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磷石膏在建材產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展

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2020-03-16

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日益發(fā)展的工業(yè)帶來了大量的工業(yè)廢渣，如以磷復(fù)肥工業(yè)的副產(chǎn)品磷石膏、火力發(fā)電廠煙氣脫硫產(chǎn)生的脫硫石膏等。磷石膏和脫硫石膏數(shù)量巨大，如不及時(shí)處理，勢必侵蝕土地、占用農(nóng)田、破壞環(huán)境、污染空氣和水。

　　日益發(fā)展的工業(yè)帶來了大量的工業(yè)廢渣，如以磷復(fù)肥工業(yè)的副產(chǎn)品磷石膏、火力發(fā)電廠煙氣脫硫產(chǎn)生的脫硫石膏等。磷石膏和脫硫石膏數(shù)量巨大，如不及時(shí)處理，勢必侵蝕土地、占用農(nóng)田、破壞環(huán)境、污染空氣和水。從循環(huán)經(jīng)濟(jì)的發(fā)展模式來看，磷石膏和脫硫石膏是工業(yè)廢渣，更是可以利用的石膏資源，只要我們采用先進(jìn)的工藝技術(shù)及裝備，完全可以實(shí)現(xiàn)資源綜合利用。利用磷石膏或脫硫石膏生產(chǎn)石膏基自流平水泥、紙面石膏板、石膏砌塊、RBS石膏大板、粉刷石膏等石膏墻體材料的前景十分廣闊。石膏墻材質(zhì)輕、安全、舒適，具有防火、“暖性”和“呼吸功能”，是室內(nèi)最具人性化的建筑材料、最理想的傳統(tǒng)墻體材料替代品；同時(shí)，生產(chǎn)過程中低能耗且不產(chǎn)生有害氣體，產(chǎn)品使用后能反復(fù)循環(huán)利用，是與環(huán)境友好的建筑材料。所以石膏建材是能真正實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的和可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的標(biāo)準(zhǔn)的綠色建材，而且又是一種低能耗和保溫性能較好的節(jié)能建材。發(fā)展石膏建材產(chǎn)業(yè)對節(jié)省能源、資源和減輕環(huán)境負(fù)荷的貢獻(xiàn)潛力十分巨大，又不會使經(jīng)濟(jì)突破生態(tài)的安全的邊界，可以實(shí)現(xiàn)石膏建材產(chǎn)業(yè)自身的可持續(xù)發(fā)展。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，幾乎所有的磷石膏或脫硫石膏都得到了有效的利用。我國對脫硫石膏的工業(yè)綜合處理技術(shù)已初步成熟；而對磷石膏的綜合處理才剛起步。目前國家已經(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了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)政策，必將為利用磷石膏和脫硫石膏發(fā)展石膏建材帶來良好的機(jī)遇。

 

磷石膏

　　磷石膏是磷肥工業(yè)的固體廢棄物，隨著我國近年來高濃度復(fù)合肥工業(yè)的迅猛發(fā)展，每年由磷肥化工企業(yè)排出大量的磷石膏，由于磷石膏利用率不足5%，仍采用圈地堆放的方式處理，占據(jù)了大量土地，嚴(yán)重污染環(huán)境。已經(jīng)開始嚴(yán)重抑制磷肥工業(yè)的發(fā)展，拓展磷石膏的出路已刻不容緩。磷石膏用于生產(chǎn)石膏建材，一方面生產(chǎn)建筑材料可以消耗大量的磷石膏而不會產(chǎn)生新的污染,且國家已明文規(guī)定采用新型墻材以取代粘土磚及頁巖磚;另一方面,采用磷石膏生產(chǎn)墻體砌塊、板材或粉體材料，不僅可獲得較好的經(jīng)濟(jì)效益，而且能達(dá)到節(jié)能、節(jié)土、利廢的目的，有助于解決磷石膏的污染問題，能使磷肥工業(yè)進(jìn)入一個(gè)可持續(xù)發(fā)展的良性循環(huán)階段。

　　用磷石膏生產(chǎn)石膏建材，在技術(shù)上也是非常成熟的，日本是磷石膏綜合利用最好的國家，磷石膏幾乎都被利用，其中用于生產(chǎn)建筑石膏粉和石膏制品的以占磷石膏總量的75%以上。在中國對磷石膏進(jìn)行了綜合利用大規(guī)模生產(chǎn)石膏建材才剛剛起步，根據(jù)原材料的特性選擇合理的工藝線路和關(guān)鍵設(shè)備的選型顯得非常重要。

 

脫硫石膏

　　脫硫石膏又稱煙氣脫硫石膏、硫石膏或FGD石膏，是對含硫燃料（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。我國在80年代開始實(shí)施電廠煙氣脫硫示范工程，分別在珞璜電廠、浙江半山電廠、太原第一熱電廠等建成了煙氣脫硫裝置，并且取得了良好的效果?！笆晃濉逼陂g，國家安排221個(gè)重點(diǎn)項(xiàng)目，約1.37億千瓦現(xiàn)有燃煤機(jī)組實(shí)現(xiàn)煙氣脫硫，到2010年末，全國火電廠SO2排放量將由2005年的1300萬噸下降到502萬噸，下降61.4%，年產(chǎn)生脫硫石膏超過1000萬噸，因此脫硫石膏的產(chǎn)量十分巨大，如不能加以利用，將會成為固體廢渣的污染。

　　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、長石、方美石等），對石膏的建筑性能基本沒有影響。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，級配遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于天然石膏磨細(xì)后的石膏粉。脫硫石膏的水化動力學(xué)、凝結(jié)特征及過程與天然石膏相同，只是速度快；脫硫石膏物化性能與天然石膏基本一致。脫硫石膏中二水石膏（CaSO4·2H2O）的品位可達(dá)（90~93）%，游離水含量10％~12%，含堿低，無放射性，有害雜質(zhì)少，可以代替天然石膏用作建材工業(yè)原料。

　　在日本幾乎100%的脫硫石膏得到了應(yīng)用,每年有250萬噸，其中95%以上用于石膏板和水泥生產(chǎn)。在德國，石膏新型建筑材料發(fā)展迅速，所有的脫硫石膏都得到了應(yīng)用，每年有350萬噸脫硫石膏主要用于生產(chǎn)粉刷石膏和石膏板。在英國，政府制定了強(qiáng)制使用脫硫石膏的法令，脫硫石膏必須優(yōu)先于天然石膏使用，其主要產(chǎn)品為粉刷石膏和紙面石膏板。美國的脫硫石膏主要用于生產(chǎn)石膏墻板。1998年山西太原第一熱電廠對脫硫石膏進(jìn)行了綜合利用生產(chǎn)建筑石膏粉和粉刷石膏，拉開了我國脫硫石膏綜合利用工程的序幕。目前國內(nèi)對脫硫石膏的煅燒和深加工工藝技術(shù)裝備逐步成熟，脫硫石膏的應(yīng)用處在非常迅猛發(fā)展階段。

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