磷石膏綜合利用現狀及展望

鄧 華，侯碩旻，李中軍，徐 港，池汝安，3，習本軍

（1.湖北三峽實驗室磷石膏利用研發中心，湖北 宜昌 443007；2.三峽大學土木與建筑學院，湖北 宜昌 443002；3.武漢工程大學興發礦業學院，湖北 武漢 430074）

磷石膏是濕法磷酸工藝的伴生副產物，主要成分為二水硫酸鈣，其次為游離水、有機質、重金屬、稀土元素及可能存在的放射性元素等；另外，磷石膏中還存在選礦等工藝中引入的表面活性劑和吸附水中溶解的磷酸等雜質［1］。一般每生產1 t 磷酸產生5 t左右磷石膏［2］。目前，全球每年產生的磷石膏近3億t，美國每年新產生的磷石膏約為0.6億t，中國每年新產生的磷石膏約為0.8億t。磷石膏中主要雜質及其危害如表1所示［3］。

表1 磷石膏中主要雜質及其危害［3］Table 1 Main impurities in phosphogypsum and their hazards［3］

各種雜質的存在限制了磷石膏直接用作石膏的可行性，全球磷石膏的綜合利用率低于20%。磷石膏主要以堆存的方式處置，目前全球磷石膏堆存量已超過60 億t，其中，中國磷石膏堆存量超過6 億t。磷石膏在長期堆存過程中，持續暴露出多種嚴重的環境問題［4-5］。

1997年，佛羅里達桑樹鎮一家磷化肥廠磷石膏堆場蓄水池大壩破堤，22 萬m3酸水流入阿拉菲亞河，導致桑樹鎮和坦帕灣之間68 km 水域中的生物全部死亡，該廠隨后宣布破產倒閉。

2004年，熱帶風暴弗朗西斯掀起的巨浪襲擊了位于河景鎮莫賽克磷酸鹽廠55 m高的石膏堆，在蓄水池周圍的堤壩上砸出一個大洞，25萬m3的污染水流入阿奇河和希爾斯堡灣，導致周圍的魚類、紅樹林和海草大量死亡。

2016年，莫賽克磷酸鹽廠位于桑樹鎮的一處磷石膏堆場發生塌陷，約76萬m3的污染水盤旋進入地下含水層，形成了佛羅里達州有記錄以來最深的天坑之一。該公司花了兩年時間才將塌陷坑修復，塌陷坑航拍圖如圖1所示［5］。

圖1 2016年美國莫賽克一處磷石膏堆場塌陷形成的天坑航拍圖［5］Fig.1 Aerial view of a sinkhole formed by collapse of a phosphogypsum dump in Mosaic，USA，in 2016［5］

2021 年，佛羅里達州坦帕以南約32 km 處派尼角一家前磷酸鹽廠，一個31萬m2的磷石膏堆場蓄水池安全殼墻發現了裂縫，該蓄水池容納了約174萬m3的廢水。為了防止蓄水池圍墻倒塌，佛羅里達州環境保護部緊急批準了向海牛港進行受控排放廢水。據初步統計，約76 萬m3廢水最終涌入坦帕灣，對環境造成了無法估量的損失。

磷石膏堆場的環境危害分為“急性”和“慢性”危害兩部分。“急性”危害主要來自磷石膏堆場的蓄水池，通常每個磷石膏堆場占地面積很廣，且采用露天式堆場，堆場區域的雨水需要收集儲存在露天的蓄水池中。由于磷石膏是濕法磷酸工藝的副產物，磷石膏浸出液通常為強酸性，pH 為1.7~3.5；同時，磷石膏中的可溶性磷、氟及氧化物也會隨著雨水沖刷、浸泡進入蓄水池，這些鹽進入露天蓄水池中，隨著水分蒸發而不斷富集，便形成了高濃度磷氟鹽的強酸溶液，成為危害環境健康的定時炸彈。另外，磷石膏中的可溶性磷、氟及氧化物也會隨雨水沖刷，部分進入地表，對周圍環境造成“慢性”的危害。磷石膏堆場都有嚴格的規定，比如美國磷石膏堆場受環境保護部門和地方政府雙重管理和監督；中國磷石膏堆場參照對應的國標或規程執行，包括ZBJ1-90《選礦廠尾礦設施設計規范》和AQ 2006—2005《尾礦庫安全技術規程》等。但對堆場的“防水”和“隔離”處理并不能完全解決雨水的滲透和磷石膏中元素的遷移等問題，這就導致了堆場附近水域的“富營養化”和部分元素超標。

在中國長江流域，磷元素已經成為首要污染物，部分水域可溶磷嚴重超標，總磷指標超標的斷面占全部超標斷面的56%。這和長江流域7省市共97座磷石膏庫有不可分割的關系。長江經濟帶在中國生態文明建設中占據重要位置，“十四五”規劃綱要提出，全面推動長江經濟帶發展，協同推動生態環境保護和經濟發展。因此，磷石膏問題無疑是長江流域可持續發展中亟待解決的問題。本文綜述了磷石膏工業化綜合利用現狀；分析了磷石膏當前的主要研究方向；討論了為實現磷石膏動態平衡和綜合利用所采取的科研與工業化道路的特點及矛盾；最后，就磷石膏綜合利用的發展趨勢進行展望，以期為磷石膏綜合利用提供理論指導和技術支撐。

1 磷石膏工業化綜合利用現狀

對于磷石膏的處理，國外基本采用堆存與海洋排放兩種方式。國內磷石膏在很多領域已經得到廣泛應用，2021 年中國磷石膏資源綜合利用量為3 650萬t，磷石膏資源綜合利用率為45.6%。磷石膏各利用途徑利用量及占比如圖2 所示［6］。由圖2 可知，磷石膏綜合利用以水泥緩凝劑、外售外供、生態修復和建筑石膏4個途徑為主，該4個途徑利用量之和占總利用量的71.89%。磷石膏的利用途徑還有用于礦井充填、石膏板、制硫酸、石膏磚、筑路材料和石膏砌塊等。磷石膏工業化綜合利用現狀主要從以下幾個領域進行詳細介紹。

圖2 2021年中國磷石膏各利用途徑利用量及占比［6］Fig.2 Utilization amount and proportion of phosphogypsum in China，in 2021［6］

1.1 制備工業石膏及石膏建材

磷石膏通過兩步加熱去除水分制備建筑用熟石膏粉，或高溫煅燒（750~800 ℃）使可溶性P2O5和F基本揮發，制備pH為6~7的建筑石膏粉。石膏粉可以直接出售，或經過進一步加工制備成砌塊、板材（紙面石膏板和無紙面石膏板）、粉刷石膏、抹灰石膏、自流平砂漿及吊頂等產品［7-8］。

日本是全球屈指可數的實現磷石膏100%利用的國家之一，其中60%的磷石膏用于生產石膏粉和石膏建材。中國2021 年以磷石膏為原料生產紙面石膏板的裝置能力已達到900 萬t/a，占磷石膏產量的14%。其中，泰山石膏、昆明英耀建材、山東紅日阿康、銅陵化工、貴州甕福集團、湖北泰山建材、鐘祥春祥化工、云南云天化、山東奧寶化工、江西六國化工等數十個化工企業均已建立生產能力為107m2/a級別的石膏板生產裝置［9］。

由于磷石膏中存在水溶性磷、氟等雜質，磷石膏建材經過雨水沖刷會在內部形成空洞，導致其結構粉化潰散，因此，磷石膏砌塊產品也只能用于內墻。磷石膏產品質量均可以達到相關標準，比如紙面石膏板各項性能符合GB/T 9775—2008《紙面石膏板》的要求，放射性符合該國標A類材料的要求，滿足室內裝飾要求，但未經過處理的磷石膏制備的紙面石膏板內外照射指數要遠高于脫硫石膏。磷石膏制備建材產品的質量相比天然石膏和脫硫石膏仍有很大差距，市場認可度低；同時，受運輸成本影響，所有建筑產品銷售半徑有限，限制了磷石膏在工業石膏和建材領域的大量應用。

1.2 用作水泥緩凝劑等水泥添加成分

水泥中通常添加3%~5%（質量分數）的天然石膏作緩凝劑。磷石膏的主要成分是石膏，原理上可以代替天然石膏作為緩凝劑添加到水泥中［10-12］。實際上，日本用的水泥緩凝劑絕大部分來自磷石膏，磷石膏用作水泥緩凝劑標準為：可溶性P2O5質量分數≤0.3%、可溶性氟化物質量分數≤0.05%、壓制成粒徑為10~30 mm球狀顆粒。中國多家企業也陸續投產了磷石膏用作水泥緩凝劑的生產線，包括魯北化工、貴州甕福、貴州開磷、安徽銅化集團、山東紅日阿康、江西六國化工、陜西江友建材、湖北祥云海順昌、貴陽路發集團、四川廣益磷化工、云南云天化集團和湖北宜化集團等。磷石膏用作水泥緩凝劑最常見的問題是磷石膏中各種雜質無法完全去除，導致水泥質量通常達不到普通水泥標號，市場認可度低，而且磷石膏酸性太強，用作水泥緩凝劑之前必須進行改性處理，增加了成本，導致磷石膏用作緩凝劑時與電廠脫硫石膏相比缺乏市場競爭力。

磷石膏還可用作水泥礦化劑。水泥生產過程中，在生料中摻入適量含硫、氟、磷等成分的礦物，使二氧化硅活化，同時促進碳酸鈣的分解，降低液相形成溫度，促進液相提前形成并減小液相黏度，最終改善熟料的礦物組成。該工藝中磷石膏用量較少，因此在實際生產中鮮有運用。

1.3 熱分解制備硫酸聯產水泥

磷石膏制硫酸聯產水泥的工藝原理是將磷石膏高溫分解，所得的SO2經過轉化和吸收用于生產硫酸，所得的CaO 用于生產水泥。煅燒磷石膏制備氧化鈣和回收硫制備硫酸是較為成熟的理論，過去幾十年被不斷實踐，但是其進一步的工業化應用并不理想。在實際反應中，CaSO4與CaO、CaS 形成共融物，造成CaSO4分解溫度增高，導致磷石膏分解制硫酸聯產水泥的能耗高。此外，磷石膏分解制硫酸聯產水泥還存在SO2濃度低、回轉窯結圈可控性較差和水泥前期強度低等問題。這些問題共同導致了磷石膏分解制硫酸聯產水泥在工業領域的生產運營和盈利難度增大［13］。

制約磷石膏制硫酸聯產水泥大規模工業化應用的主要因素是高能耗和低產品質量。國內外學者和企業對此開展了諸多探索研究，并取得了一定的成果。2019 年，HUANG 等［14］研究了以磷石膏和鋁土礦為原料制備貝利特-硫鋁酸鹽鈣水泥熟料，發現磷石膏中的P2O5和F 雜質能促進熟料的生成，使用磷石膏生成熟料的煅燒溫度比用天然石膏低50 ℃。2022年，李天榮等［15］對現有的磷石膏制硫酸聯產水泥裝置提出了升級改造技術方案，將帶分解爐的懸浮預熱器的預分解窯系統應用于磷石膏制硫酸聯產水泥工藝中，由硫酸和水泥熟料兩種產品共同分攤生成熱，比碳酸鈣分解生產水泥熟料的生成熱低15%，可有效降低能耗。磷石膏制硫酸聯產水泥的規模化生產在國內未能得到推廣和應用，但中國對磷石膏分解的研究一直在持續進行。

1.4 路基材料

磷石膏可代替土壤和部分碎石，用作路基材料。各地已有多個磷石膏企業聯合城建單位進行了多種嘗試和研究，包括將磷石膏用作路基填料、路面基層或路基中水穩層等。將磷石膏直接用于路基填料時，通常其抗壓強度和吸水性等不能滿足要求。將磷石膏與生石灰、粉煤灰、磷渣等成分以合適的配比用作路面基層材料，具有較好的可行性，但磷石膏摻量較小［16-18］。

在磷石膏和水泥共同用于路基材料時普遍存在鈣礬石的問題。磷石膏和水泥反應生成鈣礬石，分子式為（CaO）3（Al2O3）（CaSO4）3·32H2O，鈣礬石分子含有32個結晶水，屬于“會呼吸”的礦石之一。在夏季高溫環境下，鈣礬石失去結晶水，內部壓力增大，而在大量雨水浸泡的條件下，又發生吸水現象。由于環境天氣的變化，鈣礬石重復失去和得到結晶水的過程最終造成路面凹凸甚至出現裂縫。

經過長期的試點和探索，磷石膏經過處理后用于公路水穩層的結果較為理想，如美國佛羅里達州2020年批準的磷石膏用于道路建設，主要是用于路基中水穩層及馬路護坡；但由于磷石膏存在放射性，該批準在2021 年被廢除。中國絕大部分磷石膏放射性較低，用于公路水穩層符合國家相關標準和規定。湖北宜昌首個磷石膏道路水穩層應用的全國標準《道路過硫磷石膏膠凝材料穩定基層技術規程》，于2022 年9 月1 日開始實施。湖北昌耀新材料、湖北宜化（聯合丘力公司）等企業均已著手將磷石膏應用于非城區主干道的公路建設，并得到了宜昌市猇亭區和荊州市等地方政府的政策支持。

1.5 填充材料

磷石膏由于自身粒徑小、密度小及滲透系數小，不利于充填體脫水和快速硬化，不適于單獨作為充填骨料。但是，磷石膏與水泥和粉煤灰等進行適量配比后進行膠結填充，或添加生石灰、氫氧化鈉、芒硝等多種材料制備磷石膏基復合充填材料具有較好的應用效果。由于磷石膏中含有少量的P、F等酸性雜質，會降低充填體早期強度，使磷石膏作為填充材料的應用具有一定的局限性。目前，磷石膏膠結充填技術已經非常成熟，在開陽磷礦、金川鎳礦等礦山已開展大規模應用。另外，半水磷石膏可作為膠凝材料制備新型半水磷石膏充填材料，具有早期強度高、充填適用性好、工作效率高等優點，但半水磷石膏的應用受結晶形貌和水溶性酸性雜質的影響較大，實際生產中的半水磷石膏原料質量不穩定，尚未實現產品化。

磷石膏作為填充材料回填礦山采空區使磷礦資源得到了充分回收利用，不僅緩解了磷石膏固廢堆存量大的壓力，而且可以降低礦山生產及周圍環境的安全風險；另外，相對于傳統的砂石填料，磷石膏作為填充材料具有成本低、性能好、操作工藝簡單等優點。因此，在特定地形地域，如云南和貴州的大部分礦山，發展磷石膏充填技術，將會成為磷石膏綜合利用的重要方向之一。

1.6 土壤改良劑

磷石膏作為磷肥工業的副產物，富含植物生長所必需的磷、鎂、硫、鐵、硅等元素和土壤改良所需要的Ca2+、SO42-，用作土壤改良劑具有獨特的優勢［19-20］。對于酸性土壤，磷石膏可以降低酸性土壤中Al3+的活度，緩解Al3+對作物根系的毒害，并且磷石膏中的游離磷酸根可被作物吸收利用；對于鹽堿土地，磷石膏可以降低土壤的pH及Na+的含量，改善土壤理化性質，提高作物產量［21］；另外，磷石膏能夠提高土壤表層電解質溶液的濃度，促進土壤顆粒絮凝，增加土壤滲透性，加強土壤成團效力，從而能有效抑制土壤退化和水土流失［22］。磷石膏用作土壤改良劑可以實現固廢的有效利用，并且操作簡單、成本低廉。

磷石膏用作土壤改良劑在俄羅斯、摩洛哥、哈薩克斯坦等國家都得到了廣泛應用，在加拿大更是成功地將磷石膏直接土壤化種植柳樹和莊稼［23］。磷石膏在中國東部沿海鹽堿地改良中運用效果較好；但在中國的推廣應用中通常因為運輸成本較高，同時受環境保護政策影響，實際運用少。

另外，磷石膏用于生態修復的嘗試也在云南省和貴州省展開。云南云天化已開展土地綜合治理與礦山廢棄地生態修復示范項目，磷石膏經過改性后進行生態修復，其重金屬、放射性、浸出液及有機質均達到了相關標準，通過樹種篩選、樹種繁育及群落構建形成混合農林經濟模式；貴州磷化集團使用改性磷石膏、建筑石膏、土、有機質、保水劑、微生物菌劑等配制成磷石膏植生材料，不僅能夠快速進行礦坑修復、邊坡防護及綠化、石漠化治理，還可實現磷石膏的綜合利用。

2 磷石膏主要研究方向

磷石膏的相關研究已涉及到各行各業，以工程、環境科學和材料科學為主，各領域均有涉及，如圖3所示［24］。中國對磷石膏的科學研究始于20 世紀60年代，在過去50 多年的時間里，對磷石膏的研究涵蓋了磷石膏理論基礎、無害化處置和實際運用三大類，包括以上列舉的利用方向的技術原理、投料比例和工藝優化等。

圖3 Scopus數據庫檢索關于磷石膏的文章領域分類［24］Fig.3 Scopus database search on phosphogypsum article field classification［24］

磷石膏理論基礎研究主要包括但不限于磷石膏中硫酸鈣（水合物）晶型調控和轉變（包括轉晶劑及轉晶機理）、α高強度石膏制備、雜質的定向遷移、稀有金屬的回收、磷石膏晶須種類及制備、磷石膏固化劑和磷石膏制備硫酸銨、硫酸鉀、碳酸鈣等方向［25-29］。這些方向近幾年都取得了較大的進展和突破。

磷石膏無害化處置是當前磷石膏科研的一個前沿熱點方向。無害化處置的初衷是對磷石膏進行處理，使磷石膏浸出液達到GB 8978—1996《污水綜合排放標準》所規定的第一類污染物最高允許排放濃度或第二類污染物最高允許排放濃度的一級或二級標準，然后進行堆存。其中適用于中國絕大部分磷石膏的第二類污染物一級標準核心指標包括：pH為6~9，磷酸鹽（以P 計）質量濃度≤0.5 mg/L，氟化物質量濃度≤10 mg/L。無害化處置可以盡可能地降低磷石膏在長期堆存過程中對環境的危害，即使是經過雨水長期沖刷，也不會造成蓄水池中可溶離子富集和堆場中出現強酸性的滲濾水。

無害化處置主要包括水洗［30］、煅燒［31］和浮選［32-33］等方式，配合堿性工業固廢如電石渣和石灰中和磷石膏的酸性，經過煅燒和浮選處理的磷石膏白度明顯得到提升。湖北三峽實驗室也實現了通過一次水洗配合氧化鈣礦化處理磷石膏達到I類固廢標準。同時，通過浮選可以使磷石膏在達到I 類固廢標準的同時，白度達到75%以上。這些常用方法在實驗室和小試中均可以實現磷石膏無害化處理的目標。

3 磷石膏綜合利用科研與工業化的關系

磷石膏的綜合利用是一個必須通過工業化解決的實際問題，而且需要多個領域的企業共同協作實現，科學研究則是為綜合利用提供理論和技術支持。目前，磷石膏相關應用已經形成了多領域交叉的復雜產業［24］。同時，磷石膏的科研和工業化具有以下幾個特性。

1）從科研角度來看，磷石膏成分比較明確，磷石膏本身的理論科研方向比較局限，科研價值不高。而對磷石膏的理論研究，如晶型轉換等，可以從工藝和理論層面提供參考，但無法直接解決磷石膏大宗利用的問題。磷石膏來源工藝清晰明確，化學反應過程已經得到充分的研究。磷石膏中雜質濃度主要受磷礦石中P2O5的品位、雜質組成等影響。不同地方的磷礦石雜質組成成分差別較大，所得到的磷石膏雜質成分也不同，限制磷石膏下游利用的因素也不同。比如，美國佛羅里達州絕大部分磷礦石含有天然放射性元素U、Th、Ra、Rn 和Po，較強的放射性成為了限制磷石膏應用的主要因素；而中國絕大部分磷礦石放射性元素含量較低，Mg、Al、Si含量相對較高，需要通過浮選等方法去除絕大部分Mg及部分Si和Al，促使磷礦盡可能完全反應，由此產生的磷石膏雜質則以有機質、Si和其他金屬元素為主。

2）從大規模利用的技術角度來看，限制磷石膏下游利用的主要問題是雜質種類多且濃度較高，導致磷石膏產品質量跟普通石膏產品質量相比差距較大，市場認可度較低。因此，工業化對磷石膏綜合利用的技術需求本質上是對磷石膏的除雜純化。現有的分離純化技術，如水洗、浮選、煅燒、旋流分離、逆流萃取/洗滌等在實驗室中均已經成功用于磷石膏處理，達到很好的分離效果。

3）磷石膏科研與工業化的核心矛盾在于石膏本身價格較低，而磷石膏工業化處理成本較高。2023年1 月，市場上主流的天然石膏和脫硫石膏成本價分別為200~250 元/t（受地域影響較大）和300~400 元/t，而基于實驗室或小試結果，用現有純化技術將磷石膏處理到市場石膏純度所需要的成本遠高于石膏本身的價格。對于以營利為目的的企業而言，虧本的生產線得不到推廣。因此，磷石膏綜合利用的難題是科研開發出的技術方案難以得到工業化的認可和廣泛推廣。同時，工業化還需要考慮到更多的實際問題，比如用水洗方法無害化處理磷石膏帶來的水循環和水平衡問題等。

解決以上主要矛盾的思路包括：1）開發簡單、高效、低成本、易工業推廣的磷石膏純化技術；2）分離提取磷石膏中貴重金屬和高附加值的產品；3）開發磷石膏新的利用途徑；4）國家財政補貼和獎勵磷石膏企業，促進磷石膏技術的推廣和應用；5）政策傾向用處理過的磷石膏代替天然石膏，鼓勵磷石膏下游產品的使用。在這些思路中，1）、2）、3）需要科研界針對企業和市場進行創新性研發，其中磷石膏中各種稀土元素［34-36］的分離和富集已經經歷了一個長期的科研過程，但到目前為止還沒有成熟的可工業化的路線。湖北三峽實驗室磷石膏研發中心以開發新的磷石膏純化技術和新的利用途徑為主要任務，并且在磷石膏中二水硫酸鈣溶解再結晶回收制備高純度石膏、利用沉降和逆流洗滌原理除雜并將各組分特異性利用兩個方向取得了重大突破。4）和5）則需要科研界及工業界合作對國家政策提供有利的建議和引導。其中，有些地方政府近幾年已經開始補貼磷石膏利用企業，如宜昌市政府2021年對磷石膏利用補貼10元/t。

4 展望

結合磷石膏產業的特點及磷石膏科研和工業化的現狀，磷石膏綜合利用的發展有如下的趨勢和特點。

1）無害化處置是磷石膏綜合利用的第一步。從科研角度來看，磷石膏必須經過純化處理才能達到預期的石膏產品效果，獲得市場認可。事實上，在各項政策和經濟利益驅動下，多個企業已經建設或投產磷石膏無害化處置裝置。比如，貴州甕福紫金40萬t/a磷石膏水洗裝置成功開車運行，湖北三寧化工正在建設磷石膏水洗+浮選處理裝置，宜都興發正在籌建磷石膏水洗+浮選裝置等。處理過的磷石膏絕大部分用于建筑石膏原料。目前，關于磷石膏無害化處理之后是否繼續堆存仍有爭論。部分學者認為磷石膏處理之后再繼續堆存，不僅沒有從根本上解決磷石膏利用難題，未改善現狀，反而增加了磷石膏處理成本；另一種觀點認為磷石膏無害化處理后消除了環境危害，繼續堆存是將這種石膏資源儲存起來，待未來技術成熟或者石膏資源短缺時，再進行有效利用。

2）平衡磷石膏市場需求和新增裝置之間的關系是持續健康發展的關鍵。隨著政策的強勢推動，各地磷石膏處理及利用的裝置如雨后春筍。以宜昌市為例，據統計，2021 年宜昌市磷石膏實際產量為1 244 萬t，已建成磷石膏綜合利用裝置處理能力為1 030 萬t/a，裝置處理能力已達到磷石膏產能的83%。然而，目前對新的磷石膏處理及利用裝置的建設并沒有暫停或減緩，也沒有相關的指導或限制措施。這意味著磷石膏產業在未來3~5 a 可能會面臨裝置能力過剩的問題，造成資源浪費。這里并沒有綜合考慮到已有的因為現有技術難度和市場需求較低造成的開車率較低的問題。

3）短期來看，路基材料將成為最主要的磷石膏利用領域。磷石膏用于公路路基、路沿石及水穩層等在俄羅斯、摩洛哥、美國、日本和中國的多個地區都有多個成功的案例［23］。尤其是磷石膏和水泥反應生成鈣礬石，在環境變化的條件下造成路面凹凸甚至裂縫的問題，也逐漸通過調節磷石膏的比例、減少水泥用量、添加固化劑等得到了很好的解決。按磷石膏在公路水穩層中摻量為30%~50%（質量分數）計算，每千米公路約消耗磷石膏0.6 萬~1 萬t。在磷石膏建材產品得到市場廣泛認可之前，路基水穩層將成為磷石膏綜合利用的主要途徑。

4）土壤化是不可忽視的磷石膏利用新途徑。受環保和農業部門政策的限制，磷石膏在中國不能用作“紅線”農田改良。而實際上，磷石膏源于磷礦石，取自于大自然，最終的歸宿也要流入大自然，成為其一部分。磷石膏作為土壤改良劑有很多相關研究［37-38］，且效果良好，但受政策限制得不到推廣。將磷石膏直接土壤化，在中國幾乎是一個全新的概念。湖北三峽實驗室已成功將新鮮磷石膏無害化處置以后直接用于植物種植，成功栽培了花生等農作物。考慮到磷石膏產量、下游各產業的規模和對磷石膏的需求量及磷石膏土壤化的可行性，磷石膏土壤化在3~5 a 內將成為磷石膏綜合利用領域的研究熱點。

5）磷元素的消耗和回收循環問題將在未來逐漸引起磷石膏科研人員關注。磷元素是生命元素，但其主要來源的磷礦石儲量有限。每個健康成年人每天需通過飲食攝入約0.7 g磷，支撐這個需求每人每天至少消耗22 g的磷。土壤中磷的缺乏和對磷礦石開采力度的加大，打破了自然界磷的循環。未來，人們將面臨嚴重的磷資源匱乏問題［39］。因此，磷石膏中磷元素的回收和重復利用將會是一個前沿研究課題。