脱硫石膏、磷石膏廉价转化
实现环保循环经济的
可行性方案报告
项目名称：脱硫石膏、磷石膏循环利用做水泥缓凝剂
报告单位：郑州金昌液压制造有限公司（矿冶分公司）
地    址：河南省郑州市中原路西段3号（孙寨工业区）
电    话：0371-64941233  64947788  13607651833
传    真：0371-64947333  64943383
联 系 人：刘相国    邮政编码：450122
一、项目概述
将工业废弃物烟气脱硫石膏、磷石膏通过一套工艺设备处理后可以代替天然石膏作为生产水泥用的缓凝剂，（石膏在水泥行业的需用比例为4%~5%，即每生产100吨水泥就要4~5吨石膏）。用工业石膏代替天然石膏，既节约了石膏矿产资源，减少了开采、运输过程对生态的破坏和环境的污染，又能为社会提供适应市场需求的产品，实现社会效益、经济效益和环境效益的三赢重庆建筑大学研究表明,脱硫石膏中含有一定量的碳酸钙,掺入脱硫石膏,水泥凝结时间正常,对水泥力学性能和安定性有积极作用,可以代替天然石膏用于水泥生产。此外还研究了脱硫石膏的造以及使用脱硫石膏给生产企业带来的显著经济效益。脱硫石膏是火力发电厂烟气脱硫时由SO2和CaCO3反应生成的一种工业副产石膏,主要成分为CaSO4·H2O,还有一些杂质,如未反应完全的碳酸钙,石灰石中所含有的其它杂质和少量钾、钠盐,一般含量不大于0.5%。脱硫石膏产量大,不受天然石膏产地的限制,将其用于水泥生产已引起人们的广泛关注。国外已有成功地应用脱硫石膏作水泥缓凝剂的经验,我国近年才有脱硫石膏产出,尚未对其作水泥缓凝剂进行过系统研究,本工作针对发电厂年产30万吨脱硫石膏综合利用问题进行了深入研究工业副产石膏作为一种废弃物会污染环境。将废弃物资源化,使用脱硫石膏作水泥缓凝剂是非常有效的途径。这将给排污单位和水泥厂创造好的经济、社会、环境效益。材料与实验方法主要原材料有脱硫石膏、天然石膏、水泥熟料、矿渣、粉煤灰,化学成分如表1。? 
 脱硫石膏为灰白色粉末状,0.045mm方孔筛筛余1.0%。主要杂质为未反应完全的CaCO3和部分可溶盐。从化学分析可知,脱硫石膏不含对水化性能有负影响的杂质,适宜作水泥缓凝剂???
 将水泥熟料、石膏及各种混合材按配比要求计量后在球磨机中混磨30min,水泥细度达到国家标准要求。实测值,水泥0.08mm方孔筛筛余为7.0%～8.2%。复合水泥细度2.8%～4.7%。依据国家标准,对硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣硅酸盐水泥、复合水泥的性能进行了全面测试。 
结果与讨论 
???? 脱硫石膏对硅酸盐水泥、普通水泥性能的影响 
????  脱硫石膏对硅酸盐水泥、普通水泥性能的影响如表3、表4所示,从试验结果可知,脱硫石膏的掺量大于2.0%时,水泥凝结时间能够满足标准要求,安定性合格,随着石膏掺量增大,凝结时间延长,但强度变化不明显。与相同掺量天然石膏的水泥相比,脱硫石膏作缓凝剂的水泥初凝时间有所提前,终凝时间相差不大,强度比后者高5%左右。脱硫石膏掺量在2.5%～4%之间水泥性能较好。掺量低于2%,水泥的缓凝效果达不到要求。从上述结果可知,脱硫石膏可以和天然石膏一样用于硅酸盐水泥和普通水泥的生产?
2、脱硫石膏对矿渣水泥、粉煤灰水泥性能的影响 :脱硫石膏对矿渣水泥和粉煤灰水泥性能影响如表5。 
?????? 从上述试验结果可知脱硫石膏能正常调节水泥凝结时间,水泥性能正常发展尤其是强度指标与天然石膏作缓凝剂的水泥保持在相同水平,有的还会高出5%～7%,对于低标号水泥提高的幅度要大一些,约为10%～20%左右。脱硫石膏在其中不仅作缓凝剂,同时还起到硫酸盐激发剂的作用,促进了水泥强度发展
3、脱硫石膏对复合水泥性能的影响?
表6是分别掺有矿渣和石灰石、矿渣和粉煤灰混合材的复合水泥以脱硫石膏作缓凝剂的性能,试验结果表明,脱硫石膏能够正常调节复合水泥的凝结时间,水泥性能优良。掺入石灰石的复合水泥性能明显优于掺入粉煤灰的水泥性能。? 
???? 注:水泥细度控制在2.8%～4.7%。? 
从上述不同品种水泥的试验结果可知,脱硫石膏中含有部分未反应的CaCO3和部分可溶盐,如K+、Na+盐,这些杂质的存在有利于加速水泥水化,激发混合材活性的充分发挥,加之脱硫石膏细度大,在水泥中能与水泥颗粒和混合材颗粒充分接触,迅速发生反应,能有效调节水泥凝结时间。对于矿渣水泥、粉煤水泥和复合水泥,脱硫石膏既是缓凝剂,同时又是混合材水化时的硫酸盐激发剂,以及其中含有的CaCO3,对水泥结构性能有提高作用。?粉状脱硫石膏在运输和生产使用中有诸多不便,方式大致可分两大类一类靠颗粒间的凝聚力成粒,如盘式成球方法, 成型方式要求物料有较好的塑性,而脱硫石膏塑性很差,不宜采取这种方式类靠外力对粉体施压使其形成颗粒,如造粒等国外利用脱硫石膏作水泥缓凝剂时都是将粉状石膏造粒成型。引进的粉状石膏造粒设备造粒根据石膏性能,经反复试验?????结论 
???? (1)脱硫石膏是由石灰石粉末与二氧化硫反应生成的工业副产品石膏,不含对水泥性能有负影响的杂质,适宜作水泥缓凝剂。
???? (2)与天然石膏相似,脱硫石膏能正常调节水泥凝结时间,掺入3%～5%的脱硫石膏,各品种的水泥凝结时间均能满足国家标准的要求。 
???? (3)脱硫石膏中含有CaCO3和少量可溶性盐,对促进水泥强度发展,激发混合材活性发挥是有利的。用脱硫石膏作缓凝剂的水泥强度与用天然石膏的水泥相当,部分品种水泥的强度有一定幅度的提高。 
???? (4)使脱硫石膏压制成满足了运输和生产使用的要求,。FGD机组容量的70%。该方法是以石灰石为脱硫剂，通过向吸收塔内喷入吸收剂浆液，与烟气充分接触混合，并对烟气进行洗涤，使得烟气中的SO2与浆液中的CaCO3以及鼓入的强氧化空气反应，每吨SO2能产生副产脱硫石膏2.7吨，一个30万KW的燃煤电厂，如果燃煤含硫1~2%，每年就要排出脱硫石膏3~6万吨。                              
2000年全国火电厂装机约为22000万KW，同年在建脱硫机组总容量为1000万KW。火电厂大规模脱硫的技术条件已经成熟，近年来，国家强化了对电厂二氧化硫排放的控制，燃煤电厂烟气脱硫产业快速发展。截至2005年底，建成投产的烟气脱硫机组容量达5300万千瓦，其中采用湿法脱硫工艺的就占到90%以上，含硫量2%的煤，平均应用基Qdw=20.93Mj/kg  （5000Kcal/kg），年运行5000h（210天），年平均发电煤耗350g/kwh，平均脱硫率90%，则年产生为760～950万吨。近两年国家加大节能减排措施，燃煤电厂安装脱硫机组已近1.5亿千瓦，其副产品FGD石膏产量近3000万吨（不含磷石膏量），因此副产脱硫石膏的量十分巨大，脱硫石膏迅速增长，其利用成为亟待解决的问题。
随着我国经济建设的快速发展，大气污染防治成为一个突出问题。我国二氧化硫的排放中，火电厂烟气排放约占一半。自2000年始，国家制订了《两控区酸雨和二氧化硫污染防治“十五”计划》，在酸雨控制区和二氧化硫控制区（两控区）内，将削减二氧化硫排放总量控制的重点放在火电厂污染上，采取了一系列措施。“两控区”包括4个直辖市、4个经济特区和21个省会城市，其生产总值占国内生
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