磷石膏在建材产业的可持续发展
发布时间：
2023-01-04 13:23
日益发展的工业带来了大量的工业废渣，如以磷复肥工业的副产品磷石膏、火力发电厂烟气脱硫产生的脱硫石膏等。磷石膏和脱硫石膏数量巨大，如不及时处理，势必侵蚀土地、占用农田、破坏环境、污染空气和水。从循环经济的发展模式来看，磷石膏和脱硫石膏是工业废渣，更是可以利用的石膏资源，只要我们采用先进的工艺技术及装备，完全可以实现资源综合利用。利用磷石膏或脱硫石膏生产石膏基自流平水泥、纸面石膏板、石膏砌块、RBS石膏大板、粉刷石膏等石膏墙体材料的前景十分广阔。石膏墙材质轻、安全、舒适，具有防火、“暖性”和“呼吸功能”，是室内最具人性化的建筑材料、最理想的传统墙体材料替代品；同时，生产过程中低能耗且不产生有害气体，产品使用后能反复循环利用，是与环境友好的建筑材料。所以石膏建材是能真正实现清洁生产的和可以实现持续发展的标准的绿色建材，而且又是一种低能耗和保温性能较好的节能建材。发展石膏建材产业对节省能源、资源和减轻环境负荷的贡献潜力十分巨大，又不会使经济突破生态的安全的边界，可以实现石膏建材产业自身的可持续发展。磷石膏或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，几乎所有的磷石膏或脱硫石膏都得到了有效的利用。我国对脱硫石膏的工业综合处理技术已初步成熟；而对磷石膏的综合处理才刚起步。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及鼓励绿色建材等方面出台了相关的产业政策，必将为利用磷石膏和脱硫石膏发展石膏建材带来良好的机遇。
磷石膏
磷石膏是磷肥工业的固体废弃物，随着我国近年来高浓度复合肥工业的迅猛发展，每年由磷肥化工企业排出大量的磷石膏，由于磷石膏利用率不足5%，仍采用圈地堆放的方式处理，占据了大量土地，严重污染环境。已经开始严重抑制磷肥工业的发展，拓展磷石膏的出路已刻不容缓。磷石膏用于生产石膏建材，一方面生产建筑材料可以消耗大量的磷石膏而不会产生新的污染,且国家已明文规定采用新型墙材以取代粘土砖及页岩砖;另一方面,采用磷石膏生产墙体砌块、板材或粉体材料，不仅可获得较好的经济效益，而且能达到节能、节土、利废的目的，有助于解决磷石膏的污染问题，能使磷肥工业进入一个可持续发展的良性循环阶段。
用磷石膏生产石膏建材，在技术上也是非常成熟的，日本是磷石膏综合利用最好的国家，磷石膏几乎都被利用，其中用于生产建筑石膏粉和石膏制品的以占磷石膏总量的75%以上。在中国对磷石膏进行了综合利用大规模生产石膏建材才刚刚起步，根据原材料的特性选择合理的工艺线路和关键设备的选型显得非常重要。
脱硫石膏
脱硫石膏又称烟气脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，是对含硫燃料（主要是煤）燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产石膏。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。“十一五”期间，国家安排221个重点项目，约1.37亿千瓦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1300万吨下降到502万吨，下降61.4%，年产生脱硫石膏超过1000万吨，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。
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膏黏合在一起的；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、氧化铁、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（30～60）μm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）%，游离水含量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。
在日本几乎100%的脱硫石膏得到了应用,每年有250万吨，其中95%以上用于石膏板和水泥生产。在德国，石膏新型建筑材料发展迅速，所有的脱硫石膏都得到了应用，每年有350万吨脱硫石膏主要用于生产粉刷石膏和石膏板。在英国，政府制定了强制使用脱硫石膏的法令，脱硫石膏必须优先于天然石膏使用，其主要产品为粉刷石膏和纸面石膏板。美国的脱硫石膏主要用于生产石膏墙板。1998年山西太原第一热电厂对脱硫石膏进行了综合利用生产建筑石膏粉和粉刷石膏，拉开了我国脱硫石膏综合利用工程的序幕。目前国内对脱硫石膏的煅烧和深加工工艺技术装备逐步成熟，脱硫石膏的应用处在非常迅猛发展阶段。
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