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我国西南喀斯特区是全球最大的磷矿区之一，也是我国最大的磷化工产业集中分布区。在这一区域，磷化工（湿法生产磷酸）副产物磷石膏固废堆存量高，且每年有新增。巨量磷石膏堆存产生的强酸性渗滤液与碳酸盐岩相互作用，在西南喀斯特地区引发了水污染事件。磷石膏无害化资源化处置利用是源头解决上述问题的关键所在。当前，磷石膏综合利用率不足40%，无害化资源化技术面临处理成本高、产品缺乏市场竞争力的问题，制约了区域磷化工产业的绿色可持续发展。因此，开发科学、高效、低成本无害化资源化技术成为喀斯特区磷石膏固废污染治理与综合利用的重要需求。
近日，中国科学院地球化学研究所研究员陈敬安团队与南方科技大学研究员陈洪团队联合攻关，基于“膜触发吸附耦合鸟粪石结晶技术”，开发了磷石膏磷资源高效回收与高值资源化利用工艺：磷石膏90%以上活性磷组分可通过新型锆膜触发吸附过程被高效回收，同步实现磷石膏无害化；新型膜材料的吸附-络合作用是控制磷酸盐快速纯化过程的主要机制，且膜材料可循环利用，有效降低了工艺成本；脱附浓缩的磷酸根被合成为高值复合肥，其纯度等各项指标均满足肥料毒害物质限量要求（GB 38400-2019），可安全用作农肥。这一工艺体现了从磷石膏中回收磷资源的低成本、高值化可持续策略，可广泛应用于大宗磷石膏固废的无害化与资源化，为喀斯特地区乃至全球范围的磷石膏污染治理与综合利用提供了创新思路和科学技术。
相关研究成果发表在《化学工程杂志》（Chemical Engineering Journal）上，并获授权国家发明专利和实用新型专利各1项。研究工作得到国家重点研发计划、中央引导地方科技发展资金项目、中科院科技服务网络计划、环境地球化学国家重点实验室开放基金和中科院青年创新促进会等的支持。
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磷石膏磷资源高效回收协同高值资源化利用工艺示意图