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、推進新型墻材更新?lián)Q代及鼓勵綠色建材等方面出臺了相關(guān)的產(chǎn)業(yè)策,必將為利用磷石膏和脫硫石膏發(fā)展石膏建材帶來良好的機遇。
在生產(chǎn)脫硫建筑石膏時其中的煙灰不會發(fā)生變化,當煙灰超過0.1%后,用脫硫建筑石膏制備石膏制品時,當熟石膏與水攪拌成石膏料漿時,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,煙灰存在石膏板芯與護面紙的界面處,嚴重影響石膏層與護面紙的粘結(jié),同時煙灰還會破壞泡沫,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,級配遠遠差于天然石膏磨細后的石膏粉。
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,2010年我國脫硫石膏排放量已達到5000萬t但是一直沒有得到科學、合理高效的利用,大多露天堆存或棄置。本文所選國電滎陽煤電一體化260MW燃煤發(fā)電機組正是采用石灰石-石膏濕法脫硫工藝,每年排放脫硫石膏約12萬t,大部分用于水泥緩凝劑,同樣沒有得到充分的利用。
二是布置在陳化倉后,經(jīng)粉磨后進入成品庫,現(xiàn)在還有一種是裝在成品倉后,經(jīng)粉磨后在短時間內(nèi)(一小時之內(nèi))投入產(chǎn)品生產(chǎn)線,進入水化、硬化反應階段(這種形式在國內(nèi)還未采用,將來是會有所發(fā)展的),因這種工藝對建筑石膏水化、硬化效果比前面的方式要好,制作的強度更高,目前國內(nèi)現(xiàn)采用的前二種方式也各有特點,其主要考慮二點:一是考慮經(jīng)劑性,因剛從煅燒爐出來的建筑石膏流動性大、石膏顆粒在較高溫度時易磨性好,對磨機耗電量小。二是考慮適用性、經(jīng)陳化倉陳化后的建筑石膏,性能得到改善,此時在進行粉磨改性的同時,還可起到進一步均化的作用,達到改善建筑石膏性能的目的,在此基礎上也可根據(jù)用戶要求的特點指標進行調(diào)整粉磨時間,及通過粉磨工序加入各類無機礦物材料進行建筑石膏功能的改性,按不同要求的產(chǎn)品進入不同產(chǎn)品的成品倉,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輸和生產(chǎn)使用中有諸多不便,所以國外利用脫硫石膏作水泥緩凝劑時都是將粉狀石膏造粒成型。引進的粉狀石膏造粒設備價格昂貴,難以推廣使用。國內(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,采用水泥成球盤進行成球,這在技術(shù)上是可行的,但在經(jīng)濟上企業(yè)難以接受的,因為緩凝劑中50%的脫硫建筑石膏的價格就已經(jīng)與天然石膏價格相當。石膏的造粒過程就是增大粉末粒徑的過程,在此過程中,粉末顆粒通過物質(zhì)間自身的架橋作用,毛細管吸引壓力,附著力,靜電引力和機械咬合力等的作用形成大粒徑的二次顆粒,二次顆粒的自身強度是評價造粒的主要指標。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方法,對25℃下的石灰石濕法煙氣脫硫系統(tǒng)進行分析,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、強度高的特點,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、節(jié)能等特點,且粘結(jié)性能較好,不易起殼和開裂,并可有效解決混凝土剪力墻等各類墻體的保溫問題。