废石膏的利用

废石膏的利用
以硫酸钙为主要成分的一种工业固体废物。

废石膏因来源不同而有不同的品种，如用磷酸盐矿石和硫酸制造磷酸产生的废渣为磷石膏，用氟化钙和硫酸制取氢氟酸时生成的石膏为氟石膏，用海水制取食盐过程中产生的石膏为盐石膏，用钛铁矿石制取二氧化钛过程中和用废硫酸进行中和反应所生成的石膏为钛石膏，苏打工业和人造丝工业中用氯化钙和硫酸钠反应生成的石膏为苏打石膏等。

成分废石膏呈粉末状，一般以料浆形式排出，颗粒直径在5～150微米之间，硫酸钙含量一般在80％以上。

硫酸钙通常有三种结晶形态:二水石膏(CaSO4·2H2O),半水石膏，硬石膏(CaSO4)。

在废石膏总量中，磷石膏占大多数，由于它是工业废渣，化学成分的含量波动范围很大，表是典型的磷石膏所含的化学成分。

危害每生产1吨磷酸约排出5吨磷石膏。

许多国家磷石膏的排放量超过天然石膏的开采量,例如,苏联1975年磷石膏排放量为1400万吨,日本1978年排放量为248.8万吨,均大于天然石膏开采量。

废石膏如不加以利用,将会占用大片土地，污染土壤和水系。

例如氟石膏含氟量达3.07％，其中2.05％是水溶性的，处理不当，会危害人畜（见氟污染对健康的影响）。

利用日本是废石膏利用率最高的国家，如在1956年开始试验用磷石膏做水泥缓凝剂，现已大量推广应用。

中国利用废石膏做水泥缓凝剂也有较丰富的经验。

磷石膏中含有水溶性五氧化二磷和氟，会对水泥水化反应产生不良影响,导致水泥凝结过于缓慢,早期强度降低。

因此,用作缓凝剂的磷石膏,可用水洗或石灰乳中和这些杂质。

氟石膏、苏打石膏、钛石膏作水泥缓凝剂的性能优于磷石膏，应用比较简便。

用废石膏生产建材制品，主要有两种加工方法。

一种是以日本为代表的烘烤法制取β-半水石膏,另一方法是以德意志联邦共和国为代表的高压釜法制取α-半水高强石膏，主要的建材制品是石膏板。

中国近年来也以废石膏为原
料研制石膏板，主要有磷石膏空心条板、氟石膏空心条板、氟石膏纸面石膏板、盐石膏纤维石膏板,各种板材技术性能都较好。

此外,用液相转化的蒸压釜法制取α-半水高强石膏以及用废石膏同时生产硫酸和水泥的方法都有一定的发展前途。

利用工业废石膏作为水泥缓凝剂的技术研究
摘要：介绍了利用生产混凝土外加剂时排放的工业废石膏作为水泥缓凝剂的研究。

研究结果表明，废石膏作为水泥缓凝剂单独使用时虽然可能会影响水泥的凝结时间和强度，但如果与天然石膏搭配使用，并控制适当的SO3掺量，就可以在原有的生产工艺参数基本不变的重要条件下，生产出合格的水泥，而且可以配制出符合建筑工程要求的高性能混凝土。

关键词：水泥天然石膏工业废石膏缓凝剂凝结时间强度混凝土性能
一引言
现代工业生产中，不少工业部门对含硫废气的排放都有严格的限制，一般用石灰来吸附废气中的含硫成分，同时生成大量的废石膏。

这些工业废石膏在西方工业发达国家几乎已被全部使用，作为生产石膏制品的原料或用作水泥缓凝剂。

我国水泥工业生产中常使用天然石膏作为水泥缓凝剂，虽然也有一些水泥工业利用磷石膏、氟石膏的实例，但总的来说，我国工业废石膏的利用率很低。

而日本的水泥厂已几乎完全采用工业废石膏代替天然石膏，美国水泥工业最近几年也加大投入，重点研究各种工业废石膏在水泥厂作为缓凝剂的利用技术。

本文利用的工业废石膏是某外资企业在生产混凝土外加剂----苯磺酸甲醛缩聚物时，使用阳离子表面活性剂生产制造过程中副生和工业废石膏。

该企业在本国也生产这种产品，但由于生产工艺条件和原材料有差别，所排放的废石膏的性质与在我国的有所不同，所
以，他们无法提供对这种废石膏的利用技术，只能委托我国环境保护部门采用填埋方式处理，每年要花费大量资金，并且浪费土地资源，影响生态环境。

因此，本言拟介绍这种工业废石膏用为水泥缓凝剂使用技术，以期为各种工业废石膏的利用起到抛砖引玉的作用。

二试验内容与结果
2.1 试验用原材料
本文所研究利用的工业废石膏呈浅褐色，常为粉末状态，物相检验表明，其主要矿物组分是二水石膏，化学成分与天然石膏比较接近。

根据GB 5483—85(用于水泥中的石膏和硬石膏)，该废石膏的品位等级可以达到一级，但附着水超过国家标准中规定的4％，表明其含有一定量的未脱净的外加剂溶液，分析表明，外加剂残余量在2．54％～4．45％之间。

为了探索该工业废石膏用作水泥缓凝剂的适用性和合理掺加量，首先进行了实验室小磨试验。

试验全部采用工厂实际生产水泥时用的熟料和混合材料，全部试验工作都是在水泥厂完成。

2．2 试验设计
验室试验中将工厂实际生产用配合比作为基准样配合比，考虑到该工业废石膏中尚有少量混凝土外加剂残余，可能会影响到水泥的某些性能，并且该工业废石膏含水量较大，较粘，可能会对生产带来一定程度的影响。

故试验方案设计时除了考虑单独使用工业废石膏作为水泥缓凝剂外，也考虑了将它与天然石膏搭配使用。

试验中将水泥的S03含量作为石膏的控制指标。

试验时将全掺天然石膏的记为T系列；全掺工业废石膏的记为F系列；2种石膏各50％混掺的记为TF系列。

试验按GB 1346—89和GB 177—85进行。

2．3 全掺工业废石膏作水泥缓凝剂的实验室试验
试验结果表明：SO3含量在1.7%以下时水泥的各项物理性能与基准样较接近。

2.4 工业废石膏与天然石膏搭配使用作水泥缓凝剂的实验室试验
由于全部采用工业废石膏作为水泥缓凝剂对水不良影响，而且由于该废石膏含有较多的从生产工艺角度来说，可能将工业废石膏搭配使用更好。

结果显示1：将工业废石膏与天然石膏搭配使用后。

矿渣水泥的物理性能较全部采用工业废石膏有较明显的改善，随S03含量的增加，水泥的凝结时间除初凝肖有延长外，终凝基本不变。

而且，S03含量在2%以下时，各水泥试样的凝结时间十分接近，这为生产控制提供了很好的条件，S03含量在一定范围内少许波动，不至于影响水泥的凝结时间。

S03储量在2.16%以上时，水泥的抗压强度随S03含量的增加而降低，但在2％以下时，水泥的强度较高，甚至较基准样还有提高。

因此，2种石膏搭配使用生产矿渣水泥时，只要控制S03含量在2％以下，就能获得较理想的水泥强度和凝结时间。

结果显示2：将工业废石膏与天然石膏搭配使用后，普通水泥的物理性能较全部采用工业废石膏时有较明显的改善。

各水泥试样的初凝时间虽较基准样稍有延长，但终凝时间却略有缩短。

水泥的抗折强度虽较基准样稍有降低，但仍保持在一较高的水平，不会影响水泥的强度等级，而且，水泥的抗压强度也基本不变。

值得一提的是，不管S03含量如何变化，水泥的凝结时间和强度变化都很小，这对水泥生产控制特别有利，S03含量在一定范围内的少许波动，不至于影响水泥的物理性能。

2．5 工业试验
工业试验结果表明，采用废石膏与天然石膏搭配使用作为水泥缓凝剂在工业磨上也完全可行，确实是利用工业废石膏的一个很好的技术途径，只要将SO3含量控制在适当的范围内，在原有的生产工艺条件下就可以生产出合格的水泥。

三工程应用与成本核算
利用该工业废石膏生产的水泥已在上海市的建设工程中得到了应用，无论是在房屋
建筑工程和道路用户反映，这种水泥质量稳定，富余强度高，施工性能好。

由于这种工业废石膏原来是需要填埋的废弃物，水泥厂在使用时不仅不需要增加成本的投入，而且还能从排废单位收取一定的废弃物处置费，据利用该废石膏生产水泥的水泥厂的成本分析，利用该工业废石膏后每吨水泥大约可降低生产成本3-4元。

四结束语
1）混凝土外加剂生产厂排放的工业废石膏完全可以用作水泥缓凝剂，该水泥配置的混凝土符合工程要求。

2）本文介绍的工业废石膏用作水泥缓凝剂时，宜与天然石膏搭配使用，为了保证所生产水泥的质量，应严格控制水泥的SO3含量。

3）利用工业废石膏作为水泥缓凝剂不仅可降低生产成本，而且可以节约有限的天然资源，为人类生存环境的改善作出贡献，并获得良好的社会效益和经济效益。

工业废石膏的综合利用
一、项目简介
工业废石膏是指化工生产过程或废气处理过程中产生的以二水硫酸钙(Ca—s04．19．H70)为主要成分的工业性废渣，也称化学石膏。

目前，我国的工业废石膏主要有磷石膏、氟石膏、钛石膏、柠檬酸石膏、盐石膏、芒硝石膏和排烟脱硫石膏等几大类。

工业废石膏数量大，含水量高，粒度细小，一般以泥浆或泥团形态排出，对环境污染严重，往往成为制约企业发展的重要因素之一，是企业颇感头疼的难题。

工业废石膏综合利用技术是以建筑石膏粉生产工艺为基础，把工业废石膏加工成为用途广泛的建筑石膏粉和模型石膏粉产品，完全消除对环境的污染，实现变废为宝及资源的综合利用，具有十分显著的经济效益和社会效益。

二、功能特点／性能指标
1．技术目标
以工业废石膏为主要原料，直接加工成为符合国家有关标准的建筑石膏粉和模型石膏粉产品。

2．技术关键
(1)原料预处理
根据产品质量的要求，对原料进行清除杂质、成分均化等预处理。

(2)水分烘干
采用高效、节能的烘干工艺和设备，除去原料中大量的附着水分。

(3)产品炒制
采用自动、连续的先进炒制工艺和设备，确保产品质量的稳定性。

(4)合理的颗粒级配
选择适当的粉磨工艺和设备，使产品的颗粒级配合理，保证产品的使用性能和质量要求。

(5)产品深加工
利用外加剂技术对产品进行各种改性处理，以满足多用途的需要。

3．生产工艺流程
(1)建筑石膏粉生产工艺流程
废石膏原料→预处理→烘干→炒制→冷去→陈化→粉磨→包装→成品
(2)模型石膏粉生产工艺流程
建筑石膏→计量→
∣→混合→计量→包装→成品
各种外加剂→计量→三、投资估算／效益分析。