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幾種主要的工業(yè)副產(chǎn)石膏資源化利用途徑
王立明 段慶奎
(寧夏石膏工業(yè)設(shè)計(jì)研究院，寧夏銀川 750001)
1 工業(yè)副產(chǎn)石膏的種類及現(xiàn)狀
工業(yè)副產(chǎn)石膏也叫化學(xué)石膏，是指工業(yè)生產(chǎn)中由化學(xué)反應(yīng)生成的以硫酸鈣(主要為無(wú)水和二水硫酸鈣)為主要成分的工業(yè)副產(chǎn)品。例如：在磷素化學(xué)肥料和復(fù)合肥料、各類添加劑的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生磷石膏、大型燃煤設(shè)施采用石灰濕法脫硫產(chǎn)生的脫硫石膏、發(fā)酵法制檸檬酸的過(guò)程中產(chǎn)生檸檬酸石膏、用硫酸分解螢石制氟化氫的過(guò)程中產(chǎn)生的氟石膏、還有其它各化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的鹽石膏等均為化學(xué)石膏的主要品種。以下介紹幾種主要的工業(yè)副產(chǎn)石膏：
1.1磷石膏
磷石膏是磷肥工業(yè)的固體廢棄物，而磷酸是磷肥工業(yè)的基礎(chǔ)。濕法磷酸生產(chǎn)工藝都是通過(guò)硫酸分解磷礦粉生成萃取料漿，然后過(guò)濾洗滌制得磷酸。過(guò)濾洗滌的過(guò)程中同時(shí)產(chǎn)生磷石膏廢棄物。一般每生產(chǎn)1噸磷酸約產(chǎn)生5~6噸磷石膏，每生產(chǎn)1噸磷酸二銨排放2.5—5噸磷石膏，我國(guó)濕法磷酸產(chǎn)量約為100多萬(wàn)噸左右，而隨著我國(guó)近年來(lái)高濃度復(fù)合肥工業(yè)的迅猛發(fā)展，每年由磷肥類化工企業(yè)排出的磷石膏近2000萬(wàn)噸左右。
磷石膏一般呈粉狀，因含有8%~15%的附著水而呈漿體狀，顆粒直徑一般為5~ 150μm其主要成分為CaS04.2H20，一般可達(dá)到70%~90%左右。其中所含的次要成分隨礦石來(lái)源不同而異，成分較為復(fù)雜，一般都含有巖石成分、Ca、Mg的磷酸鹽、碳酸鹽及硅酸鹽，除此之外，還含有少量的有機(jī)磷、硫、氟類化合物。磷石膏的外觀一般呈灰白、灰、灰黃、淺黃、淺綠等多種顏色，相對(duì)密度為2. 22~2.37，容重為0.733~0.880g/cm3。
磷石膏中因含有種類較多的化學(xué)成分而增加了磷石膏的利用難度，一般不被作為石膏生產(chǎn)原料采用。僅有極少的一部分被作為土壤改良劑用于改良土壤或在一些石膏資源匱乏的地區(qū)經(jīng)初級(jí)處理后(水洗)而作為生產(chǎn)原料使用。這些較為簡(jiǎn)易的處理或利用方式所消化的磷石膏對(duì)于磷肥類化工企業(yè)累年沉積、堆積如山的磷石膏山無(wú)疑于杯水車薪。且該種處理方式幾乎沒(méi)有經(jīng)濟(jì)效益可講，或者在處理過(guò)程中產(chǎn)生大量的難以處理的廢水，因此仍然不能從根本上解決問(wèn)題。
1.2脫硫石膏
脫硫石膏又稱排煙脫硫石膏、硫石膏或FGD石膏，是對(duì)含硫燃料(主要是煤)燃燒后產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行脫硫凈化處理而得到的工業(yè)副產(chǎn)石膏。
目前，隨著工業(yè)的發(fā)展，燃煤的增加，由燃煤排放到大氣中的二氧化硫也不斷增加，1995年我國(guó)=氧化硫排放量已達(dá)到2370萬(wàn)噸。成為世界二氧化硫**排放大國(guó)，由此而產(chǎn)生的空氣污染、酸雨等現(xiàn)象極為嚴(yán)重。因此對(duì)二氧化硫排放量的控制勢(shì)在必行。
據(jù)初步統(tǒng)計(jì)，目前已投入運(yùn)行和即將投入運(yùn)行的脫硫機(jī)組總?cè)萘繛?800多MW，已開(kāi)工的為850MW，已列入計(jì)劃的總計(jì)容量為3800MW，到2010年，全國(guó)火電廠煙氣脫硫機(jī)組總?cè)萘繉⑦_(dá)到40000~ 50000MW，也就是說(shuō)，屆時(shí)將每年產(chǎn)生純度85 %以上的煙氣脫硫石膏850萬(wàn)噸。
脫硫石膏作為石膏的一種，其主要成分和天然石膏一樣，都是二水硫酸鈣。但作為工業(yè)副產(chǎn)品的化學(xué)合成石膏，同時(shí)又具有同其它化學(xué)石膏一樣的特性：具有較高的游離水、松散的細(xì)小顆粒、具有多種雜質(zhì)成分。但由于脫硫石膏的生產(chǎn)工藝，其中所含的雜質(zhì)成分多為無(wú)機(jī)、難溶的礦物類雜質(zhì)，大多均對(duì)石膏的加工及應(yīng)用沒(méi)有較大影響，因此，在所有的化學(xué)石膏中，脫硫石膏*為容易，而且由于其自身的品位較高(CaS04.2H20含量可達(dá)85%~95%)，所得到的石膏產(chǎn)制品也均具有較高的性能。應(yīng)用較好，很少儲(chǔ)存堆放。
1.3檸檬酸石膏
據(jù)統(tǒng)計(jì)每年約有100萬(wàn)噸左右的檸檬酸石膏產(chǎn)生，其二水硫酸鈣含量均較高，大多均在85%以上，由于其中的殘留雜質(zhì)多為有機(jī)酸類，對(duì)石膏產(chǎn)品的生產(chǎn)、應(yīng)用均有很大的影響，因此，除部分經(jīng)技術(shù)處理或應(yīng)用外，大多均得不到應(yīng)用，采用圈地堆放的方式進(jìn)行處理。
2工業(yè)副產(chǎn)石膏資源化利用的必要性和可行性
2.1 工業(yè)副產(chǎn)石膏的特性
工業(yè)副產(chǎn)石膏由于其產(chǎn)生途徑的不同，其成分、顏色、物理性能、雜質(zhì)含量、雜質(zhì)種類等都因其產(chǎn)生的工藝和原理而有所不同，但作為工業(yè)副產(chǎn)品或者說(shuō)人工合成的石膏，它都有著以下的一些共同特性：
1.工業(yè)副產(chǎn)石膏大多都具有較高的附著水，呈漿體狀或濕渣排出，一般，其附著水的含量都在10%~40%，個(gè)別的甚至更高。
2.工業(yè)副產(chǎn)石膏粒徑較細(xì)，粒徑一般均在5~ 300微米之間，生產(chǎn)石膏粉時(shí)，可節(jié)省破碎、粉磨費(fèi)用，會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，增加除塵的費(fèi)用。
3.工業(yè)副產(chǎn)石膏一般所含成分較為復(fù)雜，含有量少但對(duì)石膏水化硬化性能有較大影響的化學(xué)成分，pH值呈酸或堿性而非中性。給化學(xué)石膏的有效利用帶來(lái)較大難度。
4.工業(yè)副產(chǎn)石膏產(chǎn)量都較大，在產(chǎn)生過(guò)程中，大多都高于其主產(chǎn)品的產(chǎn)量，如磷石膏近2000萬(wàn)噸/年，脫硫石膏也在大量增加。
5.工業(yè)副產(chǎn)石膏大多都不能采用常規(guī)天然石膏處理工藝生產(chǎn)，利用難度較大，對(duì)環(huán)境有一定的污染，利用量極少，大多采用圈地堆放的方式處理。
磷石膏這種利用難度較高的工業(yè)副產(chǎn)品，各種行業(yè)的研究機(jī)構(gòu)從不同的角度對(duì)其進(jìn)行了各種利用途徑的研究，其利用途徑和方法主要分為以下幾種：
(1)做為一種硫效肥料使用或者用于改良?jí)A性土壤
(2)磷石膏預(yù)處理(水洗)后在石膏建材中利用
(3)磷石膏生產(chǎn)硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥
(4)磷石膏作為水泥生產(chǎn)的緩凝劑使用
但以上利用方法因?yàn)榧夹g(shù)、產(chǎn)品市場(chǎng)、產(chǎn)品競(jìng)爭(zhēng)力、產(chǎn)品技術(shù)性能對(duì)磷石膏的消耗量等原因，均未能得到大幅度的推廣和應(yīng)用，磷石膏相關(guān)生產(chǎn)企業(yè)仍然只能采用圈地堆放這一*簡(jiǎn)單的方式處理這種產(chǎn)量*大、*難處理的工業(yè)副產(chǎn)石膏。
脫硫石膏由于產(chǎn)生時(shí)間較晚，幾乎是04年才開(kāi)始大規(guī)模上脫硫裝置，以前產(chǎn)生脫硫石膏的廠家較少，自身產(chǎn)量就不大;再者由于脫硫石膏容易利用，利用的范圍廣、難度小。因此，到目前為止，幾乎沒(méi)有形成大量堆放的情況。脫硫石膏目前的主要利用途徑是生產(chǎn)建筑石膏粉、粉刷石膏、紙面石膏板、石膏砌塊等。
6、工業(yè)副產(chǎn)石膏中，有效成分二水石膏的含量一般均較高，可達(dá)75%~95%，相當(dāng)于二級(jí)以上石膏的有效成分含量。如果單論其有效成分含量而不計(jì)其有害雜質(zhì)的影響，工業(yè)副產(chǎn)石膏都可作為優(yōu)質(zhì)的石膏生產(chǎn)原料。磷石膏中CaSO4.2H20含量～般在75%~90%;脫硫石膏CaSO4.2H20一般在85%~96%，檸檬酸石膏CaSO4.2H20也在75~ 90%。因此，如果采用合適的技術(shù)和設(shè)備，能夠消除工業(yè)副產(chǎn)石膏中有害成分的影響，工業(yè)副產(chǎn)石膏就會(huì)成為一種廉價(jià)、高品位、環(huán)保的優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)原料。
2.2工業(yè)副產(chǎn)石膏資源化利用的必要性
據(jù)有關(guān)資料統(tǒng)計(jì)，我國(guó)天然石膏礦石的總儲(chǔ)藏量為570億噸，該儲(chǔ)藏量中，僅有大約8%為優(yōu)質(zhì)石膏(主要指CaSO4.2H20含量大于90%的特級(jí)及一級(jí)石膏)資源，低品位礦石及硬石膏的含量相對(duì)較大(來(lái)源于中國(guó)非金屬礦工業(yè)協(xié)會(huì)石膏專業(yè)委員會(huì)的《2004年全國(guó)石膏礦業(yè)經(jīng)濟(jì)運(yùn)行概況》)，且我國(guó)石膏礦的分布并不均勻，有相當(dāng)多的地區(qū)沒(méi)有石膏資源，隨著近年來(lái)市場(chǎng)的急劇拓展，資源消耗急劇加大，資源浪費(fèi)也極為嚴(yán)重，由于我國(guó)目前的這種鄉(xiāng)鎮(zhèn)小礦(技術(shù)力量、設(shè)備水平、生產(chǎn)能力等均為極原始的掠奪性開(kāi)采)仍然占據(jù)主導(dǎo)的開(kāi)采生產(chǎn)模式，致使資源實(shí)際開(kāi)采率、利用率、回采率等均極低，采出率不足30%，資源浪費(fèi)嚴(yán)重，各類資源不能得到合理的開(kāi)采、有效的利用。我國(guó)2004年的各類石膏的消耗總量約為3500萬(wàn)噸左右，95%以上仍然為天然石膏資源，而且大多為地下開(kāi)采，開(kāi)采成本較高，加大了原料成本。而我國(guó)每年產(chǎn)生的各類優(yōu)質(zhì)的工業(yè)副產(chǎn)石膏約3000多萬(wàn)噸，仍在采用買地堆放的方式處理，占用土地、影響環(huán)保、占用資金、浪費(fèi)資源。因此，工業(yè)副產(chǎn)石膏這種具有優(yōu)質(zhì)二水石膏特性的工業(yè)廢棄物的資源化利用，有著極為重要的社會(huì)效益和環(huán)保效益，對(duì)于相關(guān)企業(yè)的可持續(xù)發(fā)展和有限的天然石膏資源的保護(hù)和有效利用也有著極為重要的意義。
近年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的飛速發(fā)展，環(huán)境保護(hù)要求的日益提高。各種環(huán)保法制法規(guī)的逐步健全和加強(qiáng)，對(duì)各類工業(yè)企業(yè)生產(chǎn)中所排放的污染物的指標(biāo)均做了較為嚴(yán)格的限制，執(zhí)法和檢查力度也在逐步加強(qiáng)。在環(huán)境保護(hù)的這種迫切和嚴(yán)格要求下，大量堆積的工業(yè)副產(chǎn)石膏如何有效的處理已經(jīng)成了我國(guó)乃至世界范圍內(nèi)的一個(gè)迫在眉睫的問(wèn)題。而目前所采用的“堆放”的處理方式已在以不同的方式制約著企業(yè)的發(fā)展：堆放這些成百上千萬(wàn)噸的工業(yè)廢棄物，不僅占用大量的土地，而且這種方式仍然在污染環(huán)境，不能滿足環(huán)保要求，且處理費(fèi)用也非常昂貴，給企業(yè)造成較大的壓力。因此，無(wú)論從企業(yè)的生存發(fā)展、環(huán)境保護(hù)，還是從資源保護(hù)和工業(yè)副產(chǎn)石膏的綜合開(kāi)發(fā)利用來(lái)看，工業(yè)副產(chǎn)石膏的資源化利用都是大勢(shì)所趨，是符合國(guó)家持續(xù)發(fā)展、環(huán)境保護(hù)、節(jié)能利廢等產(chǎn)業(yè)政策的。
2.3工業(yè)副產(chǎn)石膏資源化利用的可行性
要解決工業(yè)副產(chǎn)石膏的問(wèn)題，根本出路在于如何將其開(kāi)發(fā)處理為具有廣闊市場(chǎng)前景、較大的市場(chǎng)容量、較好的經(jīng)濟(jì)效益的各種原材料或產(chǎn)制品，要把工業(yè)副產(chǎn)石膏做成一種資源，下工夫研究開(kāi)發(fā)，走可持續(xù)發(fā)展的道路，才能真正的作到變廢為寶、變害為利。
隨著當(dāng)前建筑節(jié)能和墻體改革的新形勢(shì)，急需新型的節(jié)能環(huán)保型的墻體材料，隨著生態(tài)建筑和綠色建材的概念日益為人們所接受，以石膏為主體的功能型新型綠色環(huán)保建材日益受到建筑業(yè)的青睞;而目前市場(chǎng)上的石膏產(chǎn)品，種類繁多、且大多都具有較好的經(jīng)濟(jì)效益。因此，如何利用工業(yè)副產(chǎn)石膏自身的特性，采用切實(shí)可行的工藝方法，將工業(yè)副產(chǎn)石膏處理成各種石膏建材產(chǎn)制品，將這種工業(yè)廢棄物資源化、市場(chǎng)化，才是解決工業(yè)副產(chǎn)石膏綜合利用以及環(huán)境保護(hù)的*有效的途徑之一。
目前，在市場(chǎng)上存在著種類繁多的石膏產(chǎn)制品，其應(yīng)用領(lǐng)域主要為建筑建材、陶瓷模具、工藝美術(shù)、裝飾裝修、精密鑄造、醫(yī)療衛(wèi)生等。寧夏石膏工業(yè)設(shè)計(jì)研究院根據(jù)自身多年從事石膏設(shè)計(jì)究的經(jīng)驗(yàn)，及對(duì)石膏產(chǎn)制品市場(chǎng)的需求分析，確定了在工業(yè)副產(chǎn)石膏資源化途徑研究的思路：在這眾多的虛用領(lǐng)域中，建筑建材領(lǐng)域其市場(chǎng)容量巨大，產(chǎn)品種類繁多。而且大多產(chǎn)品對(duì)原材料(二水石膏)的要求都較低，對(duì)原料中的雜質(zhì)種類和含量的限制也較小。其它特種應(yīng)用領(lǐng)域，產(chǎn)品涉及范圍較寬，產(chǎn)品種類較多，產(chǎn)品附加值較高，各產(chǎn)品市場(chǎng)容量較小，產(chǎn)品性能指標(biāo)等要求較高，對(duì)生產(chǎn)原材料的要求較為嚴(yán)格，對(duì)原材料中雜質(zhì)的種類和含量的限制也較嚴(yán)格。根據(jù)以上各石膏應(yīng)用領(lǐng)域?qū)υ牧系囊蠓治鲆约肮I(yè)副產(chǎn)石膏自身的特性，磷石膏由于其量大、成分復(fù)雜、顏色較差等自身缺陷，因此只適宜于生產(chǎn)市場(chǎng)容量大、產(chǎn)品要求低的建筑建材類石膏產(chǎn)制品，尤其是近年來(lái)，隨著國(guó)家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策的調(diào)整，國(guó)家有關(guān)政策的實(shí)施，以石膏材料為代表的新型建筑材料、新型墻體材料及裝飾裝修材料在建筑領(lǐng)域中應(yīng)用量的高速增長(zhǎng)，為工業(yè)副產(chǎn)石膏在建筑建材領(lǐng)域綜合利用提供了一個(gè)良好的契機(jī)。而對(duì)要求較為苛刻的特種石膏應(yīng)用領(lǐng)域，由于對(duì)原料的要求較高，磷石膏很難達(dá)到其要求，而脫硫石膏以其高純度、成分相對(duì)單一、有害雜質(zhì)少等特性，可以替代天然石膏應(yīng)用于該領(lǐng)域，當(dāng)然脫硫石膏也可以大量的應(yīng)用于建筑建材產(chǎn)品中。因此，可以通過(guò)市場(chǎng)的不同需求，對(duì)各工業(yè)副產(chǎn)石膏進(jìn)行優(yōu)化利用，使其能夠進(jìn)入市場(chǎng)，發(fā)揮其*佳的作用和價(jià)值，作到物盡其用。
3 工業(yè)副產(chǎn)石膏資源化途徑、產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的研究
3.1 產(chǎn)品的市場(chǎng)定位
近年來(lái)，隨著國(guó)內(nèi)石膏產(chǎn)業(yè)的飛速發(fā)展和國(guó)家環(huán)保政策的逐步加強(qiáng)，寧夏石膏工業(yè)設(shè)計(jì)研究院根據(jù)市場(chǎng)的變化，將工業(yè)副產(chǎn)石膏的資源化途徑和產(chǎn)業(yè)化技術(shù)研究開(kāi)發(fā)作為一個(gè)我院的一個(gè)主要研究方向，根據(jù)各工業(yè)副產(chǎn)石膏不同的特點(diǎn)和市場(chǎng)各種產(chǎn)品對(duì)原料的不同要求，借鑒我院多年從事石膏研究的經(jīng)驗(yàn)對(duì)工業(yè)副產(chǎn)石膏的市場(chǎng)作了如下的定位：
1.工業(yè)副產(chǎn)石膏可以盡可能的采用各種技術(shù)，進(jìn)行多方位的利用，包括水泥緩凝劑、化工填料、土壤改良等，才能對(duì)產(chǎn)量巨大的副產(chǎn)石膏進(jìn)行有效的消耗。
2.工業(yè)副產(chǎn)石膏要將石膏建材領(lǐng)域作為其進(jìn)行應(yīng)用的一個(gè)主要方向，產(chǎn)品以以下兩個(gè)方面為主：
(1)利用工業(yè)副產(chǎn)石膏為原料生產(chǎn)粉刷石膏、粘接石膏、石膏膩?zhàn)?、自流平石膏等石膏粉產(chǎn)品。
(2)利用工業(yè)副產(chǎn)石膏為原料生產(chǎn)石膏墻體材料如石膏砌塊、紙面石膏板、石膏纖維板、石膏條板等各類石膏板制品。
這主要有以下幾個(gè)方面的理由：
1)粉刷石膏和石膏墻體材料均是近年發(fā)展起來(lái)的新型建筑材料，是國(guó)家倡導(dǎo)的新興產(chǎn)業(yè)，不但有著廣闊的市場(chǎng)，而且產(chǎn)品有著較高的利潤(rùn)和較好的經(jīng)濟(jì)效益。
2)作為目前建筑領(lǐng)域中應(yīng)用的粉刷石膏和石膏墻體材料，產(chǎn)品性能要求相對(duì)較低，技術(shù)較為成熟，市場(chǎng)早巳發(fā)育成熟不需特別推廣。
3)工業(yè)副產(chǎn)石膏雖成分較為復(fù)雜，但其有效成分CaS04·2H20的含量較高，消除有害成分的影響后是一種優(yōu)質(zhì)的生產(chǎn)原料，具有很強(qiáng)的石膏特性，經(jīng)一定的工藝方法處理后的產(chǎn)品較適合于配制粉刷石膏和生產(chǎn)石膏墻體材料。
3.對(duì)于部分成分相對(duì)單一、有效成分含量較高的副產(chǎn)石膏，可以盡可能的生產(chǎn)各種石膏特種產(chǎn)品，如陶模石膏粉、高強(qiáng)石膏粉、超高強(qiáng)石膏粉等系列的石膏產(chǎn)制品。
3.2工業(yè)副產(chǎn)石膏的資源化途徑的研究
3.2.1磷石膏
1.原料，表1列出了我院試驗(yàn)過(guò)的幾種磷石膏的化學(xué)分析。
2.工藝方法及原理
寧夏建材研究院根據(jù)自身多年來(lái)一直從事石膏工程技術(shù)研究所積累的經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)優(yōu)勢(shì)，對(duì)磷石膏原料進(jìn)行了大量的試驗(yàn)分析，根據(jù)磷石膏自身的特性井結(jié)合當(dāng)前國(guó)家有關(guān)產(chǎn)業(yè)政策要求和市場(chǎng)狀況，研制開(kāi)發(fā)成功一種利用工業(yè)廢渣一磷石膏生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的石膏類建材產(chǎn)制品的產(chǎn)業(yè)化技術(shù)——閃燒法工藝技術(shù)，該套技術(shù)對(duì)廢渣不進(jìn)行任何水洗等預(yù)處理方式，處理過(guò)程中不產(chǎn)生二次污染。采用磷石膏為原料采用閃燒法工藝技術(shù)所生產(chǎn)出來(lái)的石膏建材產(chǎn)品，不僅性能指標(biāo)優(yōu)良(達(dá)到或超過(guò)了市場(chǎng)上的同類產(chǎn)品)，而且成本較以天然石膏為原料的同類產(chǎn)品低，具有較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力。
磷石膏作為一種具有石膏特性的資源性廢渣，同樣具備熱加工后所得到的各物相的基本性能，只是因?yàn)橛泻﹄s質(zhì)類化學(xué)成分的存在，改變或削弱了所得物相應(yīng)該具備的基本性能。而其中影響較大有害雜質(zhì)成分主要為廢渣中殘余的有機(jī)磷和部分活性較高的可溶性無(wú)機(jī)磷化合物，這些化學(xué)物質(zhì)在高溫下(250℃以上，一般溫度越高，分解速度越快、分解越完全)會(huì)部分或全部分解或轉(zhuǎn)化為難溶性的或活性較低的其它磷酸鹽類物質(zhì)，如焦磷酸鈣等。轉(zhuǎn)化后所形成的這些化合物對(duì)石膏產(chǎn)品基本性能的影響較小，此時(shí)，若根據(jù)所生產(chǎn)產(chǎn)品的用途再采用一些改性外加劑技術(shù)配套應(yīng)用，就會(huì)得到我們所需要的優(yōu)質(zhì)的石膏產(chǎn)品。因此，在煅燒過(guò)程中采用高溫快速煅燒的方法(340~380℃)脫水形成以β型半水石膏相和β型Ⅲ型石膏相為主體的建筑石膏粉，即可以達(dá)到在高溫下促使有機(jī)磷分解、磷酸鹽轉(zhuǎn)化的目的，又形成了石膏砌塊所需的具有較好早期強(qiáng)度和較快凝結(jié)時(shí)間的基料。而其中的全部或部分物料經(jīng)高溫繼續(xù)脫水直至轉(zhuǎn)化為Ⅱ型無(wú)水石膏即高溫煅燒石膏，通過(guò)采用**復(fù)合外加劑對(duì)其活性的激發(fā)，使其具有幾乎與高強(qiáng)石膏相比擬的后期強(qiáng)度，具有極好的質(zhì)量穩(wěn)定性以及較高的抗水性能，使其成為配置優(yōu)質(zhì)高性能粉刷石膏的基料。
3. 產(chǎn)業(yè)化技術(shù)及產(chǎn)品
下面為采用寧夏石膏工業(yè)設(shè)計(jì)研究院的閃燒法工藝技術(shù)，以磷石膏為原料生產(chǎn)的部分石膏產(chǎn)制品。
4. 磷石膏產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品的性能指標(biāo)
表2為利用寧夏石膏工業(yè)設(shè)計(jì)研究院的工藝技術(shù)生產(chǎn)的磷石膏產(chǎn)品的性能指標(biāo)：
3.2.2脫硫石膏
1. 原料
表3列出了國(guó)內(nèi)部分脫硫石膏原料的化學(xué)分析
從上表中可以看出，脫硫石膏中二水硫酸鈣含量一般均較高，成分中不含酸類物質(zhì)，PH值一般呈中性或接近中性，是一種利用難度較小的工業(yè)副產(chǎn)石膏，也是一種利用范圍較寬的優(yōu)質(zhì)原料。
2. 國(guó)外目前的利用狀況和途徑
(1)國(guó)外脫硫石膏的應(yīng)用狀況
1)日本一一日本是世界上*早大規(guī)模應(yīng)用脫硫裝置的國(guó)家，其采用濕式石灰/石灰石一石膏法占裝機(jī)容量的75%以上，脫硫石膏昀產(chǎn)量較大，每年排放量約在200萬(wàn)噸左右。
日本從1977年開(kāi)始幾乎全部使用工業(yè)副產(chǎn)石膏生產(chǎn)紙面石膏板和纖維石膏板，也用于水泥，脫硫石膏100%得到了應(yīng)用。
2)歐洲——德國(guó)，脫硫石膏全部得到了應(yīng)用，幾乎所有石膏企業(yè)都部分或全部使用脫硫石膏作為原料。電廠附近建衛(wèi)星廠，專門處理電廠排出的脫硫石膏，生產(chǎn)石膏產(chǎn)品;德國(guó)每年約150萬(wàn)噸以上的脫硫石膏用于生產(chǎn)粉刷石膏;英國(guó)、法國(guó)、荷蘭等國(guó)家也都大量的應(yīng)用脫硫石膏用于生產(chǎn)粉刷石膏、紙面石膏板、石膏砌塊、自流平石膏等石膏產(chǎn)制品。
(2)脫硫石膏的應(yīng)用技術(shù)
1)水泥緩凝劑：將脫硫石膏干燥、成球后可直接使用。
2)生產(chǎn)建筑石膏粉及各類石膏制品：采用脫硫石膏生產(chǎn)建筑石膏粉，在國(guó)外發(fā)展時(shí)間較長(zhǎng)，工藝技術(shù)和生產(chǎn)設(shè)備種類較多，典型的主要有： ①氣流干燥、連續(xù)式炒鍋生產(chǎn)建石膏粉：要求脫硫石膏含水量在10%以上，經(jīng)于燥后水分小于2%。太原**熱電廠即采用該種工藝技術(shù)與設(shè)備。
?、跉饬鞲稍镬褵惑w化生產(chǎn)建筑石膏粉：該
技術(shù)比較典型的為德國(guó)沙土基打公司的氣流干燥
與煅燒技術(shù)。 一
?、跙MH公司Delta粉磨煅燒一體系統(tǒng)：粉磨、
干燥、煅燒、分級(jí)合成一體，同時(shí)進(jìn)行。
④回轉(zhuǎn)窯煅燒系統(tǒng)：利用內(nèi)燒式回轉(zhuǎn)窖直接
加熱煅燒脫硫石膏，煅燒前，脫硫石膏不須進(jìn)行預(yù)
干燥處理，但窯體必須**一定長(zhǎng)度的干燥帶，因
窯體內(nèi)有大量的水蒸氣，因此，煅燒的石膏產(chǎn)品質(zhì)
量較高。
3 寧夏石膏工業(yè)設(shè)計(jì)研究院的脫硫石膏系列產(chǎn)業(yè)化技術(shù)及產(chǎn)品寧夏石膏工程技術(shù)研究中心根據(jù)脫硫石膏的特性，研制開(kāi)發(fā)出了將脫硫石膏資源化的系列技術(shù)和裝備，主要包括：
(1)閃燒法工藝和設(shè)備一利用脫硫石膏生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)建筑石膏粉技術(shù)。
(2)內(nèi)燒逆流式回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝和設(shè)備一利用脫硫石膏生產(chǎn)無(wú)水石膏粉配置自流平石膏技術(shù)。
(3)混合式回轉(zhuǎn)窯煅燒工藝和設(shè)備一利用脫硫石膏生產(chǎn)混合相粉刷石膏技術(shù)。
(4)蒸壓法工藝和設(shè)備一利用脫硫石膏生產(chǎn)高強(qiáng)石膏粉或特種石膏粉技術(shù)。
利用以上技術(shù)支撐，可將脫硫石膏進(jìn)行資源化利用，形成產(chǎn)業(yè)化系列產(chǎn)品：
建筑石膏粉;粉刷石膏;石膏膩?zhàn)?粘貼石膏;自流平石膏;石膏砌塊;各類石膏板及制品;石膏墻體材料;高強(qiáng)石膏粉;模具石膏粉;鑄造石膏粉等石膏產(chǎn)品。
具體如下圖所示：
4 寧夏石膏工業(yè)設(shè)計(jì)研究院的脫硫石膏系列產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品性能指標(biāo)：見(jiàn)表4。
3.2.3檸檬酸石膏
檸檬酸石膏是檸檬酸生產(chǎn)過(guò)程中所產(chǎn)生的一種工業(yè)副產(chǎn)品，檸檬酸石膏中因含有種類較多的化學(xué)成分而增加了檸檬酸石膏的余用難度，一般不被石膏生產(chǎn)企業(yè)作為生產(chǎn)原料采用。僅有極少的一部分被作為土壤改良劑用于改良土壤或在一些石膏資源匱乏的地區(qū)經(jīng)初級(jí)處理后(水洗)而作為生產(chǎn)原料使用，一般，每洗出一噸檸檬酸石膏原料約需用5噸水，洗后排出的廢水中含有較多酸性化學(xué)物質(zhì)，排放或處理不慎，就會(huì)產(chǎn)生新的污染。
根據(jù)目前市場(chǎng)的需求和市場(chǎng)發(fā)展前景，根據(jù)工藝流程如下：
檸檬酸石膏原料中含有少量檸檬酸及部分有機(jī)物質(zhì)等特點(diǎn)，寧夏石膏工業(yè)設(shè)計(jì)院借鑒自身在天然石膏生產(chǎn)技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，開(kāi)發(fā)了一套適合于檸檬酸石膏的生產(chǎn)工藝技術(shù)和設(shè)備，利用檸檬酸石膏生產(chǎn)高質(zhì)量的、產(chǎn)品性能優(yōu)異的建筑石膏產(chǎn)品和陶瓷模具石膏粉產(chǎn)品。并且可以同時(shí)采用寧夏石膏設(shè)計(jì)研究院的各種新技術(shù)配置部分利潤(rùn)率較高的產(chǎn)品如：中擋陶瓷模具石膏粉、粉刷石膏、粘貼石膏、石膏膩?zhàn)拥龋?終形成一個(gè)以優(yōu)質(zhì)陶瓷模具石膏粉及建筑石膏粉產(chǎn)品為主導(dǎo)、以部分配套產(chǎn)品為輔助的一個(gè)具有較強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力的檸檬酸石膏系列化產(chǎn)品。
不同原料同類產(chǎn)品的產(chǎn)品性能指標(biāo)對(duì)比見(jiàn)表5。
4經(jīng)濟(jì)及社會(huì)效益
4.1 工業(yè)副產(chǎn)石膏資源化利用的經(jīng)濟(jì)效益通過(guò)采用適宜的工藝和技術(shù)，將工業(yè)副產(chǎn)石膏進(jìn)行資源化處理，形成一系列的產(chǎn)業(yè)化產(chǎn)品，一般均具有較高的經(jīng)濟(jì)效益，這主要是由以下幾點(diǎn)所決定的：
1.工業(yè)副產(chǎn)石膏是一種廉價(jià)優(yōu)質(zhì)的原料，與日漸緊缺的優(yōu)質(zhì)天然資源相比，既節(jié)省生產(chǎn)的原材料費(fèi)用，又節(jié)省了石膏礦的大量投資，相當(dāng)于低成本的建設(shè)了一些大型露天礦。
2.工業(yè)副產(chǎn)石膏的高細(xì)度的特性，節(jié)省了生產(chǎn)線建設(shè)中的多級(jí)破碎的投資，節(jié)省了生產(chǎn)線運(yùn)行中電耗較大的破碎設(shè)備的運(yùn)行費(fèi)用及降低了磨機(jī)的電耗，降低了生產(chǎn)的運(yùn)行成本和產(chǎn)品成本。
3.由于副產(chǎn)石膏的高品位，增加了產(chǎn)品系列，提高了產(chǎn)品性能和檔次，增強(qiáng)了產(chǎn)品的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。
4.由于工業(yè)廢渣的利用，企業(yè)可以享受國(guó)家的相應(yīng)減免稅政策，為新建企業(yè)的發(fā)展減輕了資金壓力，提供了資金**，增加了經(jīng)濟(jì)效益。
因此，采用工業(yè)副產(chǎn)石膏作為生產(chǎn)原材料與天然石膏原材料相比，產(chǎn)品具有較低的成本(一般低20~ 400/0)，較強(qiáng)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力，較高的經(jīng)濟(jì)效益。
4.2工業(yè)副產(chǎn)石膏資源化利用的社會(huì)效益
能源節(jié)約和資源綜合利用是我國(guó)經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展的一項(xiàng)長(zhǎng)遠(yuǎn)戰(zhàn)略方針，是實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展的重要**，實(shí)施可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略必須要求節(jié)約資源、保護(hù)環(huán)境，正確處理好經(jīng)濟(jì)發(fā)展與資源、環(huán)境的關(guān)系。解決資源問(wèn)題必須首先要大力節(jié)約資源、優(yōu)化利用資源、提供資源的利用價(jià)值和利用率。
利用適宜的配套技術(shù)及設(shè)備，采用每年相關(guān)企業(yè)產(chǎn)生的大量的工業(yè)副產(chǎn)石膏，根據(jù)各自的特性結(jié)合市場(chǎng)需求，生產(chǎn)各種市場(chǎng)需要的、容量大小不等的、對(duì)礦石要求各異的各類石膏產(chǎn)制品如：紙面石膏板、石膏砌塊、石膏條板、石膏纖維板等石膏墻體材料及粉刷石膏、石膏膩?zhàn)?、粘貼石膏、自流平石膏等石膏建筑建材石膏產(chǎn)品，及陶瓷模具、高強(qiáng)石膏、齒科石膏、鑄造石膏、工藝美術(shù)石膏等各類特種石膏，既可以變廢為寶，解決大量工業(yè)副產(chǎn)石膏的堆放、污染問(wèn)題，支持相關(guān)工業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，還可以為企業(yè)產(chǎn)生良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，并為迅猛發(fā)展的建筑行業(yè)提供大量綠色環(huán)保的新型建筑墻體材料，為要求較高的特種石膏的生產(chǎn)提供新的原料途徑。同時(shí)由于工業(yè)副產(chǎn)石膏的大量應(yīng)用節(jié)約了大量的天然石膏資源、大量新型建筑墻體材料的應(yīng)用節(jié)約了能源、節(jié)約了土地。
5結(jié)束語(yǔ)
1、在適宜的工藝及設(shè)備技術(shù)條件下，工業(yè)副產(chǎn)石膏將成為一種廉價(jià)的、優(yōu)質(zhì)的、高品位的石膏產(chǎn)制品生產(chǎn)的原材料。
2、通過(guò)寧夏石膏設(shè)計(jì)研究院的工業(yè)副產(chǎn)石膏資源的途徑的研究及產(chǎn)業(yè)化技術(shù)的應(yīng)用，可以根據(jù)各類工業(yè)副產(chǎn)石膏的不同特性，生產(chǎn)各種市場(chǎng)需要的、容量大小不等的、對(duì)礦石要求各異的各類石膏產(chǎn)制品，作到各類資源的優(yōu)化利用，提供資源的利用價(jià)值和利用率。
3、工業(yè)副產(chǎn)石膏的資源化利用，具有較高的經(jīng)濟(jì)效益和較好的社會(huì)效益，既發(fā)展了經(jīng)濟(jì)、符合了環(huán)保、節(jié)約了資源，利用了廢渣。
