春日，在甕安縣嵐關鄉中試基地，貴州科學院化工研究院的科研人員一如既往地忙碌，他們分工協作，嫻熟地操作着試驗設備。廠房內，就近開採的磷尾礦在高溫下煅燒，再經過熱解、浸取、過濾、洗滌、乾燥等工序後，不起眼的礦石變成了磷精礦、碳酸鈣和氫氧化鎂。
強化“富礦精開”關鍵技術研究和成果轉化，中試環節非常重要。中試，即中間試驗，是在科研階段之後、工業化生産之前的一個重要環節，是在一定規模的試驗條件下，對研究成果進行驗證和放大的過程，旨在評估技術的可行性、可靠性和經濟效益，為後續工業化生産提供科學依據和技術保障。
“我們採用自主研發的中低品位磷礦及磷尾礦新型選礦創新技術後，整個中試環節無廢渣産生、廢液排放，磷元素幾乎全部進入磷精礦，不被看好的中低品位磷礦和磷尾礦實現了綜合再利用，煥發新生。”貴州科學院化工研究院總工程師陳文興説。
擺脫“被動式末端治理”
磷是工業生産中的重要元素，主要從磷礦中提取得來。不過，我國磷礦資源儲量豐而不富，大多品位較低，需通過選礦富集等手段才具備工業利用價值。
2月19日召開的全省“富礦精開”推進大會要求，聚焦精深用礦延長産業鏈提高附加值，推動産業鏈向下游延伸、價值鏈向高端躍升、創新鏈向前沿聚焦，把礦産資源價值“吃幹榨盡”。
如何“吃幹榨盡”實現精深用礦，是磷礦科研工作者攻關的長期課題。“當前，磷礦企業所採用的選礦技術，獲得磷精礦後會産生一定量的尾礦，既造成資源浪費又帶來環保風險。”陳文興説，用磷精礦加工生産磷酸，也會産生大量的低質磷石膏，無形中增加了資源化再利用的難度和安全環境壓力。
在化工研究院研究員張欽看來，如何有效利用磷石膏是磷化工産業可持續發展必須解決的首要問題。之所以産生低質磷石膏，主要原因是磷礦資源本身的品質不高，現有的處理方法大多屬於被動式末端治理，綜合利用難度大。
磷化工是貴州重要的工業産業，作為本土科研機構，貴州科學院化工研究院將磷礦選礦技術攻關作為重要工作。2014年全力開展技術攻關、2017年進行中試、2021年實現碳酸鈣和氫氧化鎂的分離……10年時間裏，科研人員努力鑽研，不斷優化方案，奮力從源頭尋找“破題密碼”，助力磷化工産業向高端化、綠色化、集約化邁進。
中試讓技術變得成熟可用
“我們從20多年前開始進行研發新型選礦技術，當時全部用硝酸分解中低品位磷礦，生産高水溶性肥料，在研發過程中，未能將磷礦中的成分單獨分離出來，導致以磷礦為原料發展下游産業時受到限制。”陳文興説。
讓技術從實驗室走到應用場，中試是其中的關鍵環節。2017年，化工研究院與上海盛源集團合作，在位於甕安縣的貴州鑫光礦業有限公司選礦廠內建立了一套“3千噸/年中低品位磷礦及磷尾礦新型選礦試驗裝置”，開展中試工作。
2018年6月，“新型選礦技術”“磷尾礦高效清潔綜合利用技術”中試成功。中國化工學會組織國內權威專家進行評價，結論為技術成果達國內領先水平。2023年下半年，科研人員在中試環節還對實驗室階段未開展的水循環、氨循環等進行完善，耗費3個月時間實現了內部資源的循環利用。
在中試階段，1噸5%左右品位的磷尾礦可獲得150至200公斤磷精礦、250至300公斤氫氧化鎂、350至400公斤碳酸鈣，氫氧化鎂和碳酸鈣純度均超98%。
中試不是一次性驗證行為，需要不斷地做，以便發現問題、解決問題，優化參數、改進技術。“從實驗室到中試的過程中有很多不確定性，科技成果轉化的前提是技術成熟，且生産的産品能切實滿足社會需要，具有較好的經濟價值。”陳文興説。
推動科研成果走向市場
張欽説，磷精礦如用於硫酸法制磷酸可直接利用，擺脫堆存束縛，且提高設備生産能力20%以上；如用於硝酸法制磷酸，可從源頭杜絕磷石膏的産生。
分離出的碳酸鈣和氫氧化鎂，均為高端基礎原料，附加值高且應用廣泛，能拓寬企業的增收途徑。2024年1月，“氫氧化鎂生産鎂基功能材料”項目獲貴州科學院立項，相關産品可用於醫療、食品、材料等領域。此外，磷礦石中伴生的硅、氟、碘等元素，精深加工後也能獲得較好的經濟效益。
2022年，新型選礦技術獲貴州省重大科技成果轉化立項支持。2023年，貴州省《關於深入推進實施六大重大科技戰略行動的通知》印發，“推進中低品位磷礦及磷尾礦新型選礦技術攻關，建成産能15萬噸/年磷尾礦示範裝置並産業化推廣”位列其中。
在科技項目的支持下，新型選礦技術中試取得明顯成效。2023年下半年以來，貴州科學院化工研究院的科研人員借助中試設備不斷優化技術，並採用技術+現金的方式入股參與科技成果轉化，同時，加強與相關企業合作，推動科研成果走向市場。
陳文興&&，目前已有省內外多家企業與化工院開展較為深入的對接，力爭在2025年將技術投入使用，把磷礦資源價值“吃幹榨盡”，將科研成果轉化為現實生産力。（記者 潘曉飛）
