脱硫石膏资源如何综合利用
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郑州市
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脱硫石膏，主要成分和天然石膏一样，烟气脱硫石膏呈较细颗粒状，国内对脱硫石膏的综合处理和应用已经起步，脱硫石膏的应用蕴藏着巨大的市场机遇，对于江苏、浙江、广东等天然石膏匮乏的地区，脱硫石膏的大量出现为以石膏为原材料的企业带来了商业机会。无论从脱硫石膏原料本身，但是目前能大量使用的限于作水泥缓凝剂，我厂备有简易生产线，希望广大用户自带原料亲自到厂家现场试机，如需进一步了解，可以到生产现场实地考察。联系电话：0371-64326207 手机：13525516036 联系人:谢 先生 网址：www.gykw.com
本文通过对电厂脱硫石膏性能分析，阐述了利用脱硫石膏生产建筑石膏及相关制品的种类，并详细介绍了几种先进的脱硫石膏处理工艺技术及装备，为脱硫石膏的综合利用提供了切实可行的解决方案。 关键词：脱硫石膏；建筑石膏；脱硫石膏处理工艺及技术；脱硫石膏利用；脱硫石膏煅烧设备 前言 我国是一个能源生产、消费大国，能源结构以煤为主，从而产生大量的SO2、CO2排入大气，形成酸雨恶化环境，这已经严重制约了社会、经济进一步发展。燃煤电厂的SO2排放量约占全国SO2排放总量的50%以上，国家一直高度重视燃煤电厂SO2的排放控制，尤其是“十五”期间出台了一系列的法律、法规、政策，促进了烟气脱硫产业的快速发展，使燃煤电厂的SO2排放控制能力得到明显提高，污染治理取得成效。 脱硫石膏（FGD）就是火电厂处理SO2后得到的工业副产品。脱硫石膏是一种良好的建材资源，很多理化性能与天然石膏接近。在欧洲、日本或美国，几乎所有的脱硫石膏都得到了有效的利用。我国对脱硫石膏的综合处理技术已初步成熟，目前国家已经就资源综合利用、发展循环经济、推进新型墙材更新换代、鼓励绿色建材等方面出台了相关的产业政策，为脱硫石膏的综合利用带来了良好的机遇。 一、我国电厂烟气脱硫的现状及脱硫石膏 1．烟气脱硫技术及现状 各种烟气脱硫技术很多，按工艺状态分类有湿法、干法和半干法三种。湿法有双碱法、石灰石/石膏法；干法有烟气循环流化床、炉内喷钙等；半干法有喷雾干燥法等；各种脱硫技术达十多种，并且在国内都得到了应用。 湿式石灰石/石膏法其工艺特点是采用石灰石浆液作为脱硫剂，经吸收、氧化和除雾等处理过程，其工艺成熟、适用于不同容量的机组，应用范围量广，脱硫剂利用充分，脱硫效率可达90%以上。并且脱硫剂来源丰富，价格较低，副产品石膏利用前景较好。该法是目前世界上技术最为成熟、应用最广的脱硫工艺，特别在美国、德国和日本，应用该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的80%以上，国家电力公司已将湿式石灰石/石膏脱硫工艺确定为火电厂烟气脱硫的主导工艺。 我国在80年代开始实施电厂烟气脱硫示范工程，分别在珞璜电厂、浙江半山电厂、太原第一热电厂等建成了烟气脱硫装置，并且取得了良好的效果。据电力行业统计，截至2005年底全国有近50家电厂的石灰石/石膏法脱硫装置投入使用；到2007年上半年，估计又将有约170家电厂的石灰石/石膏法脱硫装置相继投入使用。“十一五”期间，国家安排221个重点项目，约137亿KW现有燃煤机组实现烟气脱硫，到2010年末，全国火电厂SO2排放量将由2005年的1300万t下降到SO2万t，下降61.4%，年产生脱硫石膏超过1000万t，因此脱硫石膏的产量十分巨大，如不能加以利用，将会成为固体废渣的污染。以循环经济的观点给出应对措施，实现废物资源化，妥善解决脱硫石膏的处置、利用问题，不仅能产生良好的环境效益，而且能创造可观的经济效益和社会效益。 2．脱硫石膏 脱硫石膏与天然石膏不同，天然石膏是在原始状态下天然石这黏合在一起的；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，主要杂质为石灰石中伴生的相关其他矿物（如碳酸钙、氧化铝和氧化硅、氯化铁、方解石、长石、方美石等），对石膏的建筑性能基本没有影响。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30~60µm之间，级配远远差于天然石膏磨细后的石膏粉。 脱硫石膏的水化动力学、凝结特征及过程与天然石膏相同，只是速度快；脱硫石膏物化性能与天然石膏基本一致。脱硫石膏中二水石膏（CaSO4·2H2O）的品位可达90%~93%，游离水合量10%~12%，含碱低，无放射性，有害杂质少，可以代替天然石膏用作建材工业原料。 烟气脱硫石膏的化学分析： 组成 类别 重庆脱硫 石膏 太原脱硫 石膏 宝钢脱硫 石膏 SiO2 1.82 3.26 1.68 AI2O3 0.39 1.90 0.76 Fe2O3 0.2 0.97 0.48 CaO 31.24 31.93 31.38 MgO 0.64 0.12 Na2O 0.05 0.09 K2O 0.13 0.15 SO3 44.23 40.09 44.73 结晶水 18.56 16.64 19.27 二、可以利用脱硫石膏为原料生产的石膏制品介绍 脱硫石膏（FGD）中二水石膏（CaSO4·2H2O）的品位可达90%~93%，含碱低，有害杂质少，是一种性能良好的工业副产石膏，可以用于生产很多建筑石膏制品。 1．水泥缓凝剂 在水泥生产过程中，需要添加一定量的石膏作为缓凝剂，现在的水泥厂大多使用天然石膏。脱硫石膏与天然石膏成分相近，但纯度比天然石膏更高、成分更加稳定，CaSO4·2H2O含量≥90%。从化学成分、物理性能来看，脱硫石膏完全可以替代天然石膏用做水泥缓凝剂。 脱硫石膏的水分一般为10%~12%，如果直接用作水泥缓凝剂，不仅会在运输、储存过程中出现粘结、堵料现象，而且会造成计量不准、生产不稳定，影响水泥质量。另外，脱硫石膏的水分也会影响水泥磨机的产量。因此，在用作水泥缓凝剂前，需要进行低湿烘干，将水分控制在3.0%~5.0%，并且通过造粒将脱硫石膏制成5~40mm小球或料块，可以避免运输及储存过程的粘结、堵料现象，消除因细粉飞扬造成的环境污染。确保水泥厂无需改变现有的生产工艺，直接利用脱硫石膏块作水泥缓凝剂。 脱硫石膏的颗粒大小较为平均，颗粒主要集中在30~60µm范围内，级配较差，但是，脱硫石膏与水泥熟料及其他混合材料后，经过水泥磨的碾磨，颗粒级配将得到显著改善。脱硫石膏中的杂质主要来自石灰石和煤，从化学分析及实际使用结果来看，不会对水泥的质量产生不利影响。 脱硫石膏是工业废渣，价格比天然石膏低，运输距离近费用低，不仅可以给水泥厂带来良好的经济效益，而且具有很好的社会效益。2005年，我国的水泥总产量达到10.64亿t,大约每年需要4500万t水泥缓凝剂，现在已经有部分水泥厂在利用脱硫石膏作为缓凝剂，因此，水泥行业将会是脱硫石膏应用的主要行业之一。 2．建筑石膏粉 目前，建筑石膏在我国的年用量约600万 t/a，主要以天然石膏为原料，大部分（400多万吨/年）用于生产纸面石膏板，其中的100多万吨/年是模型石膏粉，其余的用于加工其他石膏制品（如：石膏砌块、石膏天花板、石膏边角线、罗马柱、石膏腻子、粉刷石膏等）。 脱硫石膏与天然石膏有一定差异，主要表现在原始状态、机械性能和化学成分，特别是杂质成分上的差异，从而导致其脱水特征、力学性能、流变性能等宏观特征上与天然石膏有所不同。在借鉴国外综合利用经验的基础上，国内已经对脱硫石膏的应用作了大量的研究开发工作，脱硫石膏经过干燥、煅烧、冷却、调性后，完全能生产出质量良好的建筑石膏，满足市场对建筑石膏的需求。 3．纸面石膏板 纸面石膏板是以建筑石膏和护面纸板为主要原料，掺加适量纤维、淀粉、促凝剂、发泡剂和水，经混合、成型、凝固、切断、烘干、切边等工序制成的轻质建筑薄板。可广泛用于各种工业建筑和民用建筑，尤其在高层建筑中可作为内墙材料和装饰装修材料。它具有质轻、防火、抗震、保温隔热、加工性能良好，施工方便，可拆装性能好，装饰效果好，增大使用面积等优点。保守统计，2006年我国的纸面石膏板产量6.5亿~7.0亿m2，2007年将达到7.5亿~8.0亿m2，国内市场很大。 在2004年以前，纸面石膏板生产主要用天然石膏作原料，大多分布在石膏矿产资源丰富的地区，随着脱硫石膏处理技术及装备的不断开发，以及脱硫石膏量的激增，2006年以后新建设的纸面石膏板生产线主要用脱硫石膏作原料（如泰和集团、北新建材（BNBM）、BPB公司、可耐福（KNA[JF）公司、拉法基（LAFARGE）公司等），部分老厂也相继进行原料改造，将天然石膏处理系统改造为脱硫石膏处理系统。因此，纸面石膏板行业将是脱硫石膏利用的主要行业之一。 4．石膏砌块 石膏砌块是使用立模成型、液压顶升原理的自动化成型机组生产，用于非承重内隔墙。产品规格尺寸、容重和断裂强度，按国标及其它国际标准的规定（基本参照德国DINI8163）。最普通的尺寸为666mm×500mm，3块为1平方米，这是大尺寸和易于工人施工的思想结合。厚度通常在60~150mm范围内。石膏砌块具备了石膏制品特有优异性能（防火、质轻、隔声性能好和“呼吸”功能等），而使用高精度镀硬铬的成型腔，可保证石膏砌块表面光洁平整；砌块四边可按需要制成合适的榫、槽。因而，可用粘贴法安装，轻便简单；不需要专业人员，每人每天可以施工40 m2。这种墙面不需要抹面层，可以立即粉刷；石膏砌块本身可锯、可钉、可冲孔、可刨。 在国外，法国石膏砌块用量最大，年产量达2000万m2，其后依次为德国（1600万m2）、芬兰（1000万m2）、西班牙（800万m2）等，其他石膏资源丰富的许多国家都有生产，如波兰、奥地利、荷兰、伊朗等等。我国的石膏砌块年生产能力有600万m2，山东由于石膏资源最为丰富年产量也最大达到250万m2，武汉地区150万m2，北京地区100万m2，四川省50万m2。 我国石膏砌块的使用量远未达到发达国家的水平，而石膏砌块非常适应城市的建筑市场的需求，因此在脱硫石膏产量大的城市推广石膏砌块具有广阔的前景。 5．粉刷石膏 粉刷石膏是一种多相石膏胶结料，具有抹灰材料所需要的各种性能：初凝快，终凝慢，适应粉刷工的平均工作速度；具有柔性和塑性，产浆量高；抹灰层干燥快，容重适宜，强度高。粉刷石膏是一种高效节能的建筑内墙及顶板抹灰材料，它主要代替建筑水泥石灰砂浆抹灰。传统的水泥砂浆、混合砂浆存在易开裂、空鼓、落地灰多、凝结硬化慢、装修周期长等缺点，粉刷石膏可完全克服以上缺点，是抹灰材料的发展方向。国外发达国家石灰砂浆水泥砂浆基本已被淘汰，现在均用粉刷石膏进行墙面和顶板的抹灰。 2005年全国各地新建成城镇住宅15亿m2，每1万建筑需用1400 m2（合2700t）水泥砂浆。内墙墙面加天花面占整个建筑需粉刷表面加砌筑所用砂浆量的近70%。15亿m2建筑内墙亦需25500万t抹面砂浆，按石膏与料=1：3计算，如全部用石膏则可用6300万t。 6．自流平石膏 自流平石膏是一种在混凝土楼板垫层上利用石膏浆体自身的流动性自流动摊平形成平滑表面成为较理想的建筑物地面找平层，从而可以铺设木地板、各种地面装饰材料或直接铺设地毯的基层材料。尤其是在有地面加热的建筑中，采用自流平石膏施工的地面，尺寸准确，平整度高，不空鼓、不开裂，浇灌24小时后即可在上面行走，48小时后可以在上面进行作业。干燥后，一般不需进行修整即可满足使用要求。自流平石膏在日本和西欧国家应用非常普遍，在我国目前尚未得到大规模的应用，但非常具有发展前途。根据国外的经验每1 m2要消耗4Kg的自流平石膏，我国的年使用量可达到600万t以上。 7．RBS石膏速成墙板 石膏速成墙板，由石膏、玻璃纤维和化学添加剂浇筑成型，硬化抽芯生产而成的大面积空心板材。速成墙是在工厂里加工成墙体构件，在工地进行装配的，实现房屋工厂化，施工工业化。该板材既可以作为围护结构，和其他承重体系配合使用，如钢结构、框架结构等；又可以和钢筋混凝土配合共同组成承重结构，并自成体系。又由于该体系施工速度快的特点，所以称之为“RBS速成建筑体系”。石膏制品具有多孔性结构，最主要的特点是耐水性和耐冻融循环性能差。因此石膏制品一般不用于承重墙、外墙和卫生间等。但RBS速成墙突破了这个范畴，在墙板内插钢筋和灌注混凝土做结构处理；在墙板的配方中加防水剂和墙外层涂Rivelt丙烯酸密封底漆做防水处理。在澳大利亚RBS速成墙可用于17层以下的承重外墙以及用于卫生间等地方。 在国外预制板材产量已占墙体材料总量的40%~60%，而在我国仅占5%。由于板材规格尺寸工整，易于成型，便于机械化生产，生产效率高；加上板材尺寸大、模块大、整体性好，可以装配式安装，施工效率高。发展高质量的板材是推进住宅产业现代化的需要，也是发展节能建筑的需要，它是提高住宅部件生产效率和施工效率的必然选择。 8．其他 另外利用脱硫石膏可根据市场的需求生产其他的石膏建材如纤维石膏板、石膏空心条板、石膏装饰天花板、石膏嵌缝腻子和石膏粘贴剂等产品。当然，在白度允许的情况下也可进一步开发用于陶瓷模型石膏、工业模型石膏和铸造石膏等。 三、脱硫石膏处理工艺技术 脱硫石膏与天然石膏有一定差异，主要表现在原始状态、机械性能和化学成分，特别是杂质成分上的差异，从而导致其脱水特征、力学性能、流变性能等宏观特征上与天然石膏有所不同。在借鉴国外综合利用经验的基础上，国内已经对脱硫石膏的应用作了大量的研究开发工作，脱硫石膏经过干燥、煅烧、冷却、调性后，完全能生产出质量良好的建筑石膏及相关的石膏制品。石膏建材制品的质量取决于建筑石膏粉的质量，而建筑石膏粉的质量是取决于石膏原材料以及煅烧的效率。因此煅烧是脱硫石膏处理工艺技术中最为关键的。 1．气流煅烧工艺 气流煅烧是属于直接换热、瞬间煅烧工艺类型的，最典型的设备为锤式烘干煅烧磨，集干燥-煅烧为一体的煅烧系统。它是一种热烟气的锤式磨机，磨机最侧部为主传动装置，带动直径Ø1600mm的转子高速旋转，转子上有多个交叉分布的锤子。石膏和500℃~600℃的热气体从上部一侧进入磨机内，在离心力作用下，通过粉碎和研磨从另一侧排出，使石膏与热气流直接接触而迅速脱水而成建筑石膏。这种磨可煅烧天然石膏和工业付产石膏。它的特点是：设备体积小，生产效率高，能耗最低，产品质量稳定，适合大型连续生产的石膏制品生产线。 2．回转窑煅烧工艺 回转窑内没有许多内部管束，管内通热烟气、蒸汽或导热油。生石膏均匀地加入回转窑，管束外物料与窑内管束内的热烟气进行间接换热，管束具有非常大的换热面积并随着窑一起转动，对物料能产生强制的搅拌作用。石膏粉在这种机械搅拌力和二水石膏脱水所释放的水蒸气共同的作用下，不断的翻滚并与热烟气充分的进行热交换，使二水石膏脱去结晶水，逐渐变成半水石膏。石膏的煅烧温度约为160℃，石膏的煅烧周期约为几十分钟。较低的热烟气与石膏之间的温差和较长的石膏停留时间能使熟石膏获得非常好的相组份。 3.RFC流化床煅烧工艺 RFC流化床式煅烧炉该炉是90年代澳大利亚RBS速成建筑系统有限公司的产品。流化床式煅烧炉外形为立式圆柱体，一侧中部进料另一侧下部进热风，炉体下部称为床，床底部设有气流分配器，使热气流按要求达到不同速度梯度，将石膏粉吹起使之处于悬浮状态，同时进行热交换，该煅烧炉最大进料粒度≤10mm，使二水石膏脱水而成半水石膏。严格控制床层温度和气体压力，料层温度梯度小使床层内二水石膏最大限度地变为半水石膏，保证了产品的质量。据澳方介绍，这种炉可煅烧天然石膏和工业付产石膏，可用任何燃料及热能，加工范围广泛的原料和粒径，并有自洁功能，有严格的煅烧温度控制，产品性能稳定。该炉属低温慢速煅烧，物料温度130℃~150℃，在炉内停留40~50分钟甚至1小时，煅烧产品的相组成大部分为半水石膏，只有极少量的无水石膏Ⅲ和二水石膏，没有无水石膏Ⅱ。 4．沸腾炉煅烧工艺 沸腾炉是立式直筒状容器，在底部装有一个气体分布板，工作时使气流从底部均匀进入床层，床层内装有大量的加热管，管内介质为饱和蒸汽或导热油，石膏颗粒进入炉膛后，遇热呈流态状，同时热量通过管壁传递给管外处于流态化的石膏粉，使之沸腾脱水分解。这一煅烧工艺是国内20世纪80年代为配合纸面石膏板生产自行研发制造的。该设备采用低温煅烧，石膏不易过烧，只要料流稳定，出料温度控制适宜，成品大部分均为半水石膏。近年来山东地区应用较多，产品多供纸面石膏板生产线和其它制品。沸腾炉设备小巧，结构简单，能耗较低，热耗约为25万千卡/吨成品，本身的热效率在95%以上，使用蒸汽时热效率57%~67%，导热油67%~76%，此炉操作方便，基建投资省，运行费用低，目前国内的沸腾炉主要应用于煅烧天然石膏，因炉内设有强制性的搅拌装置，有限的气流无法将成团的湿料吹散，料中游离水不能过高，一般控制在5%以内。对于越烧游离水10%左右的工业付产石膏，需要加一套气流烘干装置。 5．炒锅煅烧工艺 连续炒锅是带有横穿火管的直圆形锅体，有锅外壁、锅底及火管将热量传递给锅内二水石膏，并靠机械搅拌和石膏脱水所产生的水蒸汽及循环热气体的搅动，而呈现流态化状态，在此状况下二水石膏脱水变成半水石膏，借助滋流原理连续出料。锅内物料温度在150℃左右，物料煅烧时间1~1.5小时，属于低温慢速煅烧方式。连续炒锅煅烧石膏在国内外，都是成熟技术，生产稳定，易操作，产品质量均衡有保证。若用于工业付产品石膏，需增设一套气流干燥装置，以除去10%以上的游离水。 6．其他煅烧工艺 如：锥形炒锅；烟气与脱硫石膏直接接触的回转窑；烧外皮式回转窑；间歇式炒锅；直接通蒸汽的湿法煅烧回转窑等。 四、结束语 随着我国经济的不断发展，能源消耗将急剧增长，能源短缺的危机将更加凸现。2005年煤炭产量达21.9亿t，比2000年翻了一番，仍不能满足需要。石油进口量由2000年的0.76亿t，迅速增长到2005年的1.43亿t。与能源短缺形成强烈反差的是，能源浪费惊人。我国能源利用率只有33%，比国际先进水平低10个百分点左右。而在建筑工业上消耗了我国50%左右的能源和40%左右的原材料。 石膏制品是真正实现生产的标准的绿色建材、生态建材、环保建材，而且石膏建材又是一种导热系数较小、保温性能较好的节能材料，其生产过程中耗能又很低。在三大胶凝材料水泥、石灰、石膏中生成最终产物的煅烧温度分别为1450℃、900℃、170℃，石膏的生产能耗仅为水泥的1/4，石灰的1/3。脱硫产业的壮大，为石膏建材的发展提供了充足的资源，因此，如何高效地综合利用脱硫石膏发展绿色建材将是我们建材行业科技工作者在今后几年的努力方向，这不仅符合循环经济的发展模式，而且满足全方位节能的要求。 可以预见，未来的几十年中，脱硫石膏作为一种良好的建材资源，将会在建材行业中得到广泛的应用，进一步推动我国石膏建材的快速发展。以上信息来自河南省巩义市汇众科威机械厂，我们是专业生产压球机械的厂家，压球机械是我们的优质产品，欢迎给我们联系。
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脱硫石膏资源如何综合利用
本文通过对电厂脱硫石膏性能分析，阐述了利用脱硫石膏生产建筑石膏及相关制品的种类，并详细介绍了几种先进的脱硫石膏处理工艺技术及装备，为脱硫石膏的综合利用提供了切实可行的解决方案。 关键词：脱硫石膏；建筑石膏；脱硫石膏处理工艺及技术；脱硫石膏利用；脱硫石膏煅烧设备 前言 我国是一个能源生产、消费大国，能源结构以煤为主，从而产生大量的SO2、CO2排入大气，形成酸雨恶化环境，这已经严重制约了社会、经济进一步发展。燃煤电厂的SO2排放量约占全国SO2排放总量的50%以上，国家一直高度重视燃煤电厂SO2的排放控制，尤其是“十五”期间出台了一系列的法律、法规、政策，促进了烟气脱硫产业的快速发展，使燃煤电厂的SO2排放控制能力得到明显提高，污染治理取得成效。 脱硫石膏（FGD）就是火电厂处理SO2后得到的工业副产品。脱硫石膏是一种良好的建材资源，很多理化性能与天然石膏接近。在欧洲、日本或美国，几乎所有的脱硫石膏都得到了有效的利用。我国对脱硫石膏的综合处理技术已初步成熟，目前国家已经就资源综合利用、发展循环经济、推进新型墙材更新换代、鼓励绿色建材等方面出台了相关的产业政策，为脱硫石膏的综合利用带来了良好的机遇。 一、我国电厂烟气脱硫的现状及脱硫石膏 1．烟气脱硫技术及现状 各种烟气脱硫技术很多，按工艺状态分类有湿法、干法和半干法三种。湿法有双碱法、石灰石/石膏法；干法有烟气循环流化床、炉内喷钙等；半干法有喷雾干燥法等；各种脱硫技术达十多种，并且在国内都得到了应用。 湿式石灰石/石膏法其工艺特点是采用石灰石浆液作为脱硫剂，经吸收、氧化和除雾等处理过程，其工艺成熟、适用于不同容量的机组，应用范围量广，脱硫剂利用充分，脱硫效率可达90%以上。并且脱硫剂来源丰富，价格较低，副产品石膏利用前景较好。该法是目前世界上技术最为成熟、应用最广的脱硫工艺，特别在美国、德国和日本，应用该工艺的机组容量约占电站脱硫装机总容量的80%以上，国家电力公司已将湿式石灰石/石膏脱硫工艺确定为火电厂烟气脱硫的主导工艺。 我国在80年代开始实施电厂烟气脱硫示范工程，分别在珞璜电厂、浙江半山电厂、太原第一热电厂等建成了烟气脱硫装置，并且取得了良好的效果。据电力行业统计，截至2005年底全国有近50家电厂的石灰石/石膏法脱硫装置投入使用；到2007年上半年，估计又将有约170家电厂的石灰石/石膏法脱硫装置相继投入使用。“十一五”期间，国家安排221个重点项目，约137亿KW现有燃煤机组实现烟气脱硫，到2010年末，全国火电厂SO2排放量将由2005年的1300万t下降到SO2万t，下降61.4%，年产生脱硫石膏超过1000万t，因此脱硫石膏的产量十分巨大，如不能加以利用，将会成为固体废渣的污染。以循环经济的观点给出应对措施，实现废物资源化，妥善解决脱硫石膏的处置、利用问题，不仅能产生良好的环境效益，而且能创造可观的经济效益和社会效益。 2．脱硫石膏 脱硫石膏与天然石膏不同，天然石膏是在原始状态下天然石这黏合在一起的；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，主要杂质为石灰石中伴生的相关其他矿物（如碳酸钙、氧化铝和氧化硅、氯化铁、方解石、长石、方美石等），对石膏的建筑性能基本没有影响。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30~60µm之间，级配远远差于天然石膏磨细后的石膏粉。 脱硫石膏的水化动力学、凝结特征及过程与天然石膏相同，只是速度快；脱硫石膏物化性能与天然石膏基本一致。脱硫石膏中二水石膏（CaSO4·2H2O）的品位可达90%~93%，游离水合量10%~12%，含碱低，无放射性，有害杂质少，可以代替天然石膏用作建材工业原料。 烟气脱硫石膏的化学分析： 组成 类别 重庆脱硫 石膏 太原脱硫 石膏 宝钢脱硫 石膏 SiO2 1.82 3.26 1.68 AI2O3 0.39 1.90 0.76 Fe2O3 0.2 0.97 0.48 CaO 31.24 31.93 31.38 MgO 0.64 0.12 Na2O 0.05 0.09 K2O 0.13 0.15 SO3 44.23 40.09 44.73 结晶水 18.56 16.64 19.27 二、可以利用脱硫石膏为原料生产的石膏制品介绍 脱硫石膏（FGD）中二水石膏（CaSO4·2H2O）的品位可达90%~93%，含碱低，有害杂质少，是一种性能良好的工业副产石膏，可以用于生产很多建筑石膏制品。 1．水泥缓凝剂 在水泥生产过程中，需要添加一定量的石膏作为缓凝剂，现在的水泥厂大多使用天然石膏。脱硫石膏与天然石膏成分相近，但纯度比天然石膏更高、成分更加稳定，CaSO4·2H2O含量≥90%。从化学成分、物理性能来看，脱硫石膏完全可以替代天然石膏用做水泥缓凝剂。 脱硫石膏的水分一般为10%~12%，如果直接用作水泥缓凝剂，不仅会在运输、储存过程中出现粘结、堵料现象，而且会造成计量不准、生产不稳定，影响水泥质量。另外，脱硫石膏的水分也会影响水泥磨机的产量。因此，在用作水泥缓凝剂前，需要进行低湿烘干，将水分控制在3.0%~5.0%，并且通过造粒将脱硫石膏制成5~40mm小球或料块，可以避免运输及储存过程的粘结、堵料现象，消除因细粉飞扬造成的环境污染。确保水泥厂无需改变现有的生产工艺，直接利用脱硫石膏块作水泥缓凝剂。 脱硫石膏的颗粒大小较为平均，颗粒主要集中在30~60µm范围内，级配较差，但是，脱硫石膏与水泥熟料及其他混合材料后，经过水泥磨的碾磨，颗粒级配将得到显著改善。脱硫石膏中的杂质主要来自石灰石和煤，从化学分析及实际使用结果来看，不会对水泥的质量产生不利影响。 脱硫石膏是工业废渣，价格比天然石膏低，运输距离近费用低，不仅可以给水泥厂带来良好的经济效益，而且具有很好的社会效益。2005年，我国的水泥总产量达到10.64亿t,大约每年需要4500万t水泥缓凝剂，现在已经有部分水泥厂在利用脱硫石膏作为缓凝剂，因此，水泥行业将会是脱硫石膏应用的主要行业之一。 2．建筑石膏粉 目前，建筑石膏在我国的年用量约600万 t/a，主要以天然石膏为原料，大部分（400多万吨/年）用于生产纸面石膏板，其中的100多万吨/年是模型石膏粉，其余的用于加工其他石膏制品（如：石膏砌块、石膏天花板、石膏边角线、罗马柱、石膏腻子、粉刷石膏等）。 脱硫石膏与天然石膏有一定差异，主要表现在原始状态、机械性能和化学成分，特别是杂质成分上的差异，从而导致其脱水特征、力学性能、流变性能等宏观特征上与天然石膏有所不同。在借鉴国外综合利用经验的基础上，国内已经对脱硫石膏的应用作了大量的研究开发工作，脱硫石膏经过干燥、煅烧、冷却、调性后，完全能生产出质量良好的建筑石膏，满足市场对建筑石膏的需求。 3．纸面石膏板 纸面石膏板是以建筑石膏和护面纸板为主要原料，掺加适量纤维、淀粉、促凝剂、发泡剂和水，经混合、成型、凝固、切断、烘干、切边等工序制成的轻质建筑薄板。可广泛用于各种工业建筑和民用建筑，尤其在高层建筑中可作为内墙材料和装饰装修材料。它具有质轻、防火、抗震、保温隔热、加工性能良好，施工方便，可拆装性能好，装饰效果好，增大使用面积等优点。保守统计，2006年我国的纸面石膏板产量6.5亿~7.0亿m2，2007年将达到7.5亿~8.0亿m2，国内市场很大。 在2004年以前，纸面石膏板生产主要用天然石膏作原料，大多分布在石膏矿产资源丰富的地区，随着脱硫石膏处理技术及装备的不断开发，以及脱硫石膏量的激增，2006年以后新建设的纸面石膏板生产线主要用脱硫石膏作原料（如泰和集团、北新建材（BNBM）、BPB公司、可耐福（KNA[JF）公司、拉法基（LAFARGE）公司等），部分老厂也相继进行原料改造，将天然石膏处理系统改造为脱硫石膏处理系统。因此，纸面石膏板行业将是脱硫石膏利用的主要行业之一。 4．石膏砌块 石膏砌块是使用立模成型、液压顶升原理的自动化成型机组生产，用于非承重内隔墙。产品规格尺寸、容重和断裂强度，按国标及其它国际标准的规定（基本参照德国DINI8163）。最普通的尺寸为666mm×500mm，3块为1平方米，这是大尺寸和易于工人施工的思想结合。厚度通常在60~150mm范围内。石膏砌块具备了石膏制品特有优异性能（防火、质轻、隔声性能好和“呼吸”功能等），而使用高精度镀硬铬的成型腔，可保证石膏砌块表面光洁平整；砌块四边可按需要制成合适的榫、槽。因而，可用粘贴法安装，轻便简单；不需要专业人员，每人每天可以施工40 m2。这种墙面不需要抹面层，可以立即粉刷；石膏砌块本身可锯、可钉、可冲孔、可刨。 在国外，法国石膏砌块用量最大，年产量达2000万m2，其后依次为德国（1600万m2）、芬兰（1000万m2）、西班牙（800万m2）等，其他石膏资源丰富的许多国家都有生产，如波兰、奥地利、荷兰、伊朗等等。我国的石膏砌块年生产能力有600万m2，山东由于石膏资源最为丰富年产量也最大达到250万m2，武汉地区150万m2，北京地区100万m2，四川省50万m2。 我国石膏砌块的使用量远未达到发达国家的水平，而石膏砌块非常适应城市的建筑市场的需求，因此在脱硫石膏产量大的城市推广石膏砌块具有广阔的前景。 5．粉刷石膏 粉刷石膏是一种多相石膏胶结料，具有抹灰材料所需要的各种性能：初凝快，终凝慢，适应粉刷工的平均工作速度；具有柔性和塑性，产浆量高；抹灰层干燥快，容重适宜，强度高。粉刷石膏是一种高效节能的建筑内墙及顶板抹灰材料，它主要代替建筑水泥石灰砂浆抹灰。传统的水泥砂浆、混合砂浆存在易开裂、空鼓、落地灰多、凝结硬化慢、装修周期长等缺点，粉刷石膏可完全克服以上缺点，是抹灰材料的发展方向。国外发达国家石灰砂浆水泥砂浆基本已被淘汰，现在均用粉刷石膏进行墙面和顶板的抹灰。 2005年全国各地新建成城镇住宅15亿m2，每1万建筑需用1400 m2（合2700t）水泥砂浆。内墙墙面加天花面占整个建筑需粉刷表面加砌筑所用砂浆量的近70%。15亿m2建筑内墙亦需25500万t抹面砂浆，按石膏与料=1：3计算，如全部用石膏则可用6300万t。 6．自流平石膏 自流平石膏是一种在混凝土楼板垫层上利用石膏浆体自身的流动性自流动摊平形成平滑表面成为较理想的建筑物地面找平层，从而可以铺设木地板、各种地面装饰材料或直接铺设地毯的基层材料。尤其是在有地面加热的建筑中，采用自流平石膏施工的地面，尺寸准确，平整度高，不空鼓、不开裂，浇灌24小时后即可在上面行走，48小时后可以在上面进行作业。干燥后，一般不需进行修整即可满足使用要求。自流平石膏在日本和西欧国家应用非常普遍，在我国目前尚未得到大规模的应用，但非常具有发展前途。根据国外的经验每1 m2要消耗4Kg的自流平石膏，我国的年使用量可达到600万t以上。 7．RBS石膏速成墙板 石膏速成墙板，由石膏、玻璃纤维和化学添加剂浇筑成型，硬化抽芯生产而成的大面积空心板材。速成墙是在工厂里加工成墙体构件，在工地进行装配的，实现房屋工厂化，施工工业化。该板材既可以作为围护结构，和其他承重体系配合使用，如钢结构、框架结构等；又可以和钢筋混凝土配合共同组成承重结构，并自成体系。又由于该体系施工速度快的特点，所以称之为“RBS速成建筑体系”。石膏制品具有多孔性结构，最主要的特点是耐水性和耐冻融循环性能差。因此石膏制品一般不用于承重墙、外墙和卫生间等。但RBS速成墙突破了这个范畴，在墙板内插钢筋和灌注混凝土做结构处理；在墙板的配方中加防水剂和墙外层涂Rivelt丙烯酸密封底漆做防水处理。在澳大利亚RBS速成墙可用于17层以下的承重外墙以及用于卫生间等地方。 在国外预制板材产量已占墙体材料总量的40%~60%，而在我国仅占5%。由于板材规格尺寸工整，易于成型，便于机械化生产，生产效率高；加上板材尺寸大、模块大、整体性好，可以装配式安装，施工效率高。发展高质量的板材是推进住宅产业现代化的需要，也是发展节能建筑的需要，它是提高住宅部件生产效率和施工效率的必然选择。 8．其他 另外利用脱硫石膏可根据市场的需求生产其他的石膏建材如纤维石膏板、石膏空心条板、石膏装饰天花板、石膏嵌缝腻子和石膏粘贴剂等产品。当然，在白度允许的情况下也可进一步开发用于陶瓷模型石膏、工业模型石膏和铸造石膏等。 三、脱硫石膏处理工艺技术 脱硫石膏与天然石膏有一定差异，主要表现在原始状态、机械性能和化学成分，特别是杂质成分上的差异，从而导致其脱水特征、力学性能、流变性能等宏观特征上与天然石膏有所不同。在借鉴国外综合利用经验的基础上，国内已经对脱硫石膏的应用作了大量的研究开发工作，脱硫石膏经过干燥、煅烧、冷却、调性后，完全能生产出质量良好的建筑石膏及相关的石膏制品。石膏建材制品的质量取决于建筑石膏粉的质量，而建筑石膏粉的质量是取决于石膏原材料以及煅烧的效率。因此煅烧是脱硫石膏处理工艺技术中最为关键的。 1．气流煅烧工艺 气流煅烧是属于直接换热、瞬间煅烧工艺类型的，最典型的设备为锤式烘干煅烧磨，集干燥-煅烧为一体的煅烧系统。它是一种热烟气的锤式磨机，磨机最侧部为主传动装置，带动直径Ø1600mm的转子高速旋转，转子上有多个交叉分布的锤子。石膏和500℃~600℃的热气体从上部一侧进入磨机内，在离心力作用下，通过粉碎和研磨从另一侧排出，使石膏与热气流直接接触而迅速脱水而成建筑石膏。这种磨可煅烧天然石膏和工业付产石膏。它的特点是：设备体积小，生产效率高，能耗最低，产品质量稳定，适合大型连续生产的石膏制品生产线。 2．回转窑煅烧工艺 回转窑内没有许多内部管束，管内通热烟气、蒸汽或导热油。生石膏均匀地加入回转窑，管束外物料与窑内管束内的热烟气进行间接换热，管束具有非常大的换热面积并随着窑一起转动，对物料能产生强制的搅拌作用。石膏粉在这种机械搅拌力和二水石膏脱水所释放的水蒸气共同的作用下，不断的翻滚并与热烟气充分的进行热交换，使二水石膏脱去结晶水，逐渐变成半水石膏。石膏的煅烧温度约为160℃，石膏的煅烧周期约为几十分钟。较低的热烟气与石膏之间的温差和较长的石膏停留时间能使熟石膏获得非常好的相组份。 3.RFC流化床煅烧工艺 RFC流化床式煅烧炉该炉是90年代澳大利亚RBS速成建筑系统有限公司的产品。流化床式煅烧炉外形为立式圆柱体，一侧中部进料另一侧下部进热风，炉体下部称为床，床底部设有气流分配器，使热气流按要求达到不同速度梯度，将石膏粉吹起使之处于悬浮状态，同时进行热交换，该煅烧炉最大进料粒度≤10mm，使二水石膏脱水而成半水石膏。严格控制床层温度和气体压力，料层温度梯度小使床层内二水石膏最大限度地变为半水石膏，保证了产品的质量。据澳方介绍，这种炉可煅烧天然石膏和工业付产石膏，可用任何燃料及热能，加工范围广泛的原料和粒径，并有自洁功能，有严格的煅烧温度控制，产品性能稳定。该炉属低温慢速煅烧，物料温度130℃~150℃，在炉内停留40~50分钟甚至1小时，煅烧产品的相组成大部分为半水石膏，只有极少量的无水石膏Ⅲ和二水石膏，没有无水石膏Ⅱ。 4．沸腾炉煅烧工艺 沸腾炉是立式直筒状容器，在底部装有一个气体分布板，工作时使气流从底部均匀进入床层，床层内装有大量的加热管，管内介质为饱和蒸汽或导热油，石膏颗粒进入炉膛后，遇热呈流态状，同时热量通过管壁传递给管外处于流态化的石膏粉，使之沸腾脱水分解。这一煅烧工艺是国内20世纪80年代为配合纸面石膏板生产自行研发制造的。该设备采用低温煅烧，石膏不易过烧，只要料流稳定，出料温度控制适宜，成品大部分均为半水石膏。近年来山东地区应用较多，产品多供纸面石膏板生产线和其它制品。沸腾炉设备小巧，结构简单，能耗较低，热耗约为25万千卡/吨成品，本身的热效率在95%以上，使用蒸汽时热效率57%~67%，导热油67%~76%，此炉操作方便，基建投资省，运行费用低，目前国内的沸腾炉主要应用于煅烧天然石膏，因炉内设有强制性的搅拌装置，有限的气流无法将成团的湿料吹散，料中游离水不能过高，一般控制在5%以内。对于越烧游离水10%左右的工业付产石膏，需要加一套气流烘干装置。 5．炒锅煅烧工艺 连续炒锅是带有横穿火管的直圆形锅体，有锅外壁、锅底及火管将热量传递给锅内二水石膏，并靠机械搅拌和石膏脱水所产生的水蒸汽及循环热气体的搅动，而呈现流态化状态，在此状况下二水石膏脱水变成半水石膏，借助滋流原理连续出料。锅内物料温度在150℃左右，物料煅烧时间1~1.5小时，属于低温慢速煅烧方式。连续炒锅煅烧石膏在国内外，都是成熟技术，生产稳定，易操作，产品质量均衡有保证。若用于工业付产品石膏，需增设一套气流干燥装置，以除去10%以上的游离水。 6．其他煅烧工艺 如：锥形炒锅；烟气与脱硫石膏直接接触的回转窑；烧外皮式回转窑；间歇式炒锅；直接通蒸汽的湿法煅烧回转窑等。 四、结束语 随着我国经济的不断发展，能源消耗将急剧增长，能源短缺的危机将更加凸现。2005年煤炭产量达21.9亿t，比2000年翻了一番，仍不能满足需要。石油进口量由2000年的0.76亿t，迅速增长到2005年的1.43亿t。与能源短缺形成强烈反差的是，能源浪费惊人。我国能源利用率只有33%，比国际先进水平低10个百分点左右。而在建筑工业上消耗了我国50%左右的能源和40%左右的原材料。 石膏制品是真正实现生产的标准的绿色建材、生态建材、环保建材，而且石膏建材又是一种导热系数较小、保温性能较好的节能材料，其生产过程中耗能又很低。在三大胶凝材料水泥、石灰、石膏中生成最终产物的煅烧温度分别为1450℃、900℃、170℃，石膏的生产能耗仅为水泥的1/4，石灰的1/3。脱硫产业的壮大，为石膏建材的发展提供了充足的资源，因此，如何高效地综合利用脱硫石膏发展绿色建材将是我们建材行业科技工作者在今后几年的努力方向，这不仅符合循环经济的发展模式，而且满足全方位节能的要求。 可以预见，未来的几十年中，脱硫石膏作为一种良好的建材资源，将会在建材行业中得到广泛的应用，进一步推动我国石膏建材的快速发展。以上信息来自河南省巩义市汇众科威机械厂，我们是专业生产压球机械的厂家，压球机械是我们的优质产品，欢迎给我们联系。
(郑州市脱硫石膏资源如何综合利用厂家)
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