脫硫石膏的特性

1、脫硫石膏與天然石膏的相同點

(1)水化動力學(xué)和凝結(jié)特征一致;

(2)主要礦物相、轉(zhuǎn)化后的五種形態(tài)、七種變體物化性能一致,脫硫石膏完全可以代替天然石膏用于建筑材料和陶瓷模具;

(3)兩者均無放射性,不危害健康。

2、脫硫石膏與天然石膏的不同點

(1)原始物理狀態(tài)不一樣:天然石膏是粘合在一起的塊狀,而脫硫石膏以單獨的結(jié)晶顆粒存在;脫硫石膏雜質(zhì)與石膏之間的易磨性相差較大,天然石膏經(jīng)過粉磨后的粗顆粒多為雜質(zhì),而脫硫石膏其顆粒多的卻為石膏,細(xì)顆粒為雜質(zhì),其特征與天然石膏正好相反;

(2)顆粒大小與級配:煙氣脫硫石膏的顆粒大小較為平均其分布帶很窄,高細(xì)度(200目以上)、顆粒主要集中在30-60μm之間,級配遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于天然石膏磨細(xì)后的石膏粉。因此,現(xiàn)有的以天然石膏為原料的熟石膏的煅燒設(shè)備和生產(chǎn)工藝并不能完全照搬,要采用針對化學(xué)石膏設(shè)計的生產(chǎn)工藝和設(shè)備;比如,脫硫石膏不適合流態(tài)化煅燒設(shè)備,因為它粒徑太小,還未燒就很容易被吹出來了；還如,用天然石膏生產(chǎn)高強石膏的蒸壓釜,脫硫石膏就無法直接放入蒸壓;另外脫硫石膏粒徑分布非常狹窄,加工成熟石膏粉后,必須要對其進(jìn)行粉磨改性、產(chǎn)生級差,才能使其具有更好的凝結(jié)強度;而在粉磨改性中,碾壓力形成級差產(chǎn)生的改性效果不好,而劈裂力形成的效果,碰撞力次之;因此,改性磨的選擇要注意它的力學(xué)特點。

(3)高含水量 ,流動性差,只適合皮帶輸送。

(4)雜質(zhì)成分上的差異,導(dǎo)致其脫水特性、易磨性及煅燒后的熟石膏粉在力學(xué)性能、流變性能等宏觀特征上的不同。

(5)脫硫石膏的產(chǎn)出在全國分布比較均勻,特別是石膏產(chǎn)品大量消費地的東部發(fā)達(dá)地區(qū)脫硫石膏的產(chǎn)量也很大,而且脫硫石膏的品位又很高,一般都在90%以上;這樣就彌補了我國高品位的天然石膏儲量小、產(chǎn)量低、其產(chǎn)品遠(yuǎn)離消費地的重大缺陷。

（二）脫硫石膏的利用原則

(1)堅持?jǐn)U大利用、高效利用、清潔利用、物盡其用的原則,重點推進(jìn)量大面廣、資源化潛力大的脫硫石膏回收與再生利用,合理延長產(chǎn)業(yè)鏈,開發(fā)高附加值的綜合利用產(chǎn)品,減少二次污染,提高資源利用效率,實現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會效益、環(huán)境效益的有機統(tǒng)一。

(2)堅持市場導(dǎo)向原則,因地制宜,產(chǎn)銷對路,確定脫硫石膏綜合利用的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域,提高資源利用效率、減少廢棄物排放的重要措施,成為企業(yè)健康發(fā)展的驅(qū)動力。

(3)綜合考慮,脫硫石膏深加工生產(chǎn)線要與電廠煙氣脫硫系統(tǒng)有機結(jié)合,無縫銜接;同時脫硫石膏深加工生產(chǎn)不能產(chǎn)生新的污染源,盡可能利用電廠的余熱為熱源。

（三）脫硫石膏的直接利用

(1)經(jīng)過干燥后可用作水泥緩凝劑;

(2)經(jīng)過配制后可用作鹽堿地的改良。

煅燒系統(tǒng)：

經(jīng)過長期實踐，并結(jié)合國內(nèi)外先進(jìn)工藝進(jìn)行了優(yōu)化改造，該改造工藝對主煅燒流程采用典型的分室石膏煅燒工藝，用分室石膏煅燒爐替代回轉(zhuǎn)窯，在節(jié)約占地面積的同時，也降低了能耗。

概述如下：

分室石膏煅燒爐是一種應(yīng)用流態(tài)化技術(shù)煅燒高含水率化學(xué)石膏的高效節(jié)能設(shè)備。FD—分室石膏煅燒爐以過熱蒸汽作熱源進(jìn)入煅燒爐后，通過熱交換，把熱量傳遞給石膏，使二水石膏脫去部分結(jié)晶水變成半水石膏。

分室石膏煅燒爐為分室石膏煅燒裝置，底部有活化風(fēng)換熱器和多孔板，在床層內(nèi)裝有大量加熱管，管內(nèi)加熱介質(zhì)為飽和蒸汽，熱量通過管壁傳遞給管外處于流態(tài)化的石膏粉，使石膏粉脫水分解。在煅燒器上部，裝有內(nèi)置式高效旋風(fēng)子，汽體離開流化床時夾帶的粉塵大部分被這些裝置捕收并重新返回至爐內(nèi)，熱濕氣體則通過管道與預(yù)干燥工段的旋風(fēng)分離器濕氣匯合進(jìn)入二次布袋收塵器。

脫硫石膏煅燒工藝

低溫慢速煅燒是指物料在煅燒設(shè)備中停留時間較長，進(jìn)出料時間至少為幾十分鐘，石膏顆粒的表面溫度均處于較低狀態(tài)，石膏顆料內(nèi)外溫度較為接近，如炒鍋、…

脫硫石膏的主要成分是CaSO₄·2H₂O，雜質(zhì)成分包括SiO₂、A1₂O₃、Fe₂O₃、MgO、CaO等，其中CaSO₄·2H₂O含量一般達(dá)到85％以上，游離水含量10％~15％。脫硫石膏一般呈中性，是一種粉狀材料，濕粉狀脫硫石膏的密度為1.06~1.20g/cm³，其顆粒直徑集中在30-60μm，其品質(zhì)取決于石灰石的來源和煙氣脫硫過程的生產(chǎn)控制。由于脫硫石膏呈濕粉狀，易結(jié)團(tuán)，因此在煅燒前不需要像天然石膏一樣進(jìn)行破碎，但需要對成團(tuán)的石膏粉進(jìn)行烘干、打散、分散，從而使石膏顆粒充分與加熱介質(zhì)均勻接觸，保證傳熱過程均衡連續(xù)；其次，脫硫石膏的顆粒粒度分布窄，在煅燒后需要增加粉磨措施，以保證良好的顆粒級配；最后，脫硫石膏中含有少量的SiO₂等高硬度雜質(zhì)對煅燒設(shè)備具有較強的磨損性，需對直接接觸及運動部件進(jìn)行耐磨處理。

脫硫石膏煅燒工藝

（1）低溫慢速煅燒

低溫慢速煅燒是指物料在煅燒設(shè)備中停留時間較長，進(jìn)出料時間至少為幾十分鐘，石膏顆粒的表面溫度均處于較低狀態(tài)，石膏顆料內(nèi)外溫度較為接近，如炒鍋、間接式回轉(zhuǎn)窯、間接式沸騰爐等均為低溫慢速煅燒設(shè)備。這些煅燒設(shè)備是通過內(nèi)置加熱管使脫硫石膏間接受熱，熱源一般采用蒸汽、導(dǎo)熱油或熱煙氣。因其是間接加熱，物料與熱源間的傳熱速度較慢，石膏慢慢加熱升溫后，緩慢脫水而成半水石膏。

低溫慢速煅燒最突出的優(yōu)點是產(chǎn)品質(zhì)量均勻穩(wěn)定，由于低溫煅燒，其煅燒產(chǎn)品中絕大部分為半水石膏（約88％），極少量的AⅢ型無水石膏（約2％）和二水石膏（小于l％），結(jié)晶水含量為5.5％~6.0％，所以低溫慢速煅燒生成的建筑石膏粉質(zhì)量穩(wěn)定，相組成穩(wěn)定，凝結(jié)速度慢，標(biāo)準(zhǔn)稠度需水量小。

（2）高溫快速煅燒

高溫快速煅燒時熱源溫度多大于600℃，物料在煅燒裝置內(nèi)停留僅幾十秒鐘，石膏顆粒的表面溫度較高，顆料內(nèi)部溫度根據(jù)成團(tuán)顆料大小的不同而不同，如氣流煅燒、直接式回轉(zhuǎn)窯煅燒等均采用高溫快速煅燒工藝。高溫快速煅燒設(shè)備是脫硫石膏與高溫?zé)煔庵苯咏佑|進(jìn)行換熱，快速脫水煅燒。由于細(xì)石膏粉升溫較快，極易生成無水石膏AⅢ和無水石膏AⅡ；中等細(xì)度的石膏粉主要生成半水石膏HH；而成團(tuán)的粗石膏粉則出現(xiàn)表面煅燒完成，內(nèi)部未達(dá)到煅燒溫度仍保持二水相。其相組分一般為半水石膏HH約70％、無水石膏AⅢ約10％，二水石膏約3％，表現(xiàn)出無水石膏AⅢ的比例較大，甚至?xí)a(chǎn)生一定量的無水石膏AⅡ，降低了石膏的活性成份。所以快速煅燒工藝控制難度較大，建筑石膏質(zhì)量波動較大，產(chǎn)品相組成不穩(wěn)定，凝結(jié)速度過快，標(biāo)準(zhǔn)需水量偏高，但生產(chǎn)效率較高。由于AⅢ型無水石膏是不穩(wěn)定相，在空氣中很容易吸潮而成半水相，因此系統(tǒng)中需設(shè)陳化冷卻裝置。高溫快速煅燒最突出的優(yōu)點是設(shè)備投資低、生產(chǎn)效率高。

（3）復(fù)合煅燒

復(fù)合煅燒是近年來脫硫石膏煅燒工藝發(fā)展的一種新工藝，特別是在紙面石膏板行業(yè)中應(yīng)用較多。復(fù)合煅燒主要是模擬慢速煅燒，將石膏煅燒的流程和時間適當(dāng)加長，避免集中受熱，即籽‘一步煅燒”的方式改為“兩步煅燒”的方式。脫硫石膏在2個不同的煅燒設(shè)備中依次加熱，先脫去全部游離水和部分結(jié)晶水，再脫去剩余部分結(jié)晶水以生成合格的建筑石膏，這樣可以降低物料溫度和實現(xiàn)能源的梯級利用，以達(dá)到和低溫煅燒一樣的效果。目前通常的做法是氣流快速烘干煅燒與間接加熱式沸騰爐復(fù)合或氣流快速烘干與炒鍋煅燒復(fù)合等。

脫硫石膏煅燒工藝和設(shè)備選擇的原則

應(yīng)根據(jù)建筑石膏終端用品的種類來確定合適的工藝和設(shè)備，若用于生產(chǎn)紙面石膏板、石膏砌塊等石膏建材制品，可選用快速或復(fù)合煅燒設(shè)備?？焖俜ㄉa(chǎn)的建筑石膏凝結(jié)硬化快，可提高生產(chǎn)效率，適合于流水線生產(chǎn)；若用于生產(chǎn)抹灰石膏、粘結(jié)石膏等石膏膠凝材料，宜選用慢速或復(fù)合煅燒設(shè)備，慢速法的建筑石膏凝結(jié)硬化較慢，性能穩(wěn)定。

另外，應(yīng)根據(jù)熱源來確定合適的煅燒工藝和煅燒設(shè)備，不同設(shè)備對熱源有不同要求。由于在高溫狀態(tài)下快速煅燒，建筑石膏產(chǎn)品中不可避免的會產(chǎn)生AⅢ型和AⅡ無水石膏，導(dǎo)致建筑石膏制品性能的不穩(wěn)定，因此有蒸汽或?qū)嵊偷鹊蜏責(zé)嵩创嬖诘臈l件下，可優(yōu)先考慮。