我国脱硫石膏的综合利用

赵向鹏

摘 要：簡要介绍我国脱硫石膏综合利用的主要途径，以及正在开发研究的脱硫石膏的一些其他利用途径。

关键词：脱硫石膏；石膏制品；综合利用

中图分类号： X773 文献标识码： A 文章编号： 1673-1069（2016）21-180-2

0 引言

脱硫石膏是火电厂或其他锅炉对烟气采用石灰石/石灰-石膏湿法脱硫时产生的工业副产物。脱硫石膏为二水石膏，主要成份为二水硫酸钙。其外观为含水率为10%～20%的潮湿松散的细小颗粒。灰白色，颗粒集中，大部分在40～60μm之间，比表面积为45m2/kg，纯度也比较高。杂质主要是灰尘、氧化铝和氧化硅，另有方解石或石英、氧化镁和长石等。烟气脱硫石膏的化学成分及细度见表1、表2。

在国外，脱硫石膏主要用来生产各种建筑石膏制品和用于水泥生产的缓凝剂。近年来，我国对脱硫石膏的预处理和深加工工艺技术装备逐步成熟，脱硫石膏的应用处在非常迅猛发展阶段。在没有天然石膏资源但有大量脱硫石膏的长江三角洲地区，脱硫石膏的应用发展最快，上海、浙江和江苏等地有许多新建或筹建以脱硫石膏为原料的大型纸面石膏板生产线。在一些其他地区脱硫石膏的综合利用也正在建设或者规划之中。从已经规模化、工业化生产的工业实例来说，我国脱硫石膏综合利用主要为以下几项：

1 用作水泥缓凝剂

如果脱硫石膏的游离水含量低，有害杂质少，可直接用作水泥缓凝剂。如天瑞集团汝州水泥公司使用游离水含量为4%～5%的脱硫石膏与天然石膏搭配使用，生产出的水泥在平顶山地区的房屋建筑和道路建设中得到了应用。用户反应水泥质量稳定，富余去爱你孤独高，施工性能好。但我国脱硫石膏的游离水含量一般在10%～20%，如果直接用作水泥缓凝剂，不仅在运输、储存过程中会出现粘结、堵料现象，而且还会造成计量不准、生产不稳定，影响水泥质量。另外过多的水分也会影响球磨机的产量。因此在用作水泥缓凝剂前，需要低温烘干，通过造粒将脱硫石膏制成球状。

脱硫石膏生产水泥缓凝剂的流程为：采用煤为燃料，利用煤燃烧产生的热烟气，用煅烧炉一步法工艺，将脱硫石膏经筛分除杂除铁，由输送机输入煅烧炉内，煅烧后的脱硫石膏和二水石膏混合，再经造粒形成球状缓凝剂产品。

2 用于生产纸面石膏板

纸面石膏板是以建筑石膏为主要原料，掺入适量纤维增强材料和外加剂等，在与水搅拌后，浇注于护面纸的面纸和背纸之间，并与护面纸牢固地粘结在一起的建筑板材。而脱硫石膏用于生产纸面石膏板是很成熟的技术。美国、加拿大、德国、日本等几乎所有的纸面石膏板企业均部分或全部使用脱硫石膏生产纸面石膏板。目前，我国利用脱硫石膏的主要途径也是用于纸面石膏板的生产。

纸面石膏板的生产工艺可简单地概括为：采用一步法、二步法煅烧工艺将脱硫石膏煅烧成建筑石膏后，将建筑石膏、少量添加剂、纤维等与水混合搅拌后通过成型站连续浇注在两层护面纸之间，再在连续式皮带输送机上进行封边、压平、凝固、切断并送至干燥器中干燥，然后打捆码垛。

3 用于生产石膏砌块

石膏砌块是指以建筑石膏和水为主要原料，经搅拌、浇铸成型和干燥制成的石膏制品。石膏砌块生产时可以加轻集料以降低其重量和提高保温隔热性能，或加水泥、外加剂等以提高其耐水性和强度。由于石膏砌块的四边带有企口和榫槽，是一种性能非常良好的非承重内隔墙材料。我国在外墙建设中已大力推荐以石膏砌块代替实心粘土砖。

用脱硫石膏生产石膏砌块的工艺与用天然石膏生产石膏砌块工艺大同小异，用脱硫石膏生产石膏砌块的生产工艺可简单地概括为：采用一步法、二步法煅烧工艺将脱硫石膏煅烧成建筑石膏后，将建筑石膏、添加剂（必要时）等与水混合搅拌后浇注成型，然后脱模，干燥，即可得到高强石膏建筑砌块。

4 用于制造粉刷石膏

粉刷石膏是一种材料性能、施工性能和使用性能较好的建筑内墙及顶板表面用的抹面材料。使用脱硫石膏生产的粉刷石膏，具有品质好、强度高，和易性好，成本低等特点。尤其是使用脱硫石膏与粉煤灰混合型的粉刷石膏，后期强度均好于单一石膏的产品，其耐水性能有显著的提高。目前我国的粉刷石膏大都是半水石膏相型。这种粉刷石膏可用建筑石膏加缓凝剂、保水剂、胶粘剂、引气剂等配成。对于已有建筑石膏生产设备的企业，只要有了配方和各种性能的调节技术及混料设备即可生产。

以上几项为我国脱硫石膏综合利用的主要途径，此外我国也在积极开发脱硫石膏的其他利用途径。

①用于生产高强度石膏。高强度石膏是指二水石膏以液态形式脱去1.5mol结晶水所得的α型半水石膏，是一类具有胶凝性能的石膏粉体材料。其加工方法有块状法、造粒法和液相法三种。α型半水石膏用途非常广泛，可用于配制自流平石膏、陶瓷模具石膏，还可用于牙模、吸塑模具及各种金属铸造模具、琉璃模具的制作等。在不断的试验总结中，中国矿业大学潞城石膏试验基地的科研人员攻克了生产工艺和生产设备的难点，掌握了生产操作要领，建成了一条以脱硫石膏为原料的年产8万吨的高强度石膏生产线。

②脱硫石膏制硫酸联产水泥。工业副产石膏制硫酸联产水泥技术是世界公认的零排放循环经济技术。通过不断的实践总结，鲁北化工已完成“脱硫石膏制硫酸联产水泥技术研究与工程示范”重大科技攻关课题，小试、中试、产业化均获得了成功，并通过了鉴定验收。

③用于盐碱土的改良。我国已有用脱硫石膏改良盐碱土的研究和应用实例，陈欢等人在内蒙古托克托县进行了3年多的脱硫石膏改良盐碱土壤试验，试验结果证明脱硫石膏完全可以用于改良碱性土壤，效果非常明显。且经过研究测定，这些脱硫石膏灰渣中重金属及污染物均未超过国家标准，完全可以用于改良土壤。

④用于酸性土壤改良。我国广东生态环境与土壤研究所的研究表明在酸性土壤上施用脱硫石膏能提高大豆、花生和萝卜的产量和品质，能促进桉树的生长。

⑤用作充填胶凝材料。我国胶结充填采矿法中主要胶凝剂为水泥或水泥代用品，所用水泥一般为425号普通硅酸盐水泥。水泥费用占充填成本的80%左右。将脱硫石膏和粉煤灰按一定比例配成胶结料代用品，以分级尾砂和棒磨砂为骨料，可得到与普通硅酸盐水泥矿物组成相似的胶结材料。使用了部分脱硫石膏和粉煤灰胶结料代用品的充填体的早期强度低于用纯水泥作胶结料的充填体，但是后期强度却高于用纯水泥作胶结料的充填体。这说明用脱硫石膏和粉煤灰取代50～60%的水泥作充填体胶结料是可行的。

参 考 文 献

[1] 吕天宝，刘飞.石膏制硫酸与水泥技术[M].南京：东南大学出版社，2010.

[2] 郭泰民.工业副产石膏应用技术[M].北京：中国建材工业出版社，2010.

[3] 吕天宝.工业脱硫及综合利用技术[M].北京：国防工业出版社，2011.

[4] 王祁青.石膏基建材与应用[M].北京：化学工业出版社，2008.

[5] 鲍树涛.磷石膏制硫酸联产水泥的技术现状[J].磷肥与复肥，2011（11）60-64.