“磷石膏矿渣轻骨料的制备及其在道路工程中的应用”科技成果鉴定会成功召开

磷石膏是磷化工行业里湿法工艺生产磷酸过程产生的固体废弃物，每生产 1 吨磷酸约产生 5 吨磷石膏。据统计，2020 年国内磷石膏存放量已超过 5亿吨，主要分布在湖北、云南、贵州、山东和安徽 5 个省份，占比超过 75%。其中湖北省磷石膏存放量已达 2.5 亿吨，而且每年还在以大于10%的增量增长。

由于缺乏合理的大规模磷石膏综合利用的技术途径，大量磷石膏被掩埋堆存。在堆存过程中，磷石膏中残留的水溶性磷会通过渗透或者随着雨水等流入封闭或半封闭的湖泊、河湾等地区，导致水体中的磷元素以及可溶性氟含量上升，对水体生物以及人类健康造成巨大的影响。而随着磷酸铁锂等新能源动力电池的兴起，对磷酸的需求量将逐年增加，磷石膏的副产量也将同比大幅增加，对土地资源及水环境造成的污染问题尤为突出。

传统的磷石膏固废综合利用的技术路线包括生产水泥缓凝剂、建筑石膏、硫酸联产水泥、石膏砂浆、石膏砌块等产品，但由于磷石膏固废存量数目巨大且每年仍有大量磷石膏产生，导致磷石膏固废的利用率不足40%。

湖北昌耀新材料股份有限公司从2012年开始，与武汉理工大学、三峡大学等科研团队合作，积极开展产学研合作，针对磷石膏固废的资源化综合利用课题开展了技术攻关，先后开发了过硫磷石膏矿渣水泥、超高掺量磷石膏水硬性胶凝材料、磷石膏轻骨料等创新技术和产品，并创造性地应用于公路基层，构建了“磷石膏土壤硬化路基+磷石膏底基层+磷石膏骨料级配稳定层+磷石膏水硬性胶凝材料上基层”的全磷石膏道路基层结构新体系，为磷石膏固废的大规模资源化综合利用探索出了新的途径。该科技成果利用80%以上的磷石膏作为主要原材料，能够在不提高同类产品成本的前提下，大量消纳磷石膏，一级公路每公里可消耗磷石膏2.6万吨以上，可有效助力磷化工业和建材工业的可持续发展，市场前景广阔。

2023年4月16日，中国建筑材料联合会和中国混凝土与水泥制品协会受湖北昌耀新材料股份有限公司的委托，对“磷石膏矿渣轻骨料的制备及其在道路工程中的应用”项目进行了联合科技成果鉴定，鉴定会由中国建筑材料联合会科技发展部主持，中国建筑材料联合会、中国混凝土与水泥制品协会有关人员参与组织。鉴定会由中国工程院院士、中国建筑材料联合会专家委员会首席专家、东南大学刘加平教授担任鉴定委员会主任委员，中国混凝土与水泥制品协会原会长徐永模研究员担任副主任委员，中国建筑材料联合会石膏分会理事长徐洛屹正高，中国建筑材料联合会专家委员会委员、中国建筑材料科学研究总院有限公司副院长武发德正高，生态环境部固体废物和化学品管理技术中心综合业务部主任侯贵光正高，武汉大学何真教授，住房和城乡建设部科技与产业化发展中心处长梁浩研究员，国家环境保护工业副产石膏资源化利用工程技术中心主任唐绍林研究员，湖北省交通厅公路局原处长王延伟正高担任鉴定委员会委员。

出席鉴定会的领导有宜昌市人大常委会副主任、市经信局党组书记丁庆荣同志，宜昌市人民政府党组成员曾庆东同志，中共宜昌市夷陵区常委、区人民政府副区长许祖钢同志，宜昌市发改委党组成员、副主任刘辉同志，宜昌市科技局副局长郑宋平同志，宜昌市住房和城乡建设局副局长袁庆华同志，宜昌市公路建设养护中心副主任朱慧敏同志，宜昌市经信局原材料工业科科长秦世军同志，宜昌市市场监督管理局标准化研究所所长张文胜同志，宜昌市生态环境局水土中心李磊工程师，夷陵区经信局党组成员、副局长万正坤同志，夷陵区经信局产业发展股股长杨小敏同志，夷陵区科技局党组成员、副局长高嵩同志，夷陵区生态环境局党组成员、副局长邹高炎同志，夷陵区发改委总经济师关羽同志，夷陵区住建局区建发中心向金童同志，夷陵区住建局项目中心副主任梁晓榕同志，以及来自湖北中广公路勘察设计有限公司和宜昌市交通规划勘察设计研究院等单位领导嘉宾。

鉴定委员会认为，研发团队研究了硫酸盐激发和碱激发的协同作用机制，发明了磷石膏基胶凝材料的促凝型早强剂及其制备方法，开发出具有表面化学反应特征的超高掺量磷石膏水硬性胶凝材料，磷石膏掺量可达80%以上；研发了促进水化的磷石膏基晶种调节剂和脱水相调节剂，以及高掺量磷石膏骨料配方及生产工艺，开发出系列磷石膏矿渣轻骨料，其筒压强度可达10MPa以上（堆积密度1190kg/m³）；构建了“磷石膏土壤硬化路基+磷石膏底基层+磷石膏骨料级配稳定层+磷石膏水硬性胶凝材料上基层”的道路基层结构新材料体系，开发了该材料体系用于制备道路基层的施工方法，磷石膏矿渣轻骨料可代替35%-75%天然骨料，实现了磷石膏固废在道路工程的大规模资源化综合利用。

  鉴定委员会主任委员中国建筑材料联合会专家委员会首席专家、中国工程院院士刘加平教授表示，此次鉴定科技成果为磷石膏固废规模化综合利用走出了坚实的一步，企业在政府帮助下，长期坚持产学研合作，实现了科研、工程应用的螺旋上升的态势，这种长期合作必将推进更多科学技术的创新。他建议，未来应当从交通行业角度，即从需求端出发制定标准规范，确定关键指标参数，持续开展磷石膏轻骨料的研发和应用，做到轻骨料产品的高性能和系列化，并针对不同应用场景开展相关研发。力争能够成为宜昌市乃至湖北省的磷石膏综合利用的示范项目，并向全国进行推广。

鉴定委员会副主任中国混凝土与水泥制品协会原会长徐永模研究员表示，在宜昌市领导的高度重视和支持领导下，以湖北昌耀为主体的产学研创新团队，在技术创新上做出了艰苦卓越的努力，为我国在磷石膏资源综合利用这个领域的科技进步做出了突出贡献。希望企业能够再接再厉，不断完善提高，丰富产品种类，推动磷石膏固废资源化综合利用技术发展，拓宽相关技术及产品的应用领域。

湖北昌耀新材料股份有限公司董事长吴赤球表示，湖北昌耀始终坚持“科技引领、创新发展”的经营理念，在国家“双碳”战略和“长江大保护”战略驱动下，不断加大科技创新力度，全面加快磷石膏固废绿色利用科技研究工作，为助力当地经济和磷化工产业高质量发展，守护一江碧水贡献“昌耀”智慧和力量。希望能够得到包括地方政府、广大公路系统以及国家相关部委的支持，推动磷石膏固废利用技术的工程应用，助力我国磷化工产业的绿色化转型，为长江大保护典范城市建设提供重要的技术支撑。