天然石膏与脱硫石膏等副产石膏的不同之处

作者：admin 更新时间：2019-06-14 11:05

      天然石膏和脱硫石膏(及其他工业副产石膏)的主要化学成分都是二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)，但是由于来源不同，性质也有许多不同。
      天然石膏是自然界中蕴藏的石膏石（含石膏和硬石膏），它是一种重要的非金属矿产资源。从古至今石膏用做中医药，早被人们所熟知。明代李时珍在《本草纲目》中记载，石膏主治“中风寒热，心下逆气惊喘，口干舌燥，不能息，……”，生活中石膏可用于制作豆腐的凝结剂。我国天然石膏矿蕴藏丰富，品味高，没有放射性污染。天然石膏矿石经开采、选矿、煅烧、球磨、陈化成为建筑石膏，为国际通用的绿色环保建材，在发达国家应用非常普及。
      脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分也是二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O)。烟气脱硫是国际公约《京都议定书》中为减少大气中酸雨的危害而采取的一种减排措施，燃煤烟气中的硫组分与脱硫剂--石粉（主要成分是CaCO₃）反应生成的石膏，人们称它为脱硫石膏（同样，用磷矿石与硫酸反应生产磷肥或磷酸而产生的石膏人们叫它磷石膏）。脱硫石膏呈较细颗粒状，平均粒径约40～60μm，呈短柱状，径长比在1.5～2.5之间，颜色呈灰黄或土黄色，二水硫酸钙含量较高的在90%以上，含游离水一般在10％～15%，其中还含重金属、飞灰、有机碳、碳酸钙、亚硫酸钙及由钠、钾、镁的硫酸盐或氯化物组成的可溶性盐等杂质。
       烟气脱硫虽然对减轻大气中SO₂的污染起到了一定的作用，但产生脱硫石膏这样的副产物，而这些脱硫石膏含有大量杂质，松如豆腐渣，呈弱酸性，PH值为3.0～5.5，主要污染因子是石灰石、亚硫酸钙、石膏及煤中的重金属及F、Cl、Cd、Hg、Pb、Ni、As、Se、Cr等，其中煤中的这些元素在炉膛内高温条件下进行一系列的化学反应，生成了多种不同的化合物。一部分化合物随炉渣排出炉膛，另外一部分随烟气进入脱硫装置吸收塔，杂质不断浓缩，从而使脱硫石膏中的杂质含量很高。杂质主要包括悬浮物、过饱和亚硫酸盐、硫酸盐以及重金属。其中部分重金属离子是国家环保标准中要求控制的第一类污染物，对环境有很强的污染性。其抗压强度、抗拉强度等都无法与天然石膏相比，再利用的价值不大。最终不得不作抛弃处理，堆积如山。占用大量土地，而这些被抛弃的脱硫石膏天长日久、风吹日晒后散发出阵阵硫酸味。
       脱硫石膏作为一种工业副产石膏,与天然石膏在颗粒大小、杂质成分、晶体形状、脱水性、易磨性及熟粉的力学性能、流变性能等特征方面与天然石膏存在巨大差异。通过X射线仪器分析,脱硫石膏的晶体结构比天然石膏要差得多,这种现象就是因部分碳酸钙颗粒存在于石膏颗粒当中的缘故。天然石膏经粉磨后的粗颗粒多为杂质,由于脱硫石膏与天然石膏的形成过程不同,其粗颗粒多为二水硫酸钙,而细颗粒多为杂质,其特征与天然石膏正好相反。天然石膏在加工建筑石膏时,颗粒一般不超过200目,结晶水含量随粒度的增大而减小；脱硫石膏的粒度大小范围较为集中,并没有大量的细粉存在,颗粒分布很窄,主要集中在20～60μm之间,级配远远差于天然建筑石膏。脱硫石膏煅烧后的晶体形态类似于二水脱硫石膏,只是颗粒变小,其分布特征并没有多大改变,级配依然不是很好,颗粒比表面积较天然建筑石膏要小得多,因此脱硫建筑石膏的流变性和触变性不如天然建筑石膏。脱硫建筑石膏应用时易产生颗粒离析分层、粘结性能不好、制品容重偏大的问题。
       在一定细度范围内,脱硫建筑石膏制品的强度随细度的提高而提高,但超过一定值后,强度反而会下降。标准稠度用水量增大,使脱硫石膏在水化过程中的饱和度增大,饱和度超过一定值后,石膏硬化体就会产生较大的结晶应力,导致制品易开裂。过细的颗粒也会增加石膏制品的溶解速度,对耐水性产生不利影响。
脱硫石膏不能保证石膏砌块生产所必须的石膏纯度保持恒定，尤其是飞灰和氯离子的含量，这样会使砌块经夏天吸潮后泛碱，腻子脱落；
脱硫石膏中的另一杂质——重金属离子会破坏石膏的晶体结构，使石膏砌块丧失80%以上的强度，使墙体成为“豆腐渣”。
可溶性盐吸潮后水化使石膏砌块墙体呈酸性，严重腐蚀钢筋。
       脱硫石膏富集了燃煤中的放射性物质，一般都有较大的放射性，很难通过工业方法消除，非常不适合做建材应用。
       以上是理论状态下合格脱硫石膏与天然石膏的不同之处，但是在实际脱硫操作过程中电厂不把脱硫石膏作为产品控制质量，在烟气检查时会多投放石粉使烟气脱硫完善，则脱硫产物里石粉含量增大，脱硫石膏的硫含量大大降低，使脱硫石膏制品后期强度大大降低，状如豆腐渣；烟气检查不严格时，又为了降低脱硫成本少投放石粉，使脱硫石膏中二氧化硫、三氧化硫、亚硫酸含量加大，使石膏制品酸大，腐蚀石膏晶体结构，使墙体成为“豆腐渣”，并严重腐蚀钢筋。冬天房间密闭干燥时会有刺鼻的硫磺气味。因为脱硫石膏中的重金属杂质会使催化剂中毒，在生产石膏砌块时不能添加水泥、耐水粉等添加剂，其制品的强度及耐水性受很大的制约，不能满足墙体的使用性能要求。在石家庄卓达某项目、保定某小学教学楼项目、衡水景县某办公楼项目等个别项目使用了脱硫石膏砌块，经过夏天潮湿天气都出现了腻子脱落，石家庄科大某项目使用脱硫石膏砌块致瓷砖脱落。
       纯天然石膏的强度和耐水性能也不是很好，只适合做一些装饰材料如天花板、纸面石膏板等，作为墙体材料生产石膏砌块也存在一些强度低、耐水性差等特点而不能大面积的推广应用。
       嘉奕建材生产的歌林^®石膏砌块是以山西、山东天然石膏矿为原料，经高温煅烧，添加水泥、增强剂、耐水粉及多种添加剂经高速搅拌、浇注成型、干燥养护制成。轻质高强、隔声防火、防潮保温、吊挂力、握钉力强。
      我厂产品在河北省建设厅、北京国际新闻中心、协和医院、人民大会堂、中国人民银行、天津周邓纪念馆、天津43中、河北日报社、顺驰蓝郡、河北科技大学、核四院、立凯大厦、安侨商务楼、石家庄新世隆、中宏•汇景国际、武警52297部队培训中心等项目的应用中得到了很高的评价。以上工程有的已经经过了5～10年的使用，性能稳定，各项指标非常理想。
我厂作为河北省石膏建材示范基地，正在与河北科技大学进行“烟气脱硫产物资源化利用关键技术研究”，已得到石家庄市科技局定额补助式科技经费108万元，目前课题研究工作进展顺利，其成果为国际领先，使用权为我厂所有。到时，我厂会生产出真正合格的、满足人们日常应用是脱硫石膏砌块。
 
                                                                                                                                                                                                                                                                         石家庄市长安嘉奕新型建材厂