浅析脱硫石膏的综合利用.docx

浅析脱硫石膏的综合利用
脱硫石膏得到有效利用是推动各电厂脱硫装置正常运行的前提条件。脱硫石膏可作为天然石膏替代品，用作水泥缓凝剂或用于制作石膏制品、改良土壤与路基回填等。从技术层面考虑，上述综合利用途径在国内外均有了一定实践经验，存在的技文献，烟气脱硫石膏与天然二水石膏的化学成分、矿物组成基本相似，主要矿物均为二水硫酸钙(CaSO4・2H2O)。脱硫石膏的二水硫酸钙含量可达90%左右(天然石膏为80%左右)，品位较高，用其制作的建筑石膏的性能一般优于以天然石膏为原料的产品。与天然石膏相比，脱硫石膏具有纯度高、粒度细、氯离子含量低等优点，具体体现为：
降低料浆液固比
在石膏生产线中，加入一定比例的脱硫石膏可降低料浆液固比，有利于减少干燥机的蒸发水量，提高石膏板产量。根据生产实践，每降低1%的液固比，可降低1%~2%的干燥机能耗。
增大料浆流动性
工艺配方相同的情况下，在天然石膏中添加一定比例的脱硫石膏，可增加料浆的流动性，便于去除气泡，增加石膏板的整体性能和强度，避免边缘空心板的产生，提高产品质量。
降低石膏板的重量添加一定比例的脱硫石膏，可使石膏的平均纯度提高，在不影响石膏板质量的前提下降低板重和耗材，减少石膏板破损率，降低成本。
改善石膏板的质量
石膏粉的纯度、粒度、杂质(特别是Cl-的含量)将影响石膏板的机械强度和干粘合。在天然石膏中添加一定比例的脱硫石膏能提高石膏板的机械强度、边缘硬度，增强纸面与石膏芯之间的干粘合，提高纸面石膏板的可加工性能及美观性
革除破碎、球磨工序，减少对设备的磨损
脱硫石膏本身是粉末，无需破碎和锤磨，因此可减少设备磨损，延长设备寿命，降低维修费用和能耗。
用作水泥缓凝剂
研究表明，原状湿式脱硫石膏自然干燥或在140°C以下预烘干的脱硫石膏能够正常调节水泥的凝结时间，水泥性能正常发挥，水泥强度、凝结时间及安定性等指标均达到国家有关标准。
从信阳金龙水泥厂、信阳天瑞水泥厂、驻马店豫南同力水泥厂等应用实践来看，水泥厂一般采用块状天然石膏作缓凝剂，其生产设备是为适应块状物料而设计的，因此使用脱硫石膏的水泥生产线需增加储存仓、带皮带秤(计量设备)的堆棚、配料库及喂料机等设备，并对投料口处的设备进行一定改造，或者使用造粒脱硫石膏，但可省去破碎工艺。此外不需其他工艺改变，因此从工艺技术角度而言不存在问题。
在水泥行业使用脱硫石膏的优点在于：
纯度(CaSO4・2H2O)高，二水硫酸钙的含量可调节，与天然石膏相比杂质少、品质高；
经试验，脱硫石膏的微观结构使其需水少、水分蒸发后形成孔洞少，力学上有优势，且含氯离子等有腐蚀性杂质少，从而可提高钢筋混凝土的强度和耐久性；
脱硫石膏是电厂三废产品之一，成本比天然石膏低，并符合国家环保政策。
用作肥料、改良土壤
石膏能明显降低土壤pH值，所含的钙离子(Ca2+)可以置换土壤中的可代换性钠(Na+),从而达到改良碱土的作用。烟气脱硫石膏的主要成分是二水硫酸钙，并含有丰富的S、Ca、Si等植物必需或有益的矿物质营养素，其中的钙化合物有利于植物生长，Ca2+能加速盐碱土中的Na+释放，并对土壤起中和、疏松等调节作用。因此将脱硫石膏作为肥料以一定比例施加到滩涂中，可以改良滩涂，提高滩涂土壤肥力。这在技术上没有很大问题，因而具有广泛的农业应用前景。
已有的研究结果表明，脱硫副产物用于土壤改良还有以下优势：
⑴易于利用，脱硫副产物中CaSO4・2H2O的含量在80%〜90%之间，颗粒粒度在1pm~100Mm之间，只要稍加处理就能直接施用；
调节土壤pH值，改善阳离子交换容量；
提供有益的微量元素，解决日益严重的土壤缺硫问题；
提高根瘤状物质的生长，促进氨转化物增加。
用于矿井、路基回填等胶结充填采矿法是一种经营费用较高的采矿工艺，其充
填成本约占采矿成本的1/3左右，充填成本中充填胶凝材料水泥占80%以上，昂贵的交接充填成本制约了胶结充填采矿法的应用和发展。
将脱硫石膏、火电厂废弃物、尾砂、棒磨砂按一定比例混合后，可得到与普通硅酸盐水泥矿物组成相似的胶结材料。脱硫石膏水化过程中，会生成大量溶解度低、以胶体微粒析出的硅酸钙凝胶水化产物。氧化钙含量高、发热量低的脱硫石膏代替水泥，可降低水泥的水化热和充填体的绝热温升，还可推迟水化热峰值出现的时间，从而防止温度裂缝的产生，提高胶结料的强度。
四、脱硫石膏综合利用的技术难点
由于脱硫石膏本身的特性，在将其应用于建材行业时存在一定的困难，需要采取一些特殊处理方式。主要原因如下：
脱硫石膏有一定的含水量
脱硫石膏含水率一般在10%~20%，粘性强，因此在装载、提升、输送的过程中极易粘附在设备上，造成积料、堵塞，影响生产过程的正常进行；同时，含水率高的特点也使其在煅烧设备及工艺的选择上，