石膏類固廢物超微粉碎后的應用

　　石膏類固廢物主要成分為CaSO4·2H2O、CaSO4·1/2H2O和CaSO4等工業固廢物。最典型的為磷石膏、氟石膏、黃石膏鹽、鹽田石膏以及固硫石膏等。其中以生產磷肥的磷石膏的產生量為最大。2018年中國磷石膏產生及利用情況：產生量為7 800萬t,同比增長2.6%;利用量為3 100萬t,同比增長6.9%;當年綜合利用率為39.7%。

　　石膏本身是一種含硫和鈣的資源,可作為化工原料,也是一種應用普遍的水硬性膠凝材料,公元前2000—3000年埃及的金字塔就曾經用過煅燒的石膏膠泥。

　　石膏類工業固廢物可以激發火山灰反應,是良好的硫酸鹽型激發劑,和鈣鋁成分反應能引起固相體積增加,產生一定的膨脹性,合理利用石膏可以起到增加體系的密實程度和補償收縮的作用。

　　由于中國磷肥的需求量巨大,使得磷石膏的回用格外令人矚目,成為環境保護的重要壓力之一。目前對于磷石膏為主的石膏型固廢物的應用,已在各方面取得了重大進展。

　　用于生產建筑材料

　　磷石膏可作為膠凝材料用于建材的生產。磷石膏經適當凈化處理后,脫水成半水硫酸鈣,再進一步加工成石膏粉、粉刷石膏、自流平石膏、模具石膏、紙面石膏板、纖維石膏板、石膏墻板、加壓石膏纖維板、建筑標準磚、裝飾材料、石膏灰泥和水泥添加劑等。也可制作石膏基導電材料、石膏基磁性材料、新型隔熱材料、高水速凝固材料等。

　　用于普通化學過程的原料

　　英國、日本、印度、前蘇聯曾對石膏與氯化鉀直接轉化生產硫酸鉀進行了研究,探索了基本原理和工藝參數。四川大學劉代俊等在20世紀末對其機理進行了探索,提出了較為完整的工藝方案。其宏觀機理主要是改變了硫酸鉀和硫酸鈣結晶相區及溶解度特性,使硫酸鉀在反應中得以結晶以實現分離;從微觀上來說,是利用氨的分子力場將硫酸鈣離解化形成絡離子,其硫酸根與鉀離子形成硫酸鉀。在“《九·五國家科委重點攻關項目》磷石膏直接轉化法生產硫酸鉀技術研究”支持下,四川大學與東方化工集團公司合作完成了2 000 t/a規模的中試?；玖鞒虨?讓磷石膏與氯化鉀在密閉反應器中實現反應,料漿經分離得到固相硫酸鉀,分離后的液體進入氨回收塔,氨從塔頂逸出冷凝后得到濃氨水再返回反應器,塔底液經調質送入噴動流化床得到粒徑為2~4 mm氯化鈣。后來因氯化鈣銷路問題未能推廣。

　　分解轉化為SO2循環使用

　　由于磷石膏來自于濕法磷酸,石膏中的硫若能夠重新返回原流程作為原料,將具有循環經濟的重要意義,因此在這里作為循環化學過程的應用單獨提出。山東魯北企業集團總公司自20世紀70年代以來一直從事石膏制硫酸聯產水泥技術的研究和開發,1999年建成投產15萬t/a磷銨、磷石膏制20萬t/a硫酸聯產30萬t/a水泥裝置,后通過技術創新改造,目前已達到30萬t/a磷銨、磷石膏制40萬t/a 硫酸聯產60萬t/a水泥的生產能力,創造了巨大的經濟、社會和環境效益。

　　磷石膏的農用

　　磷石膏是一種酸性物質,pH為1.5~4.5,也具有吸附功能,因此磷石膏可加入堿性土壤中用于改善土壤結構,調節土壤pH,減少鹽分含量。磷石膏作為土壤調理劑不僅具有與其他土壤調理劑相同的功能,而且還有利于改善土壤的物理和化學特性,促進團粒結構生成,因而提高了產量,起到了變廢為寶的作用。

　　埃爾派自主研制的大型固廢超音速蒸汽粉碎、多固廢協同互補高值利用技術產業化成套裝備等，獲批山東省重點研發計劃及重大科技創新工程。氣流粉碎機在線清洗系統取得國家發明專利，經山東省新產品鑒定，專家評定其“填補國內空白”。該項目榮獲科技部中小企業創新基金，山東省首臺(套)技術裝備和關鍵核心零部件及生產企業、濰坊市科學技術進步獎三等獎等獎項。

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