石膏

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利用建筑石膏生产的建筑制品主要有:

①纸面石膏板。在建筑石膏中加入少量胶粘剂、纤维、泡沫剂等与水拌和后连续浇注在两层护面纸之间,再经辊压、凝固、切割、干燥而成。板厚9~25毫米,干容重750~850公斤/米3,板材韧性好,不燃,尺寸稳定,表面平整,可以锯割,便于施工。主要用于内隔墙、内墙贴面、天花板、吸声板等,但耐水性差,不宜用于潮湿环境中,在潮湿环境下使用容易生霉。

②纤维石膏板。将掺有纤维和其他外加剂的建筑石膏料浆,用缠绕、压滤或辊压等方法成型后,经切割、凝固、干燥而成。厚度一般为8~12毫米,与纸面石膏板比,其抗弯强度较高,不用护面纸和胶粘剂,但容重较大,用途与纸面石膏板相同。

③装饰石膏板。将配制的建筑石膏料浆,浇注在底模带有花纹的模框中,经抹平、凝固、脱模、干燥而成,板厚为10毫米左右。为了提高其吸声效果,还可制成带穿

孔和盲孔的板材,常用作天花板和装饰墙面。

④石膏空心条板和石膏砌块。将建筑石膏料浆浇注入模,经振动成型和凝固后脱模、干燥而成。空心条板的厚度一般为60~100毫米,孔洞率30~40%;砌块尺寸一般为600×600毫米,厚度60~100毫米,周边有企口,有时也可做成带圆孔的空心砌块。空心条板和砌块均用专用的石膏砌筑,施工方便,常用作非承重内隔墙。

5建筑石膏粉系列产品,用于墙面粉刷等。

北京力博特尔建筑材料技术有限公司董事长亓俊峰

石膏与水泥、白灰一起并列为传统的三大无机胶凝材料。由于石膏自身特有的诸多优良性能以及公认的生态建材、健康建材的特性,使其成为重要的工业原料,被广泛的应用于各个行业,在人们的日常生活和国民经济中发挥着越来越重要的作用。

我国自上世纪70年代开始对石膏进行系统的开发研究,至今已形成较为完善的研究、生产、应用体系,产品生产也由传统的小规模生产向环保型、节能型的规模化生产过度,趋于种类系列化、性能标准化、应用多样化,应用领域得到大幅度拓展,应用市场快速膨胀。

我国天然石膏资源储量颇丰,但优质资源有限且分布不均。随着市场的急剧拓展,资源消耗急剧增加,浪费也极为严重。同时,随着化学工业的迅速发展,各类工业付产石膏被作为废弃物排放数量急剧增加,排放费用随之增长,环境污染状况随之加剧,治理难度随着增加。

近年来,可持续发展被确立为基本国策,粘土砖等传统建材被强制淘汰,石膏产制品由于自身绿色、环保、节能、轻质等特性,正面临着一个千载难逢的发展机遇。为了节约能源、优化利用资源、减少环境污染,为人

们提供更多健康、绿色的建筑材料及制品,石膏产制品的发展与工业付产石膏有效的资源化利用将在构建和谐社会的过程中发挥越来越重要的基础作用。

·天然石膏资源现状

天然石膏是自然界中蕴藏的石膏石,主要为二水石膏和硬石膏。我国石膏矿产资源储量丰富,已探明的各类石膏总储量约为570亿吨,具世界首位,分布于的23个省、市、自治区,其中储量超过10亿吨的有10个,依次是:山东、内蒙古、青海、湖南、湖北、宁夏、西藏、安徽、江苏和四川,石膏资源比较贫乏的是东北和华东地区。

我国石膏资源主要是普通石膏和硬石膏,其中硬石膏占总量的60%以上,作为优质资源的特级及一级石膏,仅占总量的8%,其中纤维石膏仅占总量的1.8%。因此,我们是石膏储量大国的同时,又是优质石膏储量的穷国。优质石膏资源主要分布于湖北应城和荆门、湖南衡山、广东三水、山东枣庄、山西平陆等地区,部分矿点已过度开采接近枯竭,部分因与低品位石膏混杂难以分离而造成优质资源浪费。因此,我国实际能够开采并有效利用的优质石膏资源比例更少。

我国石膏工业虽然起步较晚,基础较差,但发展很快,1995年石膏产量就猛增至2659万吨,超过美国,成为世界第一石膏消费大国。至2004年,全国石膏原矿年生产3000万吨以上,总计石膏消费量约为3500万吨。我国现有石膏开采矿山500多个,年产量10万吨以上的大中型矿山约50个,其产量占总产量的40%,乡镇小型矿山产量约占总产量的60%。按生产方式分,露天开采约占30%,地下开采约占70%。在地下开采的石膏矿山中,因种种原因使平均回采率低于30%,得到优先开采的优质资源并未得到合理开发和有效利用,资源浪费严重,令人痛心!

天然石膏中用途最广的是二水石膏,其有效成分为二水硫酸钙,一般根据矿石中二水硫酸钙含量对石膏进行等级划分。石膏应用领域较宽,产品种类也较多,不同的用途对石膏原料的质量有着不同的要求,高品位石膏多被用于特种石膏产品的生产原料,如食用、医用、艺术品、模型和化工填料等;二水硫酸钙含量低于60%的石膏矿则很少得到应用;高于60%的石膏矿石,则根据其含量的不同,被用于建材、建筑等各个领域。

世界不同国家对石膏的消费结构不同,发达国家石膏深加工产品的消费占较大比重,其石膏消费结构为:产制品占45%,水泥生产占45%,其它各领域占10%。发展中国家多偏重于矿石的初级应用,依赖于水泥工业,石膏制品的比重随经济发展有逐步增大的趋势。我国目前为典型的发展中国家消费类型,消费结构大致为:84%用作水泥生产的缓凝剂,6.5%用于陶瓷模具,4.0%用于石膏制品、墙体材料,5.5%用于化工及其它行业;随着我国水泥产量的不断增大,对石膏的需求相应增大,同时随着我国经济的高速增长,石膏产业尤其是石膏制品将存在着一个极大的发展空间,各种石膏产制品及石膏墙体会得到高速的发展,石膏的需求量必将猛增,随着传统的陶瓷及其它特种行业的发展,优质石膏资源不断减少,石膏资源的开发利用将被愈加重视。因此,为

了保证整体石膏行业的可持续发展,绿色的、环保的、健康的石膏建筑材料及产制品更广泛的应用于人民生活中,必须对有限的石膏资源进行优化利用。

·工业付产石膏的产生及利用现状

工业付产石膏也叫工业副产石膏,是指工业生产中由化学反应生成的以硫酸钙(主要为无水和二水硫酸钙)为主要成分的副产品或废渣。例如:在磷素化学肥料和复合肥料、各类添加剂的生产过程中会产生磷石膏、大型燃煤设施采用石灰湿法脱硫产生的脱硫石膏、发酵法制柠檬酸的过程中产生柠檬酸石膏、用硫酸分解萤石制氟化氢过程中产生的氟石膏、还有其它各化工生产中产生的盐石膏等均称工业付产石膏。由于其产生途径的不同,其成分、颜色、物理性能、杂质含量、杂质种类等都因其产生的工艺和原理而有所不同,但作为工业副产品或者说人工合成的石膏,它都有着以下的一些共同特性:

1、工业付产石膏大多都具有较高的附着水,呈浆体状或湿渣排出,一般,其附着水的含量都在10——40%,个别的甚至更高。

2、工业付产石膏粒径较细,粒径一般均在5-300微米之间,生产石膏粉时,可节省破碎、粉磨费用,会产生大量的粉尘,增加除尘的费用。

3、工业付产石膏一般所含成分较为复杂,含有量少但对石膏水化硬化性能有较大影响的化学成分,PH值呈酸或碱性而非中性。给工业付产石膏的有效利用带来较大难度。

4、工业付产石膏产量都较大,在产生过程中,大多都高于其主产品的产量,如磷石膏近2000万吨/年,脱硫石膏也在大量增加。

5、工业付产石膏大多都不能采用常规天然石膏处理工艺生产,利用难度较大,对环境有一定的污染,利用量极少,大多采用圈地堆放的方式处理。

6、工业付产石膏中,有效成分二水石膏的含量一般均较高,可达75-95%,相当与二级以上石膏的有效成分含量。

磷石膏

磷石膏是磷肥工业的固体废弃物,而磷酸是磷肥工业的基础。湿法磷酸生产工艺都是通过硫酸分解磷矿粉生成萃取料浆,然后过滤洗涤制得磷酸。过滤洗涤的过程中同时产生磷石膏废弃物。一般每生产1吨磷酸约产生5-6吨磷石膏,每生产1吨磷酸二铵排放2.5—5吨磷石膏,我国湿法磷酸年产量约为100万吨,随着近年来高浓度复合肥工业的迅猛发展,每年由磷肥类化工企业排出的磷石膏近2000万吨。

磷石膏一般呈粉状,因含有8-15%的附着水而呈浆体状,颗粒直径一般为5-150μm,其主要成分为

CaSO4·2H2O,含量可为70—90%。其中所含的次要成分随矿石来源不同而异,成分较为复杂,一般都含有Ca、

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