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脱硫石膏从工业废料到建材轻质玻化微珠石膏砂浆

时间:2021-08-27   访问量:751


        目前,世界各国主要将脱硫石膏用于生产石膏砌块、纸面石膏板、腻子石膏、粉刷石膏、高强石膏、水泥缓凝剂以及土壤改良剂等。今天我们就来详细了解一下脱硫石膏的变形历史!


     这种品位高,二水硫酸钙(CaSO4·2H2O)含量高达90%以上的工业副产品,在未得到二次加工之前,只是一种含水量较高的工业半成品,大量堆放,既占用土地,又浪费资源,其含有的酸性及其他有害物质容易对周边环境造成污染,严重制约了湿法烟气脱硫技术的发展。

      石灰石—石膏(湿法)脱硫工艺是当前世界上应用广泛和成熟的一种脱硫技术,脱硫效率可达95%以上。然而,此脱硫工艺在有效减轻硫化污染的同时,也产生了大量工业废料——脱硫石膏。

   

     于是,在循环经济的促动下,根据脱硫石膏特性,以其为原料生产优质石膏成为解决脱硫渣二次污染问题的有效途径,因而实现了从工业废料到建材新贵的华丽转身。


脱硫石膏玻化微珠轻质石膏砂浆VS天然石膏玻化微珠轻质石膏砂浆

脱硫石膏又称烟气脱硫石膏、硫石膏或FGD石膏,是对含硫燃料(主要是煤)燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产品。

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天然石膏

脱硫石膏主要矿物相为二水硫酸钙(CaSO4·2H2O),主要杂质为石灰石中伴生的相关其他矿物(如碳酸钙、氧化铝和氧化硅、氧化铁、方解石、长石、方美石等),其在物理外观形态、颗粒大小与级配、含水量以及杂质成分等方面,与天然石膏有差别,但这些并不影响其建筑性能。



脱硫石膏

尤其在物化性能上,脱硫石膏与天然石膏基本一致,脱硫石膏的水化动力学、凝结特征及过程与天然石膏相同,只是速度更快;同时,脱硫石膏中二水石膏(CaSO4·2H2O)的品位高达(90~93)%,游离水含量10%~12%,含碱低,无放射性,有害杂质少,因而成为替代天然石膏,生产石膏建材的主要工业原料。

目前世界上脱硫石膏应用好的国家是日本,其次是德国、法国等欧洲国家。国内对脱硫石膏的煅烧和深加工工艺技术装备也逐步成熟,脱硫石膏的应用处在非常迅猛的发展阶段。没有天然石膏资源,但有大量脱硫石膏的长三角发展快,上海、浙江以及江苏等地有许多新建的以脱硫石膏为原料的大型纸面石膏板生产线。在京津冀地区和珠三角地区,脱硫石膏的综合利用也是多点开花,处在蓬勃发展之中。

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石膏建材的主要应用

以脱硫石膏为主要原料的石膏建材,是一种多功能气硬性胶凝材料,它由二水石膏(CaSO4·2H2O)经过不同温度和压力脱水而成。

二水石膏在常压干燥条件下,加热至120℃~140℃脱水则形成β-CaSO4·1/2H2O,加热至170℃~190℃脱水则形成β-CaSO4Ⅲ,加热至320℃~360℃则形成CaSO4Ⅱ-s和CaSO4Ⅱ-u,加热至400℃~700℃则形成CaSO4Ⅰ;在液体中或在蒸气压力下加热至150℃~160℃脱水则形成α-CaSO4·1/2H2O。

β-CaSO4·1/2H2O是建筑石膏的主要组份,用于生产各种建材石膏制品,CaSO4Ⅱ-s主要用于生产粉刷石膏,α-CaSO4·1/2H2O主要用于生产模型石膏。

石膏建材生产能耗低,制品具有质量轻、防火、隔音、可调节室内空气湿度,施工便利等优点,在长期使用过程中无有害气体释放,是典型的“绿色建材”。

1、纸面石膏板

石膏建材主要应用之一便是纸面石膏板。

纸面石膏板是以建筑石膏和护面纸板为主要原料,掺加适量纤维、淀粉、促凝剂、发泡剂和水,经混合、成型、凝固、切断、烘干、切边等工序制成的轻质建筑薄板。可广泛用于各种工业建筑和民用建筑,尤其在高层建筑中,可作为内墙材料和装饰装修材料。它具有质轻、防火、抗震、保温隔热、加工性能良好,施工方便,可拆装性能好,装饰效果好,增大使用面积等优点。

当前我国纸面石膏板生产线的主流发展态势趋向于大型化和以化学石膏为原料两个方面。


石膏板生产线

     大型化纸面石膏板生产线采用当前国内外好的生产工艺及技术装备,具有产品质量优良且稳定、生产线速度快及产量高、自动化水平高同时操作工人少、单位面积能耗降低同时污染排放少、单位面积建设成本低及占地少等一系列优点。近年来国内新建设的工厂多为3000万m²/a。而在国外的单线产量有7000万m²/a。

      在2004年以前,纸面石膏板生产主要用天然石膏作原料,大多分布在天然石膏矿产资源丰富的地区,随着脱硫石膏处理技术及装备的不断开发,以及脱硫石膏量的激增,2006年以后新建设的纸面石膏板生产线主要用脱硫石膏作原料,部分老厂也相继进行原料改造,将天然石膏处理系统改造为脱硫石膏处理系统。

     而乘着这股行业升级的东风,立于行业潮头的杰森公司,于2007年在浙江嘉兴架设了自己的第一条以脱硫石膏为原料的石膏板生产线,此后又分别在惠州、嘉兴以及长春增设了另外三条辐射长三角、珠三角、京津冀以及东北地区的3000万m²/a石膏板生产线,目前综合产能已达1.2亿m²,产品涵盖国标全系列。期间,杰森公司还被中央电视台以资源综合利用、节能减排代表企业宣传报道,受到行业的广泛关注。


2、粉刷石膏

     粉刷石膏是一种多相石膏胶结料,具有抹灰材料所需要的各种性能:初凝快,终凝慢,适应粉刷工的平均工作速度;具有柔性和塑性,产浆量高;抹灰层干燥快,容重适宜,强度高。

粉刷石膏是一种高效节能的建筑内墙及顶板抹灰材料,它主要代替建筑水泥石灰砂浆抹灰。传统的水泥砂浆、混合砂浆存在易开裂、空鼓、落地灰多、凝结硬化慢、装修周期长等缺点,粉刷石膏可完全克服以上缺点,是抹灰材料的发展方向。

   

      我国粉刷石膏的市场潜力巨大,目前全国各地每年新建城镇住宅15亿m2,每1万m2建筑需用1400 m2(合2700t) 水泥砂浆。内墙墙面加天花面占整个建筑需粉刷表面加砌筑所用砂浆量的近70%。15亿m2建筑内墙亦需25500万t抹面砂浆,按石膏与料=1:3计算,如全部用石膏则可用6300万t。

此外,石膏建材用浇筑法可生产石膏隔墙砌块,主要用于非承重内隔墙,非常适合在城市建筑中应用。

种种迹象表明,中国城市化建设进程的加快,使石膏建材生产步入快速发展轨道,而大量工业石膏被资源化利用则会加速这种发展步伐。


     国外发达国家石灰砂浆水泥砂浆基本已被淘汰,现在均用粉刷石膏进行墙面和顶板的抹灰。例如在德国粉刷石膏作室内抹灰占总抹灰量的80%,年用量达到400万吨;粉刷石膏已形成较完整的工业体系,产供销一条龙服务,工厂将散装粉刷石膏直接运至施工现场,再用喷浆机进行墙面喷浆,然后抹平、打光,发展态势良好。