石膏类固废物超微粉碎后的应用

　　石膏类固废物主要成分为CaSO4·2H2O、CaSO4·1/2H2O和CaSO4等工业固废物。最典型的为磷石膏、氟石膏、黄石膏盐、盐田石膏以及固硫石膏等。其中以生产磷肥的磷石膏的产生量为最大。2018年中国磷石膏产生及利用情况：产生量为7 800万t,同比增长2.6%;利用量为3 100万t,同比增长6.9%;当年综合利用率为39.7%。

　　石膏本身是一种含硫和钙的资源,可作为化工原料,也是一种应用普遍的水硬性胶凝材料,公元前2000—3000年埃及的金字塔就曾经用过煅烧的石膏胶泥。

　　石膏类工业固废物可以激发火山灰反应,是良好的硫酸盐型激发剂,和钙铝成分反应能引起固相体积增加,产生一定的膨胀性,合理利用石膏可以起到增加体系的密实程度和补偿收缩的作用。

　　由于中国磷肥的需求量巨大,使得磷石膏的回用格外令人瞩目,成为环境保护的重要压力之一。目前对于磷石膏为主的石膏型固废物的应用,已在各方面取得了重大进展。

　　用于生产建筑材料

　　磷石膏可作为胶凝材料用于建材的生产。磷石膏经适当净化处理后,脱水成半水硫酸钙,再进一步加工成石膏粉、粉刷石膏、自流平石膏、模具石膏、纸面石膏板、纤维石膏板、石膏墙板、加压石膏纤维板、建筑标准砖、装饰材料、石膏灰泥和水泥添加剂等。也可制作石膏基导电材料、石膏基磁性材料、新型隔热材料、高水速凝固材料等。

　　用于普通化学过程的原料

　　英国、日本、印度、前苏联曾对石膏与氯化钾直接转化生产硫酸钾进行了研究,探索了基本原理和工艺参数。四川大学刘代俊等在20世纪末对其机理进行了探索,提出了较为完整的工艺方案。其宏观机理主要是改变了硫酸钾和硫酸钙结晶相区及溶解度特性,使硫酸钾在反应中得以结晶以实现分离;从微观上来说,是利用氨的分子力场将硫酸钙离解化形成络离子,其硫酸根与钾离子形成硫酸钾。在“《九·五国家科委重点攻关项目》磷石膏直接转化法生产硫酸钾技术研究”支持下,四川大学与东方化工集团公司合作完成了2 000 t/a规模的中试。基本流程为,让磷石膏与氯化钾在密闭反应器中实现反应,料浆经分离得到固相硫酸钾,分离后的液体进入氨回收塔,氨从塔顶逸出冷凝后得到浓氨水再返回反应器,塔底液经调质送入喷动流化床得到粒径为2~4 mm氯化钙。后来因氯化钙销路问题未能推广。

　　分解转化为SO2循环使用

　　由于磷石膏来自于湿法磷酸,石膏中的硫若能够重新返回原流程作为原料,将具有循环经济的重要意义,因此在这里作为循环化学过程的应用单独提出。山东鲁北企业集团总公司自20世纪70年代以来一直从事石膏制硫酸联产水泥技术的研究和开发,1999年建成投产15万t/a磷铵、磷石膏制20万t/a硫酸联产30万t/a水泥装置,后通过技术创新改造,目前已达到30万t/a磷铵、磷石膏制40万t/a 硫酸联产60万t/a水泥的生产能力,创造了巨大的经济、社会和环境效益。

　　磷石膏的农用

　　磷石膏是一种酸性物质,pH为1.5~4.5,也具有吸附功能,因此磷石膏可加入碱性土壤中用于改善土壤结构,调节土壤pH,减少盐分含量。磷石膏作为土壤调理剂不仅具有与其他土壤调理剂相同的功能,而且还有利于改善土壤的物理和化学特性,促进团粒结构生成,因而提高了产量,起到了变废为宝的作用。

　　埃尔派自主研制的大型固废超音速蒸汽粉碎、多固废协同互补高值利用技术产业化成套装备等，获批山东省重点研发计划及重大科技创新工程。气流粉碎机在线清洗系统取得国家发明专利，经山东省新产品鉴定，专家评定其“填补国内空白”。该项目荣获科技部中小企业创新基金，山东省首台(套)技术装备和关键核心零部件及生产企业、潍坊市科学技术进步奖三等奖等奖项。

　　为减少客户前期投资，降低项目投资风险，提高产品竞争力，埃尔派为客户提供来料代加工服务，满足客户的多样化需求。可加工电池材料、环保脱硫、建材及固废、非金属矿、医药、食品/化妆品/保健品、精细化工、粉末冶金、高新材料以及其他材料。

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