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石膏行业的循环经济

宁夏石膏研究院—— 段庆奎

前言
    石膏是重要的非金属材料,在国民经济中具有非常重要的作用,广泛用于水泥、石膏建材制品、装饰装修材料、陶瓷模具、工艺美术、玩具、精密铸造、医药卫生、食品、造低等行业。
    我国是世界储量大国和产量大国,已察明储量为638亿吨,2004年中国石膏矿石产量已达2952.6万吨,均占世界第一,尤其近年来,我国经济高速发展,对各种矿石资源(包括能源)需求量大增,我国是石膏资源大国,但也是质量穷国,优质石膏只占总储量的8%,同时石膏不是再生资源,用一点少一点,为国家长远可持续发展,为子孙后代,从现在开始就重视石膏行业里的循环经济,减少工业发展对石膏矿产资源的过分使用,加强劣质石膏的利用,加强对化学石膏的利用,实行循环经济的发展观念,是具有战略意义的决策。
一、 石膏行业可实行循环经济的内容
1、化学石膏(工业付产石膏)
     化学石膏是指在工业生产中用采用化学方法人工合成的二水硫酸为主的石膏矿物。主要有:
     A) 磷石膏,生产磷酸二铵化肥中排除的废弃物,每生产一吨磷酸二胺大约要排出5-6吨渣,据不完全统计,目前全国每年磷石膏废渣约2000多万吨,堆积如山,严重污染了环境,是石膏工业废渣中产量最大的一种,因磷石膏中残留少量有机磷和无机磷,较难直接利用。
     B)脱硫石膏,电厂用石灰吸收烟气中SO3而生产的二水硫酸钙产物,称脱硫石膏,国家环保政策规定,新建电厂必须上脱硫装置,老电厂也要逐步技术改造,上脱硫装置,全国脱硫石膏目前只有北京、重庆、广州、太原等部分电厂,今后脱硫石膏必须大量增加,相对其它化学石膏而言,脱硫石膏不含其它有害物质,脱硫石膏还是比较好利用的。
     C)柠檬酸废渣石膏,生产柠檬酸废渣过程中,排出的一种废渣,主要成分是二水硫酸钙和含有少量的残留柠檬酸和其它有机物,较难利用。
     D)盐石膏,盐石膏是指生产氟化物和钠盐,颜色较白,二水硫酸钙含量较高,在90%以上,有较好的利益前景,产量不大,全国约有20万吨左右。
     E)废弃陶瓷石膏,用于制作陶瓷模具(卫生瓷和日用瓷)使用后被废弃的模具,我国是陶瓷大国,每年用于陶瓷模具的石膏粉大约300万吨,便产生300万吨废模具,除及少量用于水泥厂外,大部分被废弃,实为可惜。因废弃物模具富集了大量的钾、钠等有害盐类物质,严重影响了废弃模具的再生利用。
     F)纸面石膏板的废弃板
     在生产低面石膏板的过程中,会产生少量废弃品,日积月累,数量相当可观。
     G)低品位石膏
     低品位石膏一般指二水硫酸钙含量低于70%甚至低于60%,一般水泥厂都不愿用,大量堆积或倒掉,浪费了资源。
二、 可循环经济的实行方法和技术
 
   前述7种可实行循环经济利用的废弃石膏,按产生方法可分为三种类型
   1、由企业生成的化学石膏(A-D)
   2、由石膏使用企业生产的废弃石膏(E-F)
   3、由石膏矿山排出的废弃石膏(G)
   以上三种不同类型的废弃石膏,各有各的特点,有的相对较好的利用,有的较难利用,根据本人长期从事化学石膏的研究,都有相应的较成熟的技术来处理这些废弃石膏,变废为宝,实行可循环利用。
   ⑴由各化工生产企业排出的废渣石膏(包括电厂的脱硫石膏)建议采用宁夏石膏研究院的最新科研成果"闪烧法"工艺技术,这种方法较好的解决了化学石膏中酸性残留物对产品性能的影响,使有害成分(有机酸、无机酸等)在高温下转变成为无机酸钙惰性物质,对产品的性能不起到危害作用,同时也避免了水洗过程中对环境的二次污染,优势非常明显。产品质量都超过国家标准要求,其生产的Ⅱ型无水石膏强度达到40.0Mpa以上,主要产品普通石膏粉和粉刷石膏、粘接石膏、石膏腻子等。主要应用于建材制品,用于生产石膏砌块、低面石膏板等。
   生产工艺流程为:化学石膏(磷石膏、柠檬酸石膏、脱硫石膏等) →提升→料仓→闪烧窑→提升→料仓陈化→均化→包装
             ↓
          计量配料→均化→料仓→包装
   (粉刷石膏及粘接石膏腻子等产品)
   用"闪烧法"技术建起来的这条生产线,主要技术会集中在闪烧窑上,主要优点是不用水洗,避免了二次污染和节约了水资源,避免有害物质对产品物理性能的损坏,生产成本低,产品具有很强的竞争优势,对解决化学石膏行业的污染和可循环利用有重大影响和意义。
   ⑶废弃低面石膏板处理方法
   废弃低面石膏板处理方法较为简单,根据我们在某厂的处理经验,将废弃低面石膏板粉刷处理至﹥100目筛(石膏粉)筛余不超过5%时,少量掺入天然石膏原料中回炉重新煅烧,掺量一般不超过15%,不会影响石膏的质量和性能指标。
   ⑷低品位石膏矿石的处理方法
  低品位矿石是指二水硫酸钙含量低于60%的低品位矿,这部分矿石利用起来难度较大,水泥厂都不喜欢要,处理办法有2
  方法一、采用武汉理工大学技术,将低品矿经高温煅烧后再激发,强度可达25.0Mpa以上,可用于生产砖,粉刷石膏等建材制品。
  方法二、采用α型石膏生产法,最大可能的提高低品石膏中二水硫酸钙的有效成分的强度,以弥补二水硫酸钙含量低的缺陷,强度也能达到普通石膏粉的标准中一等品水平,可用于石膏砌块,低面石膏板等石膏制品的使用,宁夏建材院有着方面的经验和技术。
   以上介绍了七种石膏的可利用方法,都比较成熟实用技术,都可实行较大规模生产,完全可实现产业化。

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