料向资源转变的完整闭环,堪称新质生产力的最新典范。
科研创新 根治磷石膏治理世界性难题
在磷石膏资源化项目试验现场,稀固科技技术专家陈亮博士详细讲解此次中试项目的核心内容与技术突破。
在他身旁,是一排精密仪器与整齐的管道,其中最核心部分,正是稀固科技科研创新的最新成果——一种全新的基于动态固相萃取技术研发而成的分离材料。经系统化设计与创新,可精准地吸附磷石膏溶液中的磷、氟等元素。从实验室研究到产业化试验,经长期运行验证,结果均保持稳定,甚至在多轮检测中,已检测不出磷元素。
图:云南中试及工业化验证试验现场
简单的数据,意义却是非凡。在云南省的磷化工产业聚集区,灰白色的磷石膏是困扰当地数十年的环境顽疾——这种磷肥生产伴生的废渣富含可溶性磷、氟,长期堆存威胁土壤和水体安全。据统计,目前全球磷石膏堆存量已超过60亿吨,我国累计堆存量近9亿吨,且仍以每年8000万吨增长。
目前我国磷石膏产生区域,集中于湖北、云南和贵州三省,处理利用的途径主要为水凝缓凝剂、石膏建材及矿井填充与修复,但仍然处于转化难度高、成品价值低、需要政府补贴的阶段。“同时,由于难以根除易溶于水的磷等元素,仍然存在安全和环保隐患。因此,包括美、日等发达国家,全球磷石膏综合利用率不到25%,堆放仍然是主流。”
从这个角度看,此次中国科研团队的突破意义深远。“这种精准萃取高纯度磷、氟,在全球整个行业内也属首次。”稀固科技CEO杜若冰博士说,“可以说,在磷石膏领域,我们已经从技术上证明了这个全球性难题是可以解决的。”
科技引领 既保“绿水青山”又建“金山银山”
中国是农业大国,磷肥是支撑农业发展、保障粮食安全的重要基础。因此,作为磷肥生产中的工业副产物,磷石膏的无害化处理与综合利用,一直是我国关注的重要环保问题与工业问题之一。
2024年4月,工业和信息化部、国家发展改革委等七部门联合印发《磷石膏综合利用行动方案》,提出到2026年,磷石膏综合利用率达到65%,综合消纳量(包括综合利用量和无害化处理量)与产生量实现动态平衡。
如今,当中国科技有了最新突破,9亿吨的存量磷石膏难题即将迎刃而解。“中试结束后,我们即将进入试生产阶段,预计在今年内即可投产,明年完成首条5万吨级磷酸铁生产线,解决云南当地500万吨磷石膏处理需求,磷肥、环保、新能源等产业链也将直接受益。”杜若冰介绍,要是生产线跟得上,5年内即可实现云南当地产量与消耗平衡。湖北、贵州、四川等磷石膏堆存量较大地区也可逐步铺开。
据了解,稀固科技核心团队来自于萃取材料积淀深厚的中科院上海有机所,在业内有萃取分离“国家队”之称,是国内少有的兼具研发和产业化能力的金属萃取分体团队。依托业内独有的全链条研发平台,稀固科技引领了我国第三代分离技术的研发与创新,被誉为“提高人类使用资源效率的新质生产力”。
在此实验之前,上海稀固团队已经率先完成了从磷酸铁废水回收磷制备磷酸铁,镍生铁萃取镍并制备磷酸铁的技术,并与全球著名的电池材料厂商合作工业运营。
图:上海稀固在江西运营的工业产线
更值得一提的是,磷石膏经由稀固新技术处理后,可生产出高价值属性的磷酸铁,应用于新能源动力电池的生产,相比之前磷酸铁锂电池的相关原材料成本将大幅降低,为我国动力电池行业进一步提升竞争力,惠及每一位普通消费者。更重要的是,这一技术突破,直接减少对我国现有磷矿的开采,对我国矿产资源的战略安全性同样有着深远意义。
肖吉昌研究员表示,稀固科技的技术突破及产业化进程推动,正在成为打通环保治理与磷肥、新能源、冶炼等产业链的关键纽带。以磷肥企业为例,若采用稀固科技的磷石膏处理解决方案,有望带动当地形成“磷矿-磷肥-废渣-电池材料”的循环产业链,推动云南当地及全国的关联产业变革。
杜若冰透露,“目前,公司已与天赐材料、云天化等企业沟通合作”。
“作为科研人员,我们一直在努力,希望能通过科技创新,为实现绿色循环经济的发展贡献力量。”杜若冰说,“如今,我们有底气说,在磷石膏治理上,我们可以实现将固废山变为绿水青山、金山银山,真正实现绿色低碳循环发展。”