磷，排在化学元素周期表的第15号，既是生命体不可或缺的营养元素，也是现代工业的“万能原料”。从滋养作物的磷肥到锂电池的核心材料，从阻燃剂到建筑材料，磷元素深度融入人类发展的脉络。然而这份“生命之火”伴随着工业文明的沉重阴影——每生产1吨磷肥便伴生4～5吨磷石膏废料，这些灰白色的工业弃子含有氟化物、重金属甚至放射性物质，全球堆存量已达60亿吨，综合利用率不足10%。在中国，8.7亿吨磷石膏如达摩克利斯之剑高悬，仅“磷都”宜昌一地，1.26亿吨磷石膏压弯了土地的脊梁。
当世界多数国家仍在使用海洋倾倒或简单堆存方式处理磷石膏时，长江之畔一家企业正将污染负担转化为绿色财富。本期《隐形冠军》节目将走进“国之重器”三峡大坝所在地的湖北昌耀新材料股份有限公司（以下简称“昌耀新材”），这家工信部评定的行业骨干企业、湖北省专精特新企业，不仅是国家电网众多重要工程中的优质电杆供应商，更以多项国际国内专利技术劈开磷石膏困局。
一、危废围城：亿吨磷石膏的生态拷问
滚滚长江东逝水，浪花淘尽英雄。位于长江中上游接合部的湖北宜昌，素有“上控巴蜀，下引荆襄”之称，地理区位至关重要，更肩负着“一江清水东流、一库净水北送”的特殊使命。这片土地蕴藏着丰厚的自然馈赠，88种已探明的矿种覆盖了全国矿种的51.46%，其中最令人瞩目的当属储量高达43.17亿吨的磷矿，稳居全国八大磷矿区之首，其体积之巨足以填满三个西湖。这份“白色黄金”是宜昌经济的重要基石，催生出一个年产值超过1500亿元的庞大化工产业集群。从轰鸣的采矿车到精密的实验室，整个矿业链条贡献了宜昌市约26%的GDP，形象地说，当地每创造4元钱的财富，就有1元钱带着磷矿特有的“土味”。
然而，磷矿在带来经济繁荣的同时，也伴生了一个沉重的环境包袱——磷石膏。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，全球磷石膏堆存量已达惊人的60亿吨，并且每年仍以约1.5亿吨的速度新增。然而，其开发利用程度却极低，综合利用率尚不及10%。作为全球第一大磷肥生产国，中国也无可避免地成为第一大磷石膏副产国。全国磷石膏堆存量已高达8.7亿吨，并且每年仍在以约8000万吨的速度递增。
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，不仅对环境与居民安全带来隐患，还侵占了大量土地资源。随着磷酸铁锂等新能源动力电池的兴起，磷酸的需求量将逐年增加，磷石膏的副产量也将大幅增加。如何安全、高效、大规模地处理与利用磷石膏，实现其低成本、高值化的规模化消纳，已成为磷化工产业可持续发展道路上刻不容缓、亟待破解的世界性难题。
对于宜昌这座“磷都”而言，磷化工业已成为宜昌的支柱产业，占比高达约30%。用当地人的话说，“宜昌吃的是化工饭，端的是化工碗”。经年累月的生产，已让宜昌堆存的磷石膏总量达到了1.26亿吨。
传统的磷石膏固废综合利用主要使用水洗或煅烧提纯工艺，成本高昂、缺乏经济效益，甚至可能产生新的污染问题。将其少量掺入水泥作为缓凝剂、制作土壤改良剂或者生产石膏砂浆、石膏砌块等建材，虽然有一定消耗，但相对于巨量的产出，无异于杯水车薪，难以从根本上解决堆积如山的困境。
转机出现在宜昌本土的创新力量之中。在“磷石膏固废利用”新材料研发领域，昌耀新材没有走传统水洗煅烧的老路，而是独辟蹊径，开发出磷石膏轻骨料和磷石膏稳定层等科技成果并实现产业化转化，为巨量的磷石膏找到了大规模、高值化利用的有效新途径。磷石膏轻骨料可以在众多建筑工程中替代天然砂石料，直接减少了对不可再生矿产资源的开采。而磷石膏稳定层材料，则被创新性地应用于道路基础建设领域。
鲜为人知的是，昌耀新材的前身是国家电网的全资子公司，主营业务是生产电力系统所需的电杆。董事长吴赤球回忆道：“最初的日子非常艰难，没有核心技术，缺乏熟练的技术工人，产品质量也不合格，每天只能生产3到5根电线杆。”彼时，还在电大当老师的吴赤球作为人才引进加入电杆厂，通过持续的技术攻坚和引入世界先进的自动化生产线，昌耀新材实现了华丽蜕变，日产能跃升至一千多根优质电杆，成为国家电网的核心供应商，并成长为行业内的龙头企业，深度参与甚至主导了相关标准的制定。
国内首条电杆全自动成型生产线
然而，单一的电杆产品终究难以支撑企业的长远发展，吴赤球始终在思考未来的方向。二十年前的一次机遇，让他的目光投向了这片土地上堆积如山的磷石膏。当时，水泥行业正处于低谷，但国家推动供给侧改革的信号让吴赤球敏锐地预见到水泥市场未来的潜力。更重要的是，作为宜昌的企业家，他深知磷石膏问题的严峻性和全球性挑战：“磷石膏不要钱。废物利用、变废为宝，这是一项惠及子孙后代的事情。像湖北这样磷资源丰富的地方，如果没有企业来想办法处理磷石膏，我们的环境怎么办呢？”
保护长江母亲河、为后代留下康庄大道的责任感，驱动昌耀新材毅然决然地踏上了磷石膏资源化利用这条充满挑战的创新之路。
二、道路为证：重载卡车的极限检验
当昌耀新材决心转变战略方向，怀着为子孙后代守护绿水青山的赤诚之心，将目光投向磷石膏这一工业固废的资源化利用时，意想不到的却是扑面而来的质疑甚至嘲讽。“美、俄技术都失败了，你们就是在搞噱头，想骗国家的资金！”
面对巨大的压力和来自各方的质疑声，吴赤球非但没有放弃，反而更加激起了骨子里的那股倔劲。强烈的责任感和使命感推动着他，誓要啃下磷石膏这块硬骨头。
“世上没有垃圾，只有放错地方的宝藏，”他告诉我们，“既然它‘生病’了，污染了养育我们的土地，我们就要把它‘治好’，变废为宝。”面对非议，吴赤球选择用行动回应：“争辩没有意义，把路修好，路自然会替我们说话。”
这条路并不好走。用磷石膏替代水泥制造建筑材料（称为“磷石膏水硬性胶凝材料”）和筑路骨料，首要难关就是无害化处理。磷石膏含有有害杂质，传统的水洗或烧结方法不仅成本高昂，还可能造成二次污染。更严峻的是，如果处理成本远超传统水泥，新产品在市场上将毫无竞争力。此外，如何将处理后的材料转化为性能可靠、经济效益可行的建材，也是困扰全球的难题。
面对这个世界级难题，昌耀新材联合武汉理工大学、山东大学、三峡大学、南京水利科学研究院等顶尖科研团队，共同攻关，最终在行业内首创了一种全新的无害化处理技术——利用碱性危废来中和磷石膏中的有害成分，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，磷石膏掺量可超80%。这不仅大幅降低了成本，提高了效率，还避免了新的污染，并为此发明了磷石膏基胶凝材料的促凝型早强剂及其制备方法，解决了磷石膏基胶凝材料凝结硬化时间长、产品生产效率低的问题。
攻克无害化只是第一步。为了把磷石膏变成坚固耐用的建筑材料，昌耀团队深入研究大跨度颗粒级配紧密堆积和颗粒之间相互作用规则，通过大量反复的试验、试错、纠错，成功将磷石膏掺入量提升到80%以上，同时，探明了碱激发和硫酸盐激发协同水化反应的平衡机制，通过控制磷石膏与活性材料的水化进程，实现超高掺量磷石膏水硬性胶凝材料的良好物理力学性能的提升。研发出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。
昌耀新材成功将磷石膏与矿渣、粉煤灰等工业废渣复合，制备出性能优异的新型“水硬性胶凝材料”（一种遇水后能硬化并保持强度的粘结材料）。基于此，他们开创性地开发出无须复杂水洗或煅烧提纯的绿色新工艺，直接让磷石膏在各类产品中大放异彩——作为胶凝材料使用占比高达40%～65%，在轻骨料中占比甚至可达90%。这意味着，以往堆积如山的废料，如今能大量替代水泥、碎石或陶粒，变身为生态护坡、路缘石、园林工艺品，更重要的是，铺就了一条条坚实的道路。
“磷石膏矿渣轻骨料的制备及其在道路工程中的应用”经国内权威专家的评定，被评价为湖北宜昌乃至全国相关行业的未来发展方向，甚至为整个行业建立了新的标准。
然而，市场的接受并非一帆风顺。即便手握专业的检测报告，客户面对“磷”字依然心存顾虑，甚至反对使用新材料。
坐落在湖北省宜昌市夷陵区北部的樟村坪磷矿是亚洲第二大磷矿腹地、探明磷矿储量26亿吨，年外运磷矿石达534万吨。S312省道是樟村坪磷矿矿车运输的主干道，日通行车辆超过5000辆，其中不乏载重二十吨的重型矿车，对路基材料的抗压性能要求极高。同时，这里也是长江一级支流黄柏河的发源地、宜昌百万人口的水源地，对绿色环保的要求极其严格。
“在我们省内，将新型磷石膏材料用于省道重载交通，还没有先例。当时很多领导不愿冒险，是宜昌市政府顶住压力为我们背书。”昌耀新材破釜沉舟般的承诺赢得了修建S312省道的机会，“如果达不到要求，我们负责赔偿，即使面临几千万甚至上亿损失，甚至破产风险”。
2023年下半年，这条意义重大的道路成功铺设通车，两年来，在成千上万辆重载卡车的考验下，路面状况依然乐观，没有出现裂缝、塌陷等质量问题，环保检测全部合格。如今，宜昌S312宜兴线夷陵区黄花至雾渡河段大修工程已经作为典型案例在中央推广。
三、点“磷”成金：他为磷石膏找到绿色归途
从单一电力产品，到覆盖环保、市政、水利等领域的8大类百余种产品，昌耀新材已成长为固废资源化利用的领军者和集成供应商。然而，站在近二十年奋斗的节点上，吴赤球要选择将耗费多年心血研发的磷石膏水硬性胶凝材料核心技术主动公开。
作为这一领域的开拓者，昌耀新材深知公开配方意味着主动制造竞争对手，但他心中有一本更长远的经济账、环境账：“宜昌是磷化工大市，磷石膏堆存高达近亿吨。单靠昌耀新材一家企业要消化完这些存量需要上百年的时间，更别说每年还在新增的大量磷石膏危废。
“昌耀新材发展的目标，最初就是为了解决磷石膏无害化处理的问题。”在吴赤球看来，只有整个行业发展好了，才能真正高效地消化掉这些‘工业包袱’。正是这份对绿水青山的责任，促使他选择了“抛砖引玉”，以开放的技术，吸引更多企业投身磷石膏资源化利用的赛道，共同加速磷石膏难题的破解。
这份开放的底气，源于昌耀新材近二十年深耕积累的硬核实力。不仅电杆产品占据省内市场七成以上份额，其自主研发的磷石膏水硬性胶凝材料和轻骨料产品更在全球市场赢得一席之地，占有率达17.33%。手握17项中国发明专利及多项海外专利，昌耀新材的技术成果被权威机构评价为“国际先进”，部分甚至达到“国际先进”水平。
昌耀新材与武汉理工大学等多家科研院校所开展深度产研合作，建立了研究生教学示范基地、4个专业实验室和4个公共研究（创新）中心；拥有200余项专利；率先牵头制定《磷石膏轻集料》国家标准，主编和参与修订《环形混凝土电杆》《预制混凝土箱涵》《石膏矿渣水泥》《公路路面基层稳定用磷石膏矿渣水泥基材料技术规程》等20余项国家、行业和地方标准。拥有世界首条磷石膏轻骨料生产线、磷石膏公路路面基层稳定层材料搅拌站、德国进口的海斯全自动多功能砌块生产线、自主研发的全自动环形混凝土电杆生产线、双升芯芯模振动成型制管生产线，双工位芯模振动成型制管生产线，整体式和分体式综合管廊生产线等多条先进生产线。曾荣获全国建材行业先进集体、中国建材500强企业、新三板百强企业等荣誉称号。
通过修路这种应用效率最高的方式，昌耀新材以磷石膏作为主要原材料，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超1.6万吨，可有效解决“三磷”问题，助力磷化工业和建材工业可持续发展。时至今日，昌耀新材的磷石膏水硬性胶凝材料和轻骨料，已被成功应用于近百条道路的水稳层建设，以及100多个景区、公园、路政项目的花箱、路缘石等产品中。他们的工作成果也获得了国家层面的认可，于2022年被国家发展改革委评定为资源循环利用领域的骨干企业。
“能把困扰世界的磷石膏危废，在昌耀新材手中完成资源化利用，把它变为产品，成为老百姓眼里的风景，成为我们脚下的坚实道路，是一件非常自豪的事情。”吴赤球强调，“为万亿磷化工产业解决出路，我们奋斗了近二十年，但距离完成最初的心愿还有很长的路。希望昌耀新材种下的这颗种子，能在未来社会各界共同努力下，真正走出一条康庄大道，为子孙后代守护好绿水青山。”
从电杆厂到生态革命先锋，巨量磷石膏的消解虽前路漫漫，但昌耀新材的“解磷之路”未曾停歇，每一公里延伸的磷石膏道路，都在为长江经济带刻下绿色发展的年轮，将“绿水青山就是金山银山”的理念落到实处。