安徽省工业废渣化学石膏资源的调查及其综合利用

安徽省工业废渣化学石膏资源的调查及其综合利用

——生产石膏空心砌块安徽森科新材料有限公司张庚福薛世浩

一、概述

近年来，我国经济发展面临的资源约束和环境污染的矛盾日趋严重。虽然环境治理手段不断加强，但是大气、水及自然生态等的污染情况仍在继续加重。巨大的工业废渣化学石膏的排放，现已对我国环境造成了很大危害，这种危害随着它的排放量增加而日趋严重，废渣化学石膏已对城市水源、河流造成污染。国家环保相关法规和政策的处罚条款越来越严。例如:宁夏某厂的磷石膏堆场正好处于银川市水源上游，有机磷和无机磷渗人地下，对银川市水源造成危害，一遇大雨，磷石膏随河水冲进黄河，对水源造成污染;

又如四川某企业，每年排出近80万t磷石膏，早已堆积如山，占地数百亩。类似现象很多，不一一赘述。它已到了非处理不可的地步，如再不重视处理，将直接影响人、环境、社会的和谐，及国土保护的严重后果，影响也直接对企业的生存和发展带有不可估量的损失。

我国是一个经济快速发展的国家，对天然矿产资源的依赖性越来越大，虽然中国石膏矿储量丰富，但天然矿产资源并不是取之不尽用之不竭的东西，石膏也不例外，而是挖一点少一点。我国湖北应城石膏矿经过百年的采挖，资源基本枯竭，其他地方也有类似情况。由于过度开采天然资源，人才、科学发展产生负面影响将不利于我国经济的可持续发展。反而对经济发展和环境起到负面作用。

二、我国化学石膏资源现状

我国现状

我国化学石膏品种及产量

石膏 (二水硫酸钙CaSO4-2H20)是一种天然矿物，它也可以用化学方法合成。在工业化进程中生产磷胺，添加剂、柠檬酸、烟气脱硫和各种无机盐等产品，它们排出以工业固体废弃物是以二水酸钙为主要成分的化学石膏。目前绝大部分未被利用，占用大量土地堆放，成为污染环境的工业废渣。

目前我国的化学石膏，按产出行业和品种分类共有十余种。如:烟气脱硫石膏、磷石膏、柠檬酸石膏、盐石膏、味精石膏、铜石膏、氟石膏、钛石膏、添加剂石膏、铬石膏、硼石膏、芒硝石膏、酒

酸石膏、乳酸石膏等。相当于目前全国天然石膏开采量的40%，如此巨大的工业化学石膏，如果能很好地开发利用，变废为宝，对人类将是一笔可贵的资源，如果不能很好地利用，将对环境造成严重污染，并对电力、化工等工业的可持续发展带来严重的影响。

按科学发展观，保护环境，可持续发展是我国加速工业化进程的基本国策。我们就必须将大量的工废渣-化学石膏当做资源来加以利用和开发，至2009年底全国每年排放的工业储量磷石膏约5000万吨（利用率20%），火力发电厂产生的脱硫石膏约4000万t（利用率3%～5%），柠檬酸石膏约100万吨，钛石膏等约100万吨，氟石膏211万吨，加上其他工业附产石膏，累计全年产工业废渣化学石膏约1亿吨，加上十几年堆集的化学石膏约2亿吨。如果将其全部利用，就相当于我国增加了年产500万t石膏矿井20个，等于每年节约了1亿t天然石膏矿产资源，对于我国石膏工业的可持续发展，对于子孙后代都具有极其深远的意义。

三、安徽省废渣化学石膏现状：

1、电厂脱硫石膏（每生产1万kw电能产生脱硫石膏800吨）

(统计日期截止2009年) 2、磷石膏

3、其他工业化学石膏

综上所述，安徽省工业副产石膏现状，脱硫石膏190.4万吨/年，磷石膏400-600万吨/年，其它石膏62.3 6-81.96万吨/年，合计712.76-872.36万吨/年，现已堆放各种化学石膏量达1900万吨。

注：a、“十二五”即将投产的磷石膏年增加约300万吨；

b、“十二五”即将投产的氢氟酸石膏年增加约20万吨。

c、“十二五”即将投产的镍石膏每年增加量约300万吨。

至“十二五”末，全省年产工业副产石膏约1500万吨。

四、国外工业化学石膏应用情况

国外工业副产石膏的应用于建材行业已有100多年历史，最好的国家是日本，其次是美国和欧洲。由于日本是一个矿产资源极其贫乏的国家，无天然石膏资源，所以，日本工业废渣化学石膏(主要是脱硫石膏和磷石膏)已全部利用，基本上全部用于石膏砌块、各种石膏板、抹灰石膏等建筑制品还不能满足使用要求，它每年还要从泰国进口大量天然石膏。

欧美在工业废渣化学石膏利用方面做得也很好，脱硫石膏占到90%，几乎所有的脱硫石膏、磷石膏也全部或部分用于建筑制品。德国，他们电厂产生的脱硫石膏主要用于纸面石膏板，石膏砌块，粉刷石膏等行业，它已基本消除对环境的污染，转变成为可利用再生资源。

它除了脱硫石膏、磷石膏外，其它类型的工业废渣石膏很少，资源的综合利用的压力相对于中国较小。

五、我国工业废渣化学石膏利用的途径。

工业废渣化学石膏数量如此之大，其综合利用生产能力零打碎敲，不成规模，解决不了根本问题，纵观我国天然石膏应用领域及国外废渣化学石膏的广泛应用的经验，可以看出，综合利用于建材工业及新型墙材行业是最为广泛、其用量也最大，是一种解决工业废渣化学石膏的根本出路。

它们的主要用途有以下几个方面:

(1) 水泥工业缓凝剂；

(2) 用于生产普通β型建筑石膏粉，石膏砌块、板材、建筑石膏粉等石膏制品；

(3) α高强石膏；

(4) 直接用于农业，做土壤的改良剂;

(5) 直接用于筑路的路基材料;

(6) 用石膏做原料，生产硫酸和水泥。

六、安徽省工业废渣化学石膏应用概况：

安徽省工业废渣化学石膏的应用与全国相比，起步较晚，它们应用量非常少，绝大部分以挖坑占地的现状。

从我省的废渣化学石膏的使用情况看，主要用在水泥缓凝剂和建材方面。安徽省现有三条石膏煅烧生产线，生产建筑石膏粉：1、铜陵安徽六国化工属下绿阳建材建筑石膏粉生产线，产能10万吨/年；2、蚌埠丰原化工属下的柠檬酸β石膏煅烧生产线，产能4.5万吨/年；3、巢湖巨龙建材有限公司建筑石膏粉煅烧生产线，产能5万吨/年。上述三企业石膏粉年生产能力19.5万吨，但开工率在60—70%之间。

安徽省现有四家生产石膏空心砌块生产企业：1、安徽省光信新材料有限公司；2、安徽省筑诚环保节能新型建材有限公司；3、池州市新科建材有限公司；4、合肥金大新材料有限公司。它的总产量为8万m3/年。随着城市化发展和墙材革新的举措向前抓进和发展，一种符合循环经济，大量堆积的工业废渣化学石膏是一种很重要的胶凝材料，是低碳低能耗的可持续发展的源材料。

建筑石膏与水泥、石灰在生产中的能耗与CO2比较表

从上表的三在胶凝材料可以看出建筑石膏吨耗煤是水泥的54%，电耗是水泥的24%，CO2排量是水泥的13.9 6%。

如果安徽省年生产的工业副产石膏1000万吨（含年消耗历年积压的130万吨）用于石膏空心砌块和石膏粉等，可省煤46万吨，省电800万千瓦时，CO2排量减少794万吨。生产263万立方米石膏空心砌块，替代18亿块标砖。由此可见它的发展对我省墙材革新工业发展会作出较大贡献。

除此之外，石膏砌块它不仅是节能、环保、绿色建材。还有以下优良性能：

1、由于收缩系数极低，石膏砌块用于墙上不开裂、不起鼓、优于其他墙材。

2、硬化时，体积膨胀小。β半水石膏硬化膨胀率0.1~0.2%，其作自流平地石材墙成墙面抹灰材料性能优势。

3、轻质。它容重轻，其重量是同等厚度砖墙的1/5左右，有利抗震，减少主体结构和基础的造价，它对于高层建筑具有实在的经济意义。

4、良好的保温隔热性能。容重为900*8/m3其导热系数为0.16W/m.k，是符合建筑节能50%的新型墙材。

5、良好的耐火性能。石膏水化产物是含有二个结晶水的二水石膏，它遇火时逐渐脱去结晶水，同进还吸收大量的热，延迟周围环境温度的升高，因此它具有良好的防火阻燃性能。

6、良好的装饰功能。石膏制品尺寸稳定性好，四季气候变化时不会发生外观缩胀变开形，可成为无缝表面。

7、舒适的居住功能。它的制品有大量的微孔。因而具有独特的“呼吸”功能。即在温度高、湿度小时，逐渐释放微孔中的水分，当温度低、湿度大时，能吸收空气中水分，这样可在一定范围内调节室内湿度，使居住环境更为舒适。

鉴于省内外综合利用工业废渣化学石膏情况，结合我省省情，以科学发展观要走传统产品创新道路，循环经济可持续发展地研发石膏空心砌块新型墙材产品。安徽森科新材料有限公司，多年来，该公司聚集中国科学技术大学、安徽大学、安徽省建材科研所等院所的教授、高级工程师组成工业废渣化学石膏综合

利用的研发及转化生产力的队伍，他们可以承担不同生产规模、不同工业废渣化学石膏生产工艺和配合比研究和设计，生产石膏空心砌块，并可达到国家相关标准的要求。他们还结合国内外有关生产石膏空心砌块机械的优缺点，自主研发生产了一条不同生产能力的移动式自动石膏空心砌块机械，并已获得国家专利(专利号201020292075.9)，由此可知，该公司具备承担从原材料配合比试验，确定相关生产工艺参数，组织生产机械设备、调试直至生产合格产品，至投放建筑市场的系列服务的“交钥匙”工程。安徽森科新材料有限公司在池州市新科建材有限公司投产的第一条自动化生产线给石膏空心砌块的发展提供了新的平台，该生产线效率高，人均班产165m2（100mm厚），生产成本远远低于其他墙材制品。

从近期信息看，我省有关部门和有识之士，对该项目看好的人们越来越多，合肥、池州、宣城、巢湖、蚌埠等地已陆续拟上该生产线多条，合肥拟上煅烧设备。预期二到三年，石膏空心砌块在安徽新型墙材产品中将会一枝独秀，它既解决了废物的出路，又解决了新型墙材的原料资源。

经过几年的应用与发展，石膏空心砌块在合肥已有建成的工程案例近十处，面积约四万平方米，且反应效果良好。（安徽教育学院干训楼工程，26层2.6万平方米，已建成一年，不开裂、不起鼓，反应良好）在建工程约10万平方米，由于成墙后不开裂、不起鼓，与其他墙材比价廉物美、施工方便。产品大有供不应求趋势。

综上所述，我省工业废渣化学石膏资源的调查和综合利用生产石膏空心砌块的优越性是显而易见的，它的发展也越来越受到我省各级相关部门的关注。安徽森科新材料有限公司将努力为我省发展工业废渣化学石膏生产新型墙材而做出应有的贡献。