磷石膏或脫硫石膏是一種良好的建材資源,很多理化性能與天然石膏接近。在歐洲、日本或美國(guó),幾乎所有的磷石膏或脫硫石膏都得到了有效的利用。我國(guó)對(duì)脫硫石膏的工業(yè)綜合處理技術(shù)已初步成熟;而對(duì)磷石膏的綜合處理才剛起步。目前國(guó)家已經(jīng)就資源綜合利用、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、推進(jìn)新型墻材更新?lián)Q代及鼓勵(lì)綠色建材等方面出臺(tái)了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)策,必將為利用磷石膏和脫硫石膏發(fā)展石膏建材帶來(lái)良好的機(jī)遇。
在生產(chǎn)脫硫建筑石膏時(shí)其中的煙灰不會(huì)發(fā)生變化,當(dāng)煙灰超過(guò)0.1%后,用脫硫建筑石膏制備石膏制品時(shí),當(dāng)熟石膏與水?dāng)嚢璩墒嗔蠞{時(shí),由于煙灰密度比較輕,很容易浮在料漿表面,因此在生產(chǎn)紙面石膏板時(shí),煙灰存在石膏板芯與護(hù)面紙的界面處,嚴(yán)重影響石膏層與護(hù)面紙的粘結(jié),同時(shí)煙灰還會(huì)破壞泡沫,影響加在紙面石膏中發(fā)泡劑的作用,增加石膏板容重,另外煙灰在脫硫系統(tǒng)中影響石膏的結(jié)晶,使石膏漿液中的大顆粒比例下降,脫水效果變差,還影響石膏制品的粘結(jié)力,引起表面粉化等。
脫硫石膏與天然石膏不同,天然石膏是在原始狀態(tài)下天然石膏黏合在一起的;脫硫石膏以單獨(dú)的結(jié)晶顆粒存在。脫硫石膏主要礦物相為二水硫酸鈣,主要雜質(zhì)為石灰石中伴生的相關(guān)其他礦物(如碳酸鈣、氧化鋁和氧化硅、氧化鐵、方解石、長(zhǎng)石、方美石等),對(duì)石膏的建筑性能基本沒(méi)有影響。煙氣脫硫石膏的顆粒大小較為平均,其分布帶很窄,顆粒主要集中在(30~60)μm之間,級(jí)配遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于天然石膏磨細(xì)后的石膏粉。
石灰石-石膏濕法脫硫工藝是目前主流的燃煤電廠脫硫工藝。據(jù)統(tǒng)計(jì),2010年我國(guó)脫硫石膏排放量已達(dá)到5000萬(wàn)t但是一直沒(méi)有得到科學(xué)、合理高效的利用,大多露天堆存或棄置。本文所選國(guó)電滎陽(yáng)煤電一體化260MW燃煤發(fā)電機(jī)組正是采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝,每年排放脫硫石膏約12萬(wàn)t,大部分用于水泥緩凝劑,同樣沒(méi)有得到充分的利用。
二是布置在陳化倉(cāng)后,經(jīng)粉磨后進(jìn)入成品庫(kù),現(xiàn)在還有一種是裝在成品倉(cāng)后,經(jīng)粉磨后在短時(shí)間內(nèi)(一小時(shí)之內(nèi))投入產(chǎn)品生產(chǎn)線,進(jìn)入水化、硬化反應(yīng)階段(這種形式在國(guó)內(nèi)還未采用,將來(lái)是會(huì)有所發(fā)展的),因這種工藝對(duì)建筑石膏水化、硬化效果比前面的方式要好,制作的強(qiáng)度更高,目前國(guó)內(nèi)現(xiàn)采用的前二種方式也各有特點(diǎn),其主要考慮二點(diǎn):一是考慮經(jīng)劑性,因剛從煅燒爐出來(lái)的建筑石膏流動(dòng)性大、石膏顆粒在較高溫度時(shí)易磨性好,對(duì)磨機(jī)耗電量小。二是考慮適用性、經(jīng)陳化倉(cāng)陳化后的建筑石膏,性能得到改善,此時(shí)在進(jìn)行粉磨改性的同時(shí),還可起到進(jìn)一步均化的作用,達(dá)到改善建筑石膏性能的目的,在此基礎(chǔ)上也可根據(jù)用戶要求的特點(diǎn)指標(biāo)進(jìn)行調(diào)整粉磨時(shí)間,及通過(guò)粉磨工序加入各類無(wú)機(jī)礦物材料進(jìn)行建筑石膏功能的改性,按不同要求的產(chǎn)品進(jìn)入不同產(chǎn)品的成品倉(cāng),以滿足不同用戶要求。
04脫硫石膏的造粒粉狀脫硫石膏在運(yùn)輸和生產(chǎn)使用中有諸多不便,所以國(guó)外利用脫硫石膏作水泥緩凝劑時(shí)都是將粉狀石膏造粒成型。引進(jìn)的粉狀石膏造粒設(shè)備價(jià)格昂貴,難以推廣使用。國(guó)內(nèi)曾有人提出以脫硫建筑石膏和脫硫二水石膏各半配成混合料,采用水泥成球盤(pán)進(jìn)行成球,這在技術(shù)上是可行的,但在經(jīng)濟(jì)上企業(yè)難以接受的,因?yàn)榫從齽┲?0%的脫硫建筑石膏的價(jià)格就已經(jīng)與天然石膏價(jià)格相當(dāng)。石膏的造粒過(guò)程就是增大粉末粒徑的過(guò)程,在此過(guò)程中,粉末顆粒通過(guò)物質(zhì)間自身的架橋作用,毛細(xì)管吸引壓力,附著力,靜電引力和機(jī)械咬合力等的作用形成大粒徑的二次顆粒,二次顆粒的自身強(qiáng)度是評(píng)價(jià)造粒的主要指標(biāo)。石膏顆粒的破壞荷載要求不小于8kg為宜。
影響脫硫石膏品質(zhì)的主要因素石灰石品質(zhì)石灰石品質(zhì)的好壞直接影響到脫硫效率和石膏漿液中硫酸鹽和亞硫酸鹽的含量。石灰石的化學(xué)成分、粒徑、表面積、活性等直接決定最終脫硫石膏的品質(zhì)。漿液的pH值脫硫塔內(nèi)漿液的pH值對(duì)石膏的生成、石灰石的溶解和亞硫酸鈣的氧化都有不同的影響。侯慶偉等利用物理化學(xué)方法,對(duì)25℃下的石灰石濕法煙氣脫硫系統(tǒng)進(jìn)行分析,給出了脫硫系統(tǒng)pH值宜控制在233~493。
用脫硫石膏生產(chǎn)的建筑石膏粉具有粒度細(xì)、強(qiáng)度高的特點(diǎn),完全能滿足生產(chǎn)粉刷石膏的要求。在建筑石膏粉中加入砂子或膨脹珍珠巖以及各種化學(xué)添加劑,組合制成的新型抹灰材料,這種新型石膏砂漿與傳統(tǒng)水泥砂漿相比,具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、節(jié)能等特點(diǎn),且粘結(jié)性能較好,不易起殼和開(kāi)裂,并可有效解決混凝土剪力墻等各類墻體的保溫問(wèn)題。