脱硫石膏的组成及应用
- 格式：pdf
- 大小：190.89 KB
- 文档页数：3
石膏原料分为天然石膏和工业副产品石膏。随着工业和科学技术的发展，根据石膏的特性和使用方法．石膏 的用途大致可以分为两大类：第一石膏不经缎烧而直接使用，主要用于调节水泥凝结、冶炼镍、豆腐凝固、光学器
械、石膏铸型等；第二石膏经缎烧变成熟石膏，用于生产建筑材料、陶瓷模型、牙料、粉笔、工艺品、研磨玻璃、豆腐
凝固等。其中，石膏胶凝材料是传统的三大胶凝材料之一。它的原料可用天然石膏和工业副产石膏，它们的主要成
分是二水硫酸钙和无水硫酸钙。生产石膏胶凝材料时只需除去部分或全部结晶水，耗能低，排出的废气是水蒸气，
使用的设备简单，建厂投资较少。用烧成的建筑石膏为主要原料制成的各种石膏建筑材料，凝结硬化快，生产周期
短，模具周转快，易实现大规模产业化生产。石膏建筑材料重量轻、防火并具有一定的隔声、保温和呼吸功能。其制
品的安装为干作业，施工文明、快速。因此，石膏建筑材料被公认为是一种生态建材、健康建材。
天然石膏
天然石膏是自然界中蕴藏的石膏石（含石膏和硬石
膏），它是一种重要的非金属矿产资源，用途十分广泛。
人类发现和利用石膏的历史悠久，古埃及大金字塔，我
国长沙马王堆古墓，就是用烧石膏作胶结材料砌筑成的。
熟石膏曾广泛用于建筑物的砌筑和墙体抹面。随着我
国经济建设的发展，石膏已被国家列入重点发展的非 金属矿产业之一。石膏已不仅仅是水泥工业配套的原料，
在我国墙体材料改革中，石膏建筑制品为新型内墙材
料的主导产品，将起着举足轻重的作用。
二 工业副产品石膏
工业副产品石膏是指工业生产中由化学反应生成
的以硫酸钙（含零至两个结晶水）为主要成分的副产品
或废渣。磷素化学肥料和复合肥料生产是产生工业副
产石膏的一个大行业；燃煤锅炉烟道气石灰石法／石灰
湿法脱硫；萤石用硫酸分解制氟化氢；发酵法制柠橡酸
都产生工业副产石膏。 工业副产石膏是一种非常好的再生资源，综合利用
工业副产石膏，既有利于保护环境，又能节约能源和资
源，符合我国可持续发展战略。
３８— １．磺＿毛 是磷素化学肥料和复合肥料生产产生的工业副产
石膏。我国对磷石膏作水泥缓凝剂、磷石膏制半水硫酸
钙及石膏建材、磷石膏制硫酸铵、磷石膏作土壤改良剂
等都做过试验研究工作。建筑用石膏制品在我国还应
用的很少，应大力开拓各种石膏建材的生产和应用工作。
２．脱硫石膏 脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或ＦＧＤ石膏，
是对含硫燃料（煤、油等）燃烧后产生的烟气进行脱硫
净化处理得到的工业副产石膏。脱硫石膏是来自排烟 脱硫工业，颗粒细小、品位高的湿态二水硫酸钙晶体。
（１）脱硫石膏的形成： 据世界卫生组织和联合国环境规划署统计，目前每
年由人类制造的，主要是含硫燃料燃烧排放到大气中
的ＳＯ 高达２４Ｌｔ左右，已形成大气环境的首要污染物。
ＳＯ，所带来的最严重问题是酸雨，给人类环境和世界经
济带来了极大的破坏，因此白２０世纪７０年代以来以日
本和美国为首，世界各国相继制定和实施控制ＳＯ２排放
战略。 我国是燃煤大国，随着燃煤的增加，ＳＯ２的排放量也
不断增加．１９９５年我国ＳＯ 排放量达２ ３７０￣ｔ，
成为世界 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００７￣［ａ， 罄 目Ｉ ｓ 醛 第三期（第２３卷第９８期） “。 季纛 豳瀑看ｌ己Ｉ 囊 ，
ＳＯ：排放量第一大国。从２０世纪８０年代以来，我国酸雨
污染呈加速发展趋势，酸雨污染范围在扩大。消减ＳＯ：
的排放量，防治大气ＳＯ 污染已成为我国现在及未来相 当长时期内的主要社会问题之一，已被列人《国民经济
和社会发展“九五”计划和２０１０年远景目标纲要》重点
治理任务。 煤炭是当今世界电力生产的主要燃料，我国火电厂
燃煤量约占全国煤炭产量的三分之一。因电厂燃煤每年
向大气中排放的ＳＯ 就占我国ＳＯ２排放总量的５０％，占工
业ＳＯ，排放量的７５％左右，因此对ＳＯ 污染控制的首要措
施应该是电厂ＳＯ 排放的控制，采取的措施就是烟气脱
硫（ＦＧＤ），是应用最广泛和最有效的ＳＯ 控制技术，也是
目前世界上唯一规模化、商业化应用的脱硫方式。
燃煤电厂烟气脱硫采用石灰／石灰石——石膏法，
脱硫副产品——脱硫石膏，是脱硫石膏的最主要来源。
其机理与脱硫石膏的形成过程是：通过除尘处理后的
烟气导人吸收器中，细石灰或石灰石粉形成料浆，通过
喷淋的方式在吸收器中洗涤烟气，与烟气中的８０２发生 反应生成亚硫酸钙（ＣａＳＯ３·０．５Ｈ２Ｏ），然后通入大量空
气强制将亚硫酸钙氧化成二水硫酸钙（ＣａＳＯ ·２Ｈ Ｏ），
其反应方程式为：
ＣａＯ＋Ｈ２０一Ｃａ（ＯＨ）２
Ｃａ（ＯＨ）２＋ＳＯ２－－－，ＣａＳＯ３·０．５Ｈ２Ｏ＋０．５Ｈ２Ｏ
ＣａＳＯ３·０．５Ｈ２０＋０．５０２＋１．５Ｈ２０一ＣａＳＯ４·２Ｈ２０ 从吸收器中出来的石膏悬浮液通过浓缩器和离心 器脱水，最终产物为颗粒细小、品味高、残余含水量在
５～１５％之间的脱硫石膏。
随着环保意识的增强和 中华人民共和国大气污染 防治法》的颁布实施，电厂烟气脱硫势在必行，现已建
成烟气脱硫工程十几个，正在上马和计划内的脱硫工 程越来越多，其副产品脱硫石膏将呈迅猛增长之势，利
用脱硫石膏生产建筑材料的原料也越来越多。天津市 大港电厂于２００５年已完成第一期脱硫工程，年产脱硫
石膏约１０万ｔ；杨柳青热电厂￣Ｕ２００６年底也将完成脱硫
工程，脱硫石膏的量约为年５万ｔ。 （２）脱硫石膏的质量
脱硫石膏作为石膏的一种，其主要成分和天然石
膏一样，都是二水硫酸钙（ＣａＳＯ ·２Ｈ，Ｏ）。脱硫石膏和天
然石膏经过煅烧后得到的熟石膏粉和石膏制品在水化
动力学、凝结特征、物理性能上无显著的差别。但作为 种工业副产石膏，它具有再生石膏的一些特性，和天
然石膏有一定的差异。
脱硫石膏的外观：含有１０％－２０％左右游离水的潮湿，
松散的细小颗粒，脱硫正常时其产出的脱硫石膏颜色
近乎白色微黄，有时脱硫不稳定带进较多的煤灰等杂
质时颜色发黑。
脱硫石膏的水化动力学、凝结特征、产出过程与天
然石膏相同，只是速度快；脱硫石膏转化后的五种形态、 七种变体，物化性能与天然石膏一致，可以替代天然石
膏作建枕脱硫石膏无放射性，不污染和危害健康。
天然石膏与脱硫石膏的不同点是在原始状态下天
然石膏粘合在一起；脱硫石膏以单独的结晶颗粒存在。
脱硫石膏主要矿物相为二水硫酸钙，主要杂质为碳酸钙、
氧化铝和氧化硅，其他成份有方解石或Ｏ【石英、Ｏ【氧化
铝、氧化铁和长石、方美石等。烟气脱硫石膏部分晶体
内部有压力存在，而天然石膏主要以韵态存在，脱硫石
膏杂质与石膏之间的易磨性相差较大，天然石膏经过粉
磨后的粗颗粒多为杂质，而脱硫石膏其颗粒多的却为石
膏，细颗粒为杂质，其特征与天然石膏正好相反。颗粒大
小与级配：烟气脱硫石膏的颗粒大小较为平均，其分布 带很窄，颗粒主要集中在３０～６０ ｍ之间，级配远远差
于天然石膏磨细后的石膏粉。脱硫石膏呈细粉状，其中
二水硫酸钙含量高达９５％，脱硫石膏的纯度在７５～９０之
间，是一种纯度较高的化学石膏。（见对比表１）
表１ 脱硫石膏和天然石膏、磷石膏化学成分对比
３９— 维普资讯 http://www.cqvip.com 表２ 脱硫石膏欧洲标准
表３ 石膏粉磨前后相组成和工艺数据与天然熟石膏比较
用脱硫石膏制成的熟石膏 天然石膏制成的熟石膏 未粉磨 粉磨后 １、石膏相 二水石膏（％）
半水石膏（％）
无水石膏Ｉ（％）
无水石膏ＩＩ（％）
２、工艺数据
比表面积（勃氏法ｃＩ杪ｇ）１６００ ４７００
松散容重（ｇ／１） １１００ ９００
陈化前水膺比 Ｏ．６５ ０．７２
陈化后水／膏比０．５６ Ｏ．６４
４０ ４３００
９００
０．６８
０．６Ｏ 表４ 天然石膏、烟气脱硫石膏的微量元素含量
（３）脱硫石膏在建材中的应用
脱硫石膏广泛应用在生产熟石膏粉、 石膏粉、石
膏制品、石膏砂浆、水泥添加剂、石膏砌块等建筑材料之
中。北京热电三众新型建材有限公司利用脱硫石膏，采
用德国设备和技术生产石膏砌块；可耐福石膏板（天津） 有限公司生产纸面石膏板使用石膏中有５０％为脱硫石膏。
脱硫石膏综合利用是利国利民变废为宝，是国家扶
持鼓励的项目，符合可持续发展战略目标。但脱硫石膏
与天然石膏在物理性能方面有不同之处，利用它生产建
材产品，应把握脱硫石膏的本质特性，对工艺环节和操
作参数应进行优化调整，才能获得最优的产品性能。其
应用格局主要作水泥缓凝剂、石膏板（包括各类墙板、装
饰板和保温板）、石膏砌块和粉刷石膏等几个产品上。
３．其他副产品石膏 柠檬酸石膏是柠檬酸生产过程中产生的一种废渣，
国内柠檬酸石膏除少量用于水泥工业、建筑石膏及建筑 石膏砂浆外，大部分未得到利用，这是因为柠檬酸石膏
中少量柠檬酸和柠檬盐对建筑石膏来讲是极强的缓凝 剂，必须清除其影响，才能有较好的利用价值。
氟石膏是生产氟化氢的副产品，氟石膏中氟含量较
高，应进行净化处理。目前，部分氟石膏给当地的水泥厂
作水泥缓凝剂使用，利用率不高。
芒硝石膏是分离芒硝石制取芒硝后的尾渣，主要用
于水泥缓凝剂和石膏砌块。
盐石膏是海边晒盐过程中的沉积物，二水硫酸钙的
含量较高达９５％以上。用其生产石膏纤维板，石膏空心
条板，生产灰砂砖，均试验成功，有的水泥厂用盐石膏作 水泥缓凝剂。
参考资料：“石膏建筑材料”（中国建筑工业出版社）
书 维普资讯 http://www.cqvip.com
