我國脫硫石膏的綜合利用

趙向鵬

摘 要：簡要介紹我國脫硫石膏綜合利用的主要途徑，以及正在開發研究的脫硫石膏的一些其他利用途徑。

關鍵詞：脫硫石膏；石膏制品；綜合利用

中圖分類號： X773 文獻標識碼： A 文章編號： 1673-1069（2016）21-180-2

0 引言

脫硫石膏是火電廠或其他鍋爐對煙氣采用石灰石/石灰-石膏濕法脫硫時產生的工業副產物。脫硫石膏為二水石膏，主要成份為二水硫酸鈣。其外觀為含水率為10%～20%的潮濕松散的細小顆粒。灰白色，顆粒集中，大部分在40～60μm之間，比表面積為45m2/kg，純度也比較高。雜質主要是灰塵、氧化鋁和氧化硅，另有方解石或石英、氧化鎂和長石等。煙氣脫硫石膏的化學成分及細度見表1、表2。

在國外，脫硫石膏主要用來生產各種建筑石膏制品和用于水泥生產的緩凝劑。近年來，我國對脫硫石膏的預處理和深加工工藝技術裝備逐步成熟，脫硫石膏的應用處在非常迅猛發展階段。在沒有天然石膏資源但有大量脫硫石膏的長江三角洲地區，脫硫石膏的應用發展最快，上海、浙江和江蘇等地有許多新建或籌建以脫硫石膏為原料的大型紙面石膏板生產線。在一些其他地區脫硫石膏的綜合利用也正在建設或者規劃之中。從已經規模化、工業化生產的工業實例來說，我國脫硫石膏綜合利用主要為以下幾項：

1 用作水泥緩凝劑

如果脫硫石膏的游離水含量低，有害雜質少，可直接用作水泥緩凝劑。如天瑞集團汝州水泥公司使用游離水含量為4%～5%的脫硫石膏與天然石膏搭配使用，生產出的水泥在平頂山地區的房屋建筑和道路建設中得到了應用。用戶反應水泥質量穩定，富余去愛你孤獨高，施工性能好。但我國脫硫石膏的游離水含量一般在10%～20%，如果直接用作水泥緩凝劑，不僅在運輸、儲存過程中會出現粘結、堵料現象，而且還會造成計量不準、生產不穩定，影響水泥質量。另外過多的水分也會影響球磨機的產量。因此在用作水泥緩凝劑前，需要低溫烘干，通過造粒將脫硫石膏制成球狀。

脫硫石膏生產水泥緩凝劑的流程為：采用煤為燃料，利用煤燃燒產生的熱煙氣，用煅燒爐一步法工藝，將脫硫石膏經篩分除雜除鐵，由輸送機輸入煅燒爐內，煅燒后的脫硫石膏和二水石膏混合，再經造粒形成球狀緩凝劑產品。

2 用于生產紙面石膏板

紙面石膏板是以建筑石膏為主要原料，摻入適量纖維增強材料和外加劑等，在與水攪拌后，澆注于護面紙的面紙和背紙之間，并與護面紙牢固地粘結在一起的建筑板材。而脫硫石膏用于生產紙面石膏板是很成熟的技術。美國、加拿大、德國、日本等幾乎所有的紙面石膏板企業均部分或全部使用脫硫石膏生產紙面石膏板。目前，我國利用脫硫石膏的主要途徑也是用于紙面石膏板的生產。

紙面石膏板的生產工藝可簡單地概括為：采用一步法、二步法煅燒工藝將脫硫石膏煅燒成建筑石膏后，將建筑石膏、少量添加劑、纖維等與水混合攪拌后通過成型站連續澆注在兩層護面紙之間，再在連續式皮帶輸送機上進行封邊、壓平、凝固、切斷并送至干燥器中干燥，然后打捆碼垛。

3 用于生產石膏砌塊

石膏砌塊是指以建筑石膏和水為主要原料，經攪拌、澆鑄成型和干燥制成的石膏制品。石膏砌塊生產時可以加輕集料以降低其重量和提高保溫隔熱性能，或加水泥、外加劑等以提高其耐水性和強度。由于石膏砌塊的四邊帶有企口和榫槽，是一種性能非常良好的非承重內隔墻材料。我國在外墻建設中已大力推薦以石膏砌塊代替實心粘土磚。

用脫硫石膏生產石膏砌塊的工藝與用天然石膏生產石膏砌塊工藝大同小異，用脫硫石膏生產石膏砌塊的生產工藝可簡單地概括為：采用一步法、二步法煅燒工藝將脫硫石膏煅燒成建筑石膏后，將建筑石膏、添加劑（必要時）等與水混合攪拌后澆注成型，然后脫模，干燥，即可得到高強石膏建筑砌塊。

4 用于制造粉刷石膏

粉刷石膏是一種材料性能、施工性能和使用性能較好的建筑內墻及頂板表面用的抹面材料。使用脫硫石膏生產的粉刷石膏，具有品質好、強度高，和易性好，成本低等特點。尤其是使用脫硫石膏與粉煤灰混合型的粉刷石膏，后期強度均好于單一石膏的產品，其耐水性能有顯著的提高。目前我國的粉刷石膏大都是半水石膏相型。這種粉刷石膏可用建筑石膏加緩凝劑、保水劑、膠粘劑、引氣劑等配成。對于已有建筑石膏生產設備的企業，只要有了配方和各種性能的調節技術及混料設備即可生產。

以上幾項為我國脫硫石膏綜合利用的主要途徑，此外我國也在積極開發脫硫石膏的其他利用途徑。

①用于生產高強度石膏。高強度石膏是指二水石膏以液態形式脫去1.5mol結晶水所得的α型半水石膏，是一類具有膠凝性能的石膏粉體材料。其加工方法有塊狀法、造粒法和液相法三種。α型半水石膏用途非常廣泛，可用于配制自流平石膏、陶瓷模具石膏，還可用于牙模、吸塑模具及各種金屬鑄造模具、琉璃模具的制作等。在不斷的試驗總結中，中國礦業大學潞城石膏試驗基地的科研人員攻克了生產工藝和生產設備的難點，掌握了生產操作要領，建成了一條以脫硫石膏為原料的年產8萬噸的高強度石膏生產線。

②脫硫石膏制硫酸聯產水泥。工業副產石膏制硫酸聯產水泥技術是世界公認的零排放循環經濟技術。通過不斷的實踐總結，魯北化工已完成“脫硫石膏制硫酸聯產水泥技術研究與工程示范”重大科技攻關課題，小試、中試、產業化均獲得了成功，并通過了鑒定驗收。

③用于鹽堿土的改良。我國已有用脫硫石膏改良鹽堿土的研究和應用實例，陳歡等人在內蒙古托克托縣進行了3年多的脫硫石膏改良鹽堿土壤試驗，試驗結果證明脫硫石膏完全可以用于改良堿性土壤，效果非常明顯。且經過研究測定，這些脫硫石膏灰渣中重金屬及污染物均未超過國家標準，完全可以用于改良土壤。

④用于酸性土壤改良。我國廣東生態環境與土壤研究所的研究表明在酸性土壤上施用脫硫石膏能提高大豆、花生和蘿卜的產量和品質，能促進桉樹的生長。

⑤用作充填膠凝材料。我國膠結充填采礦法中主要膠凝劑為水泥或水泥代用品，所用水泥一般為425號普通硅酸鹽水泥。水泥費用占充填成本的80%左右。將脫硫石膏和粉煤灰按一定比例配成膠結料代用品，以分級尾砂和棒磨砂為骨料，可得到與普通硅酸鹽水泥礦物組成相似的膠結材料。使用了部分脫硫石膏和粉煤灰膠結料代用品的充填體的早期強度低于用純水泥作膠結料的充填體，但是后期強度卻高于用純水泥作膠結料的充填體。這說明用脫硫石膏和粉煤灰取代50～60%的水泥作充填體膠結料是可行的。

參 考 文 獻

[1] 呂天寶，劉飛.石膏制硫酸與水泥技術[M].南京：東南大學出版社，2010.

[2] 郭泰民.工業副產石膏應用技術[M].北京：中國建材工業出版社，2010.

[3] 呂天寶.工業脫硫及綜合利用技術[M].北京：國防工業出版社，2011.

[4] 王祁青.石膏基建材與應用[M].北京：化學工業出版社，2008.

[5] 鮑樹濤.磷石膏制硫酸聯產水泥的技術現狀[J].磷肥與復肥，2011（11）60-64.