1. 石膏在建筑業(yè)、建材業(yè)中有著廣泛的用途，是多種建筑材料及制品的重要原材料。石膏可以制作下列產(chǎn)品：
(1) 石膏板。包括：紙面石膏板，石膏纖維板，石膏創(chuàng)花板，石膏空心條板，石膏空心大板。
(2) 石膏砌塊。包括：實(shí)心砌塊，空心砌塊。
(3) 粉刷石膏。
(4) 石膏天花板及裝飾件。
(5) 石膏線角。
(6) 石膏磚。
(7) 石膏粘結(jié)劑。
(8) 水泥緩凝劑。
(9) 加氣混凝土外加劑。
(10) 石膏灰漿（用于自流平地面）。
(11) 石膏模具，其中衛(wèi)生陶瓷工業(yè)用量較大。
2. 石膏及其制品是標(biāo)準(zhǔn)的綠色建材
石膏用做建筑材料或建材制品有如下突出優(yōu)點(diǎn)和比較優(yōu)勢。
(1) 在建筑業(yè)、建材業(yè)廣泛使用的水泥、石灰、石膏三大膠材料中石膏的生產(chǎn)能耗最低。水泥、石灰、石膏生成最終產(chǎn)物的焙燒溫度分別為1450℃、850～950℃、170℃。石膏的生產(chǎn)能耗僅為水泥的1/4，石灰的1/3。
(2) 建筑石膏的燒成、石膏制品的生產(chǎn)和應(yīng)用過程中不排放廢渣、廢水和對人體有害的物質(zhì)，僅排出水蒸汽和一定粉塵。
(3) 材料在使用后可回收再利用，不產(chǎn)生廢料，不增加環(huán)境負(fù)荷。
(4) 建筑石膏是不燃材料，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)其所含的結(jié)晶水分解產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣幕阻隔燃燒的蔓延。在石膏中結(jié)晶水分解完后，受體的溫度才從140℃開始繼續(xù)上升，二水硫酸鈣中結(jié)晶水分解速度為每15min 6mm，對8cm厚的制品其耐火等級在4h以上。而且石膏在受火時(shí)不易產(chǎn)生崩裂。
(5) 建筑石膏及制品的成型水料比在0.6～0.8，水化硬化后大量游離水在干燥過程中蒸發(fā)，制品中留下大量孔隙。在室內(nèi)濕度大時(shí)，這些孔隙將水分吸入，濕度小時(shí)又釋放出來，形成調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的“呼吸功能”使人感到舒適。
(6) 石膏建材制品生產(chǎn)速度快，施工效率高，基本上屬干作業(yè)。由于制品尺寸精度高，墻面不用抹灰，只需刮一層薄薄的膩?zhàn)诱移郊纯桑幌袼嗌皾{面層需等28天后才能進(jìn)行裝飾。
可以說建筑石膏是能真正實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)的綠色建材、生態(tài)建材、環(huán)保建材，是可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的，安全、舒適、環(huán)保的建筑材料。
3. 煙氣脫硫石膏的性能
3.1 基本性能
煙氣脫硫石膏呈較細(xì)顆粒狀，平均粒徑約40～60μm，顆粒呈短柱狀，徑長比在1.5～2.5之間。顏色呈灰、黃，其中二水硫酸鈣含量較高一般都在90%以上，含游離水一般在10％～15%，其中還含有飛灰、有機(jī)碳、碳酸鈣、亞硫酸鈣以及由鈉、鉀、鎂的硫酸鹽或氯化物組成的可溶性鹽等雜質(zhì)。
3.2 煙氣脫硫石膏與天然建筑石膏比較
3.2.1 化學(xué)組成及細(xì)度
天然石膏與煙氣脫硫石膏的化學(xué)成分及細(xì)度見表1、表2。
表1 天然、脫硫石膏化學(xué)成分及細(xì)度 項(xiàng) 目CaOSiO2Al2O3SO3Fe2O3MgOLoss篩余(45 μm)/%天然石膏31.54.31.7341.11.151.3017.28.8脫硫石膏31.62.70.742.40.51.019.21.0
表2 顆粒粒徑分布粒度/μm806050403020105天然石膏篩余/%10.94.79.54.914.415.520.012.7脫篩石膏篩余/%5.015.58.321.931.015.71.70.4
注： 天然石膏中未計(jì)入8.8%大于80μm的顆粒。
煙氣脫硫石膏與天然石膏在化學(xué)組成上相差不大，品位相當(dāng)，而天然石膏的雜質(zhì)以粘土礦物為主，在磨細(xì)后顆粒較大，一般在140μm左右。
在雜質(zhì)含量相同情況下，就脫硫石膏而言沒有參加反應(yīng)的碳酸鈣顆粒一部分以石灰石顆粒形態(tài)單獨(dú)存在，另一部分以核形式存在于二水硫酸鈣中心，這就增加了有效參與水化反應(yīng)的硫酸鈣顆粒數(shù)量，使其有效組分高于天然石膏，而天然石膏雜質(zhì)在水化時(shí)一般不能參加反應(yīng)，在一定程度上使天然石膏性能不及脫硫石膏。
3.2.2 脫硫建筑石膏的性能
脫硫建筑石膏的性能及其與天然建筑石膏的性能比較見表3。
表3 脫硫建筑石膏與天然建筑石膏性能比較石膏品種水膏比/%初凝/min終凝/min抗壓強(qiáng)度/MPa抗折強(qiáng)度/MPa脫硫建筑石膏
天然建筑石膏50
506.5
7.011.0
11.59.8
8.54.9
3.9脫硫建筑石膏
天然建筑石膏56.7
56.77.0
7.512.0
12.58.7
5.64.3
3.2脫硫建筑石膏
天然建筑石膏60
607.25
8.012.8
13.07.2
4.23.9
2.4脫硫建筑石膏
天然建筑石膏70
707.75
8.512.8
13.75.4
3.02.8
2.0
注： 脫硫建筑石膏標(biāo)準(zhǔn)稠度56.7%；天然建筑石膏標(biāo)準(zhǔn)稠度60%。
從表3可以看出，兩者標(biāo)準(zhǔn)稠度相差不大，凝結(jié)時(shí)間非常接近，但抗壓強(qiáng)度相差較大。在標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量時(shí)，脫硫石膏的抗壓、抗折強(qiáng)度分別比天然石膏高出100%和80%，比國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品指標(biāo)高78%和72%。在用水量高于標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量25%時(shí)，脫硫建筑石膏的強(qiáng)度仍可達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品水平。而天然建筑石膏的用水量在低于標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量6%時(shí)，其強(qiáng)度才能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品水平。
脫硫建筑石膏的強(qiáng)度之所以高于天然建筑石膏是由于脫硫建筑石膏的結(jié)晶體為柱體，其結(jié)構(gòu)緊密，致密的結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)使水化、硬化體有較大的表觀密度，它比天然石膏硬化體高10%～20%，因而有較高強(qiáng)度；天然建筑石膏水化產(chǎn)物多為針狀、片狀結(jié)晶，而晶體接觸點(diǎn)間壓力較大，晶體結(jié)構(gòu)較疏松故硬化體強(qiáng)度較低。
4. 煙氣脫硫石膏在建筑業(yè)、建材業(yè)中的應(yīng)用
4.1 煙氣脫硫石膏種類
煙氣脫硫石膏有多種制造工藝，目前應(yīng)用較為廣泛的有：
1） 石灰石-石膏濕法脫硫工藝；
2） 噴霧干燥法脫硫工藝；
3） 爐內(nèi)噴鈣加尾部加濕活化脫硫工藝；
4） 煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝；
5） 海水脫硫工藝；
6） 電子束法脫硫工藝；
7） 氨水洗滌法脫硫工藝。
不同的工藝所得石膏的化學(xué)組成及性能差別較大，利用的可能性、方法、用途均不一樣。其中以石灰石-石膏濕法脫硫工藝在技術(shù)上最為成熟，應(yīng)用也最多，也只有石灰石濕法脫硫石膏便于應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域也比較廣泛。
石灰石濕法脫硫石膏（下指脫硫石膏）具有非常優(yōu)越的性能，是很好的建材工業(yè)原料，在國內(nèi)外應(yīng)用都已很成熟。脫硫石膏在建筑業(yè)、建材業(yè)中主要應(yīng)用作水泥緩凝劑、紙面石膏板、石膏空心板、石膏空心大板、石膏砌塊、粉刷石膏、自然平地面石膏漿料。
4.2 國外石灰石濕法脫硫石膏的發(fā)展
脫硫石膏的工業(yè)化生產(chǎn)和使用已超過20年之久。在美國、歐洲各國以及日本得到高度重視和很好發(fā)展。2000年美國工業(yè)附產(chǎn)石膏使用量已達(dá)600萬t，其中以煙氣脫硫石膏為主，主要用于波特蘭水泥、建筑石膏、各種石膏板，并成為石膏板，特別是紙面石膏板的首選原料。脫硫石膏在歐洲已經(jīng)比較廣泛生產(chǎn)和應(yīng)用。2000年在西歐和東歐的18個(gè)國家有9400MW電廠裝備了石灰石濕法煙氣脫硫裝置，生產(chǎn)1580萬t脫硫石膏，預(yù)計(jì)到2005年石灰石濕法脫硫石膏生產(chǎn)能力將達(dá)1930萬t，比2000年增長22%。歐洲脫硫石膏的數(shù)量和分布見表4，其中德國達(dá)到620萬t，占有歐洲最大份額。
表4 歐洲的脫硫石膏數(shù)量國 別已安裝的濕式煙氣脫硫系統(tǒng)/MW脫硫石膏數(shù)量2000年/千t2000年/千t奧 地 利1500100100比 利 時(shí)5003050克羅地亞21030110捷克共和國571019001500丹 麥4200330400芬 蘭1800170170法 國12006090德 國5100062006500希 臘450120190匈 牙 利60060320意 大 利41807001100荷 蘭4900340340波 蘭690013601830斯洛伐克4005050斯洛文尼亞275140320西 班 牙1750490490土 耳 其267031604700英 國59606001070全部歐洲942051584019330
目前美國脫硫石膏的利用率僅在7%～10%，而其中的49%用于生產(chǎn)紙面石膏板。日本1997年的利用量已達(dá)214.5萬t，利用率已達(dá)98%，主要用于紙面石膏板和水泥，其中石膏板占40.6%，水泥達(dá)57%。歐洲主要用于紙面石膏板、石膏砌塊自流平地面。
4.3 煙氣脫硫石膏在我國的發(fā)展
我國是以煤為主要能源的國家，在能源總量中75%是煤炭，這種狀況在短期內(nèi)不會(huì)變化。據(jù)有關(guān)方面介紹，到2050年煤炭在中國能源中的比重不會(huì)低于60%，因此SO2的排放在短期內(nèi)不會(huì)消除。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)2000年我國SO2排放已超過3000多萬t/年，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這個(gè)數(shù)量還在繼續(xù)增加。其中全國燃煤電廠2000年SO2排放已占全國SO2排量的40%，預(yù)計(jì)到2010年將超過60%。SO2形成的酸雨區(qū)正在我國逐步擴(kuò)大，已經(jīng)給我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及居民生活造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失和危害。為了解決這一危害，我國政府已制訂了相關(guān)法律和法規(guī)加以治理和控制。根據(jù)“國務(wù)院關(guān)于酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)”（國函［1998］5號）文及“火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”（GB 13223-1996）的要求，預(yù)計(jì)到2010年全國需要對180臺機(jī)組安裝煙氣脫硫裝置，相當(dāng)于44000MW裝機(jī)容量。2001～2005年全國需有15700MW裝機(jī)安裝煙氣脫硫裝置，其中國家電力公司有10000MW約40臺機(jī)組安裝煙氣脫硫裝置。
從1992年重慶珞璜電廠引進(jìn)日本煙氣脫硫裝置以來，山西太原一電廠、重慶電廠、杭州半山電廠、北京第一熱電廠、廣東粵連電廠、揚(yáng)州電廠相繼建成脫硫裝置，另有20多個(gè)電廠正在建設(shè)脫硫裝置，還有一批電廠正在規(guī)劃之中。煙氣脫硫裝置的建設(shè)為建材生產(chǎn)提供了數(shù)量充足品質(zhì)優(yōu)良的原材料，為代替天然石膏提供了資源條件。而煙氣脫硫石膏應(yīng)用的水平又反過來影響和制約著脫硫石膏的利用和建設(shè)脫硫裝置業(yè)主的積極性。如果不能很好充分地應(yīng)用，當(dāng)把SO2從大氣中收下來解決了大氣排放的污染，就又變成了地面的固體廢棄物污染，增加了回收單位的處理麻煩和負(fù)擔(dān)，因此大力加強(qiáng)煙氣脫硫石膏的綜合利用，尤其是在建筑業(yè)、建材業(yè)中的利用就顯得極為重要。
4.4 煙氣脫硫石膏在建筑業(yè)、建材業(yè)中利用途徑
4.4.1 在水泥工業(yè)中的應(yīng)用
水泥生產(chǎn)是利用脫硫石膏的最佳途徑，可以成為煙氣脫硫石膏的最大用戶。我國現(xiàn)有水泥企業(yè)7000家，分布在全國各地。2000年生產(chǎn)水泥熟料5億多t，磨制水泥7億多t。水泥生產(chǎn)過程中需摻加熟料重量3%～5%的天然二水石膏作緩凝劑，按平均4%計(jì)算，每年需用天然二水石膏2000萬t。在每個(gè)電廠周邊都有若干規(guī)模產(chǎn)量不等的水泥廠，只要做好交流、溝通、市場開拓和組織協(xié)調(diào)工作，電廠的脫硫石膏出路是可以解決的。在用作緩凝劑時(shí)可直接使用經(jīng)過脫水的二水石膏，但需將粉狀石膏制成顆粒供水泥廠采用。
4.4.2 在建筑墻體粉刷中應(yīng)用
2002年全國配制、使用水泥砂漿或石灰、水泥混合砂漿3.75億m3，使用水泥1.7億t，占當(dāng)年全年水泥產(chǎn)量的17%。2002年全國各地新建城鎮(zhèn)住宅5億多m2，每１００００m2建筑需用1400m3（合2700t）水泥砂漿。內(nèi)墻墻面加天花面占整個(gè)建筑需粉刷表面加砌筑所用砂漿量的近70%。5億m2建筑內(nèi)墻亦需8500萬t抹面砂漿，按石膏與料=1∶3計(jì)算，如全部用石膏，可用為2200萬t。
4.4.3 在紙面石膏板制造中應(yīng)用
我國現(xiàn)有年產(chǎn)100萬m2能力以上的紙面石膏板生產(chǎn)線近百條，其中年產(chǎn)2000萬m2生產(chǎn)線7條，在建的年產(chǎn)3000萬m2生產(chǎn)線3條。2002年全國紙面石膏板生產(chǎn)能力近4億m2，銷售2億多m2。按厚度9.5cm計(jì)算，1m2紙面石膏板質(zhì)量7～7.5kg，每年實(shí)用石膏140萬t，如年產(chǎn)能力全部發(fā)揮則需280萬t石膏。
4.4.4 在石膏建筑砌塊生產(chǎn)中應(yīng)用
石膏砌塊主要用于框架結(jié)構(gòu)建筑、鋼結(jié)構(gòu)建筑、高層混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)隔墻，厚度一般為8cm，石膏砌塊隔墻１m3用石膏約30～35kg，每100萬m2石膏砌塊需用3萬t石膏。
另外在自流平地面、粘結(jié)石膏、裝飾體及線角中也有不少應(yīng)用。
5. 在開發(fā)利用煙氣脫硫石膏過程中應(yīng)注意的問題
(1) 在煙氣脫硫石膏工場應(yīng)建立脫硫石膏的周轉(zhuǎn)貯藏庫，以備脫硫石膏的間斷性生產(chǎn)及供貨情況下，保證脫硫石膏用戶能連續(xù)正常生產(chǎn)而不受間斷性作業(yè)影響。
(2) 對于一時(shí)不能全部加以利用的企業(yè)，多余的部分應(yīng)設(shè)法貯存，實(shí)在用不完的要傾倒到適當(dāng)堆場廢棄。
(3) 在脫硫石膏中含有一定的可溶性鹽，特別是水溶性鎂鹽。水溶性硫酸鎂在制品用到建筑物數(shù)周以后，形成鹽霜析出。在水溶性鎂鹽小于100μg/g時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)鹽霜。當(dāng)超過100μg/g時(shí)在石膏懸浮液中加入一定量水泥可消除鹽霜。
6. 建議
(1) 煙氣脫硫石膏是一種性能非常優(yōu)越的建筑材料或建筑材料制品原料，應(yīng)大力宣傳充分加以利用，特別是在缺乏天然二水石膏的地方加強(qiáng)應(yīng)用推廣，變廢為寶。
(2) 要本著多途徑、多品種、能用一點(diǎn)是一點(diǎn)的原則，盡可能將煙氣脫硫石膏的產(chǎn)品全部用完。
(3) 煙氣脫硫石膏的綜合利用是全社會(huì)的事，各部門應(yīng)加強(qiáng)協(xié)作、協(xié)調(diào)，共同努力。生產(chǎn)煙氣脫硫石膏的部門應(yīng)當(dāng)盡可能自身組織加工利用，或與建材部門、企業(yè)密切配合加以利用。
(4) 在建材業(yè)利用以做水泥緩凝劑、建筑石膏、石膏砌塊、紙面石膏板、粉刷石膏為主。在做水泥緩凝劑時(shí)，要在煙氣脫硫石膏產(chǎn)出地制成顆粒送到水泥廠；用做粉刷石膏、石膏砌塊、紙面石膏板時(shí)應(yīng)在脫硫石膏產(chǎn)出地加工成半水石膏，并作為一種商品供應(yīng)企業(yè)使用。因此在電廠上煙氣脫硫石膏裝置時(shí)，應(yīng)同時(shí)建設(shè)半水石膏的生產(chǎn)裝置。
(5) 價(jià)格是推廣應(yīng)用的重要因素，應(yīng)盡可能降低煙氣脫硫石膏生產(chǎn)成本和銷售價(jià)格，使采用企業(yè)在使用后比使天然石膏獲取同樣的或更大的利益。
(1) 石膏板。包括：紙面石膏板，石膏纖維板，石膏創(chuàng)花板，石膏空心條板，石膏空心大板。
(2) 石膏砌塊。包括：實(shí)心砌塊，空心砌塊。
(3) 粉刷石膏。
(4) 石膏天花板及裝飾件。
(5) 石膏線角。
(6) 石膏磚。
(7) 石膏粘結(jié)劑。
(8) 水泥緩凝劑。
(9) 加氣混凝土外加劑。
(10) 石膏灰漿（用于自流平地面）。
(11) 石膏模具，其中衛(wèi)生陶瓷工業(yè)用量較大。
2. 石膏及其制品是標(biāo)準(zhǔn)的綠色建材
石膏用做建筑材料或建材制品有如下突出優(yōu)點(diǎn)和比較優(yōu)勢。
(1) 在建筑業(yè)、建材業(yè)廣泛使用的水泥、石灰、石膏三大膠材料中石膏的生產(chǎn)能耗最低。水泥、石灰、石膏生成最終產(chǎn)物的焙燒溫度分別為1450℃、850～950℃、170℃。石膏的生產(chǎn)能耗僅為水泥的1/4，石灰的1/3。
(2) 建筑石膏的燒成、石膏制品的生產(chǎn)和應(yīng)用過程中不排放廢渣、廢水和對人體有害的物質(zhì)，僅排出水蒸汽和一定粉塵。
(3) 材料在使用后可回收再利用，不產(chǎn)生廢料，不增加環(huán)境負(fù)荷。
(4) 建筑石膏是不燃材料，在發(fā)生火災(zāi)時(shí)其所含的結(jié)晶水分解產(chǎn)生大量水蒸氣，水蒸氣幕阻隔燃燒的蔓延。在石膏中結(jié)晶水分解完后，受體的溫度才從140℃開始繼續(xù)上升，二水硫酸鈣中結(jié)晶水分解速度為每15min 6mm，對8cm厚的制品其耐火等級在4h以上。而且石膏在受火時(shí)不易產(chǎn)生崩裂。
(5) 建筑石膏及制品的成型水料比在0.6～0.8，水化硬化后大量游離水在干燥過程中蒸發(fā)，制品中留下大量孔隙。在室內(nèi)濕度大時(shí)，這些孔隙將水分吸入，濕度小時(shí)又釋放出來，形成調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度的“呼吸功能”使人感到舒適。
(6) 石膏建材制品生產(chǎn)速度快，施工效率高，基本上屬干作業(yè)。由于制品尺寸精度高，墻面不用抹灰，只需刮一層薄薄的膩?zhàn)诱移郊纯桑幌袼嗌皾{面層需等28天后才能進(jìn)行裝飾。
可以說建筑石膏是能真正實(shí)現(xiàn)清潔生產(chǎn)的標(biāo)準(zhǔn)的綠色建材、生態(tài)建材、環(huán)保建材，是可以實(shí)現(xiàn)持續(xù)發(fā)展的，安全、舒適、環(huán)保的建筑材料。
3. 煙氣脫硫石膏的性能
3.1 基本性能
煙氣脫硫石膏呈較細(xì)顆粒狀，平均粒徑約40～60μm，顆粒呈短柱狀，徑長比在1.5～2.5之間。顏色呈灰、黃，其中二水硫酸鈣含量較高一般都在90%以上，含游離水一般在10％～15%，其中還含有飛灰、有機(jī)碳、碳酸鈣、亞硫酸鈣以及由鈉、鉀、鎂的硫酸鹽或氯化物組成的可溶性鹽等雜質(zhì)。
3.2 煙氣脫硫石膏與天然建筑石膏比較
3.2.1 化學(xué)組成及細(xì)度
天然石膏與煙氣脫硫石膏的化學(xué)成分及細(xì)度見表1、表2。
表1 天然、脫硫石膏化學(xué)成分及細(xì)度 項(xiàng) 目CaOSiO2Al2O3SO3Fe2O3MgOLoss篩余(45 μm)/%天然石膏31.54.31.7341.11.151.3017.28.8脫硫石膏31.62.70.742.40.51.019.21.0
表2 顆粒粒徑分布粒度/μm806050403020105天然石膏篩余/%10.94.79.54.914.415.520.012.7脫篩石膏篩余/%5.015.58.321.931.015.71.70.4
注： 天然石膏中未計(jì)入8.8%大于80μm的顆粒。
煙氣脫硫石膏與天然石膏在化學(xué)組成上相差不大，品位相當(dāng)，而天然石膏的雜質(zhì)以粘土礦物為主，在磨細(xì)后顆粒較大，一般在140μm左右。
在雜質(zhì)含量相同情況下，就脫硫石膏而言沒有參加反應(yīng)的碳酸鈣顆粒一部分以石灰石顆粒形態(tài)單獨(dú)存在，另一部分以核形式存在于二水硫酸鈣中心，這就增加了有效參與水化反應(yīng)的硫酸鈣顆粒數(shù)量，使其有效組分高于天然石膏，而天然石膏雜質(zhì)在水化時(shí)一般不能參加反應(yīng)，在一定程度上使天然石膏性能不及脫硫石膏。
3.2.2 脫硫建筑石膏的性能
脫硫建筑石膏的性能及其與天然建筑石膏的性能比較見表3。
表3 脫硫建筑石膏與天然建筑石膏性能比較石膏品種水膏比/%初凝/min終凝/min抗壓強(qiáng)度/MPa抗折強(qiáng)度/MPa脫硫建筑石膏
天然建筑石膏50
506.5
7.011.0
11.59.8
8.54.9
3.9脫硫建筑石膏
天然建筑石膏56.7
56.77.0
7.512.0
12.58.7
5.64.3
3.2脫硫建筑石膏
天然建筑石膏60
607.25
8.012.8
13.07.2
4.23.9
2.4脫硫建筑石膏
天然建筑石膏70
707.75
8.512.8
13.75.4
3.02.8
2.0
注： 脫硫建筑石膏標(biāo)準(zhǔn)稠度56.7%；天然建筑石膏標(biāo)準(zhǔn)稠度60%。
從表3可以看出，兩者標(biāo)準(zhǔn)稠度相差不大，凝結(jié)時(shí)間非常接近，但抗壓強(qiáng)度相差較大。在標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量時(shí)，脫硫石膏的抗壓、抗折強(qiáng)度分別比天然石膏高出100%和80%，比國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品指標(biāo)高78%和72%。在用水量高于標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量25%時(shí)，脫硫建筑石膏的強(qiáng)度仍可達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品水平。而天然建筑石膏的用水量在低于標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量6%時(shí)，其強(qiáng)度才能達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)優(yōu)等品水平。
脫硫建筑石膏的強(qiáng)度之所以高于天然建筑石膏是由于脫硫建筑石膏的結(jié)晶體為柱體，其結(jié)構(gòu)緊密，致密的結(jié)晶結(jié)構(gòu)網(wǎng)使水化、硬化體有較大的表觀密度，它比天然石膏硬化體高10%～20%，因而有較高強(qiáng)度；天然建筑石膏水化產(chǎn)物多為針狀、片狀結(jié)晶，而晶體接觸點(diǎn)間壓力較大，晶體結(jié)構(gòu)較疏松故硬化體強(qiáng)度較低。
4. 煙氣脫硫石膏在建筑業(yè)、建材業(yè)中的應(yīng)用
4.1 煙氣脫硫石膏種類
煙氣脫硫石膏有多種制造工藝，目前應(yīng)用較為廣泛的有：
1） 石灰石-石膏濕法脫硫工藝；
2） 噴霧干燥法脫硫工藝；
3） 爐內(nèi)噴鈣加尾部加濕活化脫硫工藝；
4） 煙氣循環(huán)流化床脫硫工藝；
5） 海水脫硫工藝；
6） 電子束法脫硫工藝；
7） 氨水洗滌法脫硫工藝。
不同的工藝所得石膏的化學(xué)組成及性能差別較大，利用的可能性、方法、用途均不一樣。其中以石灰石-石膏濕法脫硫工藝在技術(shù)上最為成熟，應(yīng)用也最多，也只有石灰石濕法脫硫石膏便于應(yīng)用，應(yīng)用領(lǐng)域也比較廣泛。
石灰石濕法脫硫石膏（下指脫硫石膏）具有非常優(yōu)越的性能，是很好的建材工業(yè)原料，在國內(nèi)外應(yīng)用都已很成熟。脫硫石膏在建筑業(yè)、建材業(yè)中主要應(yīng)用作水泥緩凝劑、紙面石膏板、石膏空心板、石膏空心大板、石膏砌塊、粉刷石膏、自然平地面石膏漿料。
4.2 國外石灰石濕法脫硫石膏的發(fā)展
脫硫石膏的工業(yè)化生產(chǎn)和使用已超過20年之久。在美國、歐洲各國以及日本得到高度重視和很好發(fā)展。2000年美國工業(yè)附產(chǎn)石膏使用量已達(dá)600萬t，其中以煙氣脫硫石膏為主，主要用于波特蘭水泥、建筑石膏、各種石膏板，并成為石膏板，特別是紙面石膏板的首選原料。脫硫石膏在歐洲已經(jīng)比較廣泛生產(chǎn)和應(yīng)用。2000年在西歐和東歐的18個(gè)國家有9400MW電廠裝備了石灰石濕法煙氣脫硫裝置，生產(chǎn)1580萬t脫硫石膏，預(yù)計(jì)到2005年石灰石濕法脫硫石膏生產(chǎn)能力將達(dá)1930萬t，比2000年增長22%。歐洲脫硫石膏的數(shù)量和分布見表4，其中德國達(dá)到620萬t，占有歐洲最大份額。
表4 歐洲的脫硫石膏數(shù)量國 別已安裝的濕式煙氣脫硫系統(tǒng)/MW脫硫石膏數(shù)量2000年/千t2000年/千t奧 地 利1500100100比 利 時(shí)5003050克羅地亞21030110捷克共和國571019001500丹 麥4200330400芬 蘭1800170170法 國12006090德 國5100062006500希 臘450120190匈 牙 利60060320意 大 利41807001100荷 蘭4900340340波 蘭690013601830斯洛伐克4005050斯洛文尼亞275140320西 班 牙1750490490土 耳 其267031604700英 國59606001070全部歐洲942051584019330
目前美國脫硫石膏的利用率僅在7%～10%，而其中的49%用于生產(chǎn)紙面石膏板。日本1997年的利用量已達(dá)214.5萬t，利用率已達(dá)98%，主要用于紙面石膏板和水泥，其中石膏板占40.6%，水泥達(dá)57%。歐洲主要用于紙面石膏板、石膏砌塊自流平地面。
4.3 煙氣脫硫石膏在我國的發(fā)展
我國是以煤為主要能源的國家，在能源總量中75%是煤炭，這種狀況在短期內(nèi)不會(huì)變化。據(jù)有關(guān)方面介紹，到2050年煤炭在中國能源中的比重不會(huì)低于60%，因此SO2的排放在短期內(nèi)不會(huì)消除。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì)2000年我國SO2排放已超過3000多萬t/年，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，這個(gè)數(shù)量還在繼續(xù)增加。其中全國燃煤電廠2000年SO2排放已占全國SO2排量的40%，預(yù)計(jì)到2010年將超過60%。SO2形成的酸雨區(qū)正在我國逐步擴(kuò)大，已經(jīng)給我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及居民生活造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失和危害。為了解決這一危害，我國政府已制訂了相關(guān)法律和法規(guī)加以治理和控制。根據(jù)“國務(wù)院關(guān)于酸雨控制區(qū)和二氧化硫污染控制區(qū)有關(guān)問題的批復(fù)”（國函［1998］5號）文及“火電廠大氣污染物排放標(biāo)準(zhǔn)”（GB 13223-1996）的要求，預(yù)計(jì)到2010年全國需要對180臺機(jī)組安裝煙氣脫硫裝置，相當(dāng)于44000MW裝機(jī)容量。2001～2005年全國需有15700MW裝機(jī)安裝煙氣脫硫裝置，其中國家電力公司有10000MW約40臺機(jī)組安裝煙氣脫硫裝置。
從1992年重慶珞璜電廠引進(jìn)日本煙氣脫硫裝置以來，山西太原一電廠、重慶電廠、杭州半山電廠、北京第一熱電廠、廣東粵連電廠、揚(yáng)州電廠相繼建成脫硫裝置，另有20多個(gè)電廠正在建設(shè)脫硫裝置，還有一批電廠正在規(guī)劃之中。煙氣脫硫裝置的建設(shè)為建材生產(chǎn)提供了數(shù)量充足品質(zhì)優(yōu)良的原材料，為代替天然石膏提供了資源條件。而煙氣脫硫石膏應(yīng)用的水平又反過來影響和制約著脫硫石膏的利用和建設(shè)脫硫裝置業(yè)主的積極性。如果不能很好充分地應(yīng)用，當(dāng)把SO2從大氣中收下來解決了大氣排放的污染，就又變成了地面的固體廢棄物污染，增加了回收單位的處理麻煩和負(fù)擔(dān)，因此大力加強(qiáng)煙氣脫硫石膏的綜合利用，尤其是在建筑業(yè)、建材業(yè)中的利用就顯得極為重要。
4.4 煙氣脫硫石膏在建筑業(yè)、建材業(yè)中利用途徑
4.4.1 在水泥工業(yè)中的應(yīng)用
水泥生產(chǎn)是利用脫硫石膏的最佳途徑，可以成為煙氣脫硫石膏的最大用戶。我國現(xiàn)有水泥企業(yè)7000家，分布在全國各地。2000年生產(chǎn)水泥熟料5億多t，磨制水泥7億多t。水泥生產(chǎn)過程中需摻加熟料重量3%～5%的天然二水石膏作緩凝劑，按平均4%計(jì)算，每年需用天然二水石膏2000萬t。在每個(gè)電廠周邊都有若干規(guī)模產(chǎn)量不等的水泥廠，只要做好交流、溝通、市場開拓和組織協(xié)調(diào)工作，電廠的脫硫石膏出路是可以解決的。在用作緩凝劑時(shí)可直接使用經(jīng)過脫水的二水石膏，但需將粉狀石膏制成顆粒供水泥廠采用。
4.4.2 在建筑墻體粉刷中應(yīng)用
2002年全國配制、使用水泥砂漿或石灰、水泥混合砂漿3.75億m3，使用水泥1.7億t，占當(dāng)年全年水泥產(chǎn)量的17%。2002年全國各地新建城鎮(zhèn)住宅5億多m2，每１００００m2建筑需用1400m3（合2700t）水泥砂漿。內(nèi)墻墻面加天花面占整個(gè)建筑需粉刷表面加砌筑所用砂漿量的近70%。5億m2建筑內(nèi)墻亦需8500萬t抹面砂漿，按石膏與料=1∶3計(jì)算，如全部用石膏，可用為2200萬t。
4.4.3 在紙面石膏板制造中應(yīng)用
我國現(xiàn)有年產(chǎn)100萬m2能力以上的紙面石膏板生產(chǎn)線近百條，其中年產(chǎn)2000萬m2生產(chǎn)線7條，在建的年產(chǎn)3000萬m2生產(chǎn)線3條。2002年全國紙面石膏板生產(chǎn)能力近4億m2，銷售2億多m2。按厚度9.5cm計(jì)算，1m2紙面石膏板質(zhì)量7～7.5kg，每年實(shí)用石膏140萬t，如年產(chǎn)能力全部發(fā)揮則需280萬t石膏。
4.4.4 在石膏建筑砌塊生產(chǎn)中應(yīng)用
石膏砌塊主要用于框架結(jié)構(gòu)建筑、鋼結(jié)構(gòu)建筑、高層混凝土剪力墻結(jié)構(gòu)的內(nèi)隔墻，厚度一般為8cm，石膏砌塊隔墻１m3用石膏約30～35kg，每100萬m2石膏砌塊需用3萬t石膏。
另外在自流平地面、粘結(jié)石膏、裝飾體及線角中也有不少應(yīng)用。
5. 在開發(fā)利用煙氣脫硫石膏過程中應(yīng)注意的問題
(1) 在煙氣脫硫石膏工場應(yīng)建立脫硫石膏的周轉(zhuǎn)貯藏庫，以備脫硫石膏的間斷性生產(chǎn)及供貨情況下，保證脫硫石膏用戶能連續(xù)正常生產(chǎn)而不受間斷性作業(yè)影響。
(2) 對于一時(shí)不能全部加以利用的企業(yè)，多余的部分應(yīng)設(shè)法貯存，實(shí)在用不完的要傾倒到適當(dāng)堆場廢棄。
(3) 在脫硫石膏中含有一定的可溶性鹽，特別是水溶性鎂鹽。水溶性硫酸鎂在制品用到建筑物數(shù)周以后，形成鹽霜析出。在水溶性鎂鹽小于100μg/g時(shí)，不會(huì)出現(xiàn)鹽霜。當(dāng)超過100μg/g時(shí)在石膏懸浮液中加入一定量水泥可消除鹽霜。
6. 建議
(1) 煙氣脫硫石膏是一種性能非常優(yōu)越的建筑材料或建筑材料制品原料，應(yīng)大力宣傳充分加以利用，特別是在缺乏天然二水石膏的地方加強(qiáng)應(yīng)用推廣，變廢為寶。
(2) 要本著多途徑、多品種、能用一點(diǎn)是一點(diǎn)的原則，盡可能將煙氣脫硫石膏的產(chǎn)品全部用完。
(3) 煙氣脫硫石膏的綜合利用是全社會(huì)的事，各部門應(yīng)加強(qiáng)協(xié)作、協(xié)調(diào)，共同努力。生產(chǎn)煙氣脫硫石膏的部門應(yīng)當(dāng)盡可能自身組織加工利用，或與建材部門、企業(yè)密切配合加以利用。
(4) 在建材業(yè)利用以做水泥緩凝劑、建筑石膏、石膏砌塊、紙面石膏板、粉刷石膏為主。在做水泥緩凝劑時(shí)，要在煙氣脫硫石膏產(chǎn)出地制成顆粒送到水泥廠；用做粉刷石膏、石膏砌塊、紙面石膏板時(shí)應(yīng)在脫硫石膏產(chǎn)出地加工成半水石膏，并作為一種商品供應(yīng)企業(yè)使用。因此在電廠上煙氣脫硫石膏裝置時(shí)，應(yīng)同時(shí)建設(shè)半水石膏的生產(chǎn)裝置。
(5) 價(jià)格是推廣應(yīng)用的重要因素，應(yīng)盡可能降低煙氣脫硫石膏生產(chǎn)成本和銷售價(jià)格，使采用企業(yè)在使用后比使天然石膏獲取同樣的或更大的利益。
