石灰石湿法脱硫副产物综合利用途径

综合利用
中国资源综合利用 !!""# $ "%!
石灰!石"湿法脱硫副产物综合利用途径
陈云嫩
江西 ! 南方冶金学院 环境与建筑工程学院， 赣州
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摘要： 分析了石灰石湿法脱硫副产物的主要成分， 探讨了其副产物的综合利用途径， 并为废物资源 化提供了广泛的空间。 关键词： 湿法脱硫； 资源； 综合利用； 副产物
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含量均不高于 ’(( //0%，可以代替天然石膏作建 粉刷石膏、建筑石膏、 !* 半水石膏、石膏空心砌 块、石膏粉煤灰空心砌块等产品的技术经济指标 均达到或超过天然石膏产品。 用脱硫石膏生产的建筑石膏强度比国家标准 规定的优等品的强度值高 1(23142 ， 是目前国内 建筑石膏强度最高的品种；其生产电耗比天然石 膏 低 1(235(2 ， 生 产 成 本 为 天 然 石 膏 成 本 的 因此， 脱硫石膏具有大量应用的坚实 6(237(2 ， 基础。 根据我国政府制定的方针，粘土砖的使用受 石膏砌块作隔墙材料的需求今后将会大量增加。 经试验， 石膏材料在低层建筑中可直接代替水泥； 它还特别适用于制作卫生盒子间、 通风道砌块； 用 纸面石膏板和纤维石膏可制作内隔墙和顶棚； 用 加气石膏作地面垫层具有保温性能。但有人担心 石膏制品的放射性对人体的影响，据英国核技术 出版社出版的某科技报告指出：石膏及石膏制品
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结语 脱硫副产物的处理方法有回收法和抛弃法两
种。抛弃法仅仅是将 30! 对大气的污染转变为固 体废弃物继续对环境污染。回收法是将脱硫副产 物加工利用，但由于脱硫副产物的回收系统工艺 复杂， 投资高， 以及副产物的价格因素等使回收工 作无利可图。 到目前为止， 已开发的所有回收法的 总成本都比抛弃法高。但由于矿山井下充填对杂 质要求不高，用脱硫石膏作胶结剂既可降低充填 成本， 减少尾砂堆放量， 又可减轻尾砂和脱硫石膏 对环境造成的危害， 加上其用量大， 所以目前我国 对脱硫副产物的处理主要考虑作水泥缓凝剂和研 制开发石膏夹心砌块、石膏板等各种石膏建筑制 品， 用于矿山井下充填将有很大的前景。 参 考 文 献
导地位，因此将引出一个难以解决的附带问题， K
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灰石—亚硫酸钙法。其中石灰石—亚硫酸钙法是 用石灰乳吸收烟气中的 !"#，产物是半水亚硫酸 钙。半水亚硫酸钙配以合成树脂可生产一种称为 钙塑的新型复合材料，这类材料兼有木材和纸的 性能， 具有耐热、 耐水、 耐寒、 防震、 隔音等特性， 广 泛用作室内装修、 家具制作、 包装纸的材料， 并可 用作建筑材料， 如建筑施工的模板等。 石灰—石膏法是采用石灰 $ 石 % 的浆液吸收烟 气中的 !"#， 首先生成半水亚硫酸钙， 然后将半水 亚硫酸钙氧化生成二水石膏。
筑材料。据某研究所报道， 以脱硫石膏作缓凝剂、 强度却比水泥大。这是由于用含有 )," 的物料制
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副产物用于水泥辅料 根据在日本的使用情况来看，脱硫石膏用于
水泥辅料在纯度、 粒度、 微量成分等性能上完全没 有问题。 只是因为含水率比天然石膏大， 故需要将 石膏投料口处的设备作一些调整。脱硫石膏是电 厂废弃物， 价格便宜， 经适当处理、 成粒后可用作 水泥缓凝剂，与天然石膏相比，脱硫石膏的掺量 低 ， 水 泥 强 度 比 天 然 石 膏 作 缓 凝 剂 时 高 ’(23 目 前 我 国 水 泥 年 产 量 已 达 1 亿 多 9， 以掺入 每年需使用 42 的 二 水 石 膏 作 为 缓 凝 剂 计 算 ， 脱硫石 # ((( 多万 9 的天然石膏。试验结果表明， 膏能够正常调节复合水泥的凝结时间，在水泥行 业中代替天然石膏完全具有可行性。脱硫石膏的 适宜掺量随水泥中碱和铝酸三钙的含量而异， 一 般按 !"# 含量计算，占水泥熟料重量的 82 左右。
长期以来， 我国已形成以燃煤为主的能源结 构。我国煤的含硫量普遍较高， 每年因燃煤排放 的 ’JK 超过 % K&& 万 * 。 影 ’JK 是大气中分布很广、 响较大的污染物质之一， 它不仅对人及其它动植 物造成危害， 如： 刺激人和动物的呼吸器官和眼 睛粘膜； 与大气中的飘尘结合， 进入人和其它动 物肺部；在高空中与水蒸汽结合成酸性降雨， 造 成土壤水体环境的酸化， 对人和其它动植物造成 危害等； 而且在成为酸雨降落之前， 它可扩散数 千里， 常常越过国境， 成为跨国环境问题。人为排 放的 ’JK 主要来源于含硫的矿物燃料或含硫金属 矿的冶炼排放废气，所以烟气脱硫是十分必要 的。 石灰石湿法脱硫在国外应用最多， 而其中占 绝对统治地位的石灰 L 石灰石—石膏法是目前世 界上技术最成熟、 实用业绩最多、 运行状况最稳 定的脱硫工艺， 其 脱 硫 效 率 在 M&N 以 上 ， 已有近 这种技术在中国也将长期占主 #& 年的运行经验。 即 工 艺 副 产 物 —烟 —— 气 脱 硫 石 膏 的 处 置 。 据 统
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到严格限制。 而作为粘土砖的代用品—— —石膏板、 ’42， 生产成本降低， 应用前景广阔。
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当超过此掺量时，它又可以成为水泥混凝土的早 强剂。处理后的脱硫石膏可在水化初期与水泥速 凝剂中的反应生成物作用，从而导致水泥浆迅速 凝结， 释放大量水化热。 在限制和非限制的浇筑混 凝土工程中，经处理的脱硫石膏还可与矾土水泥 混合成膨胀剂，在水泥凝结硬化过程中使混凝土 产生可控膨胀以减少收缩。
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副产物用于道路回填材料 随着城乡环境建设的发展，大规模公路建设
对路基回填材料的需求和质量要求也愈来愈高， 减少高磷土壤中磷的径流量。 充分利用脱硫石膏作为修筑道路的回填材料， 既 可为城市筑路提供材料来源，又解决了工厂废渣 的处置， 其经济、 社会、 环境效益将十分明显。 在煤灰、 石灰中加入石膏后， 用蒸气使其硬化 成为丸状的硬化体， 可作为道路回填材料使用。 煤 灰、 石灰与石膏的混合比为$%&’()、 经试验 $*"’&()。 表明，合理的配比可使其 !+ 天的强度达到 %!(, 水泥的标准，其它如膨胀率等应用性质均符合有 关要求。
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有微量的放射性， 但这低剂量对人体无害。
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副产物用于矿山井下充填 各种金属及非金属矿床在开发过程中，会形
成大量的开采空间。 在相邻的矿体尚未回采之前， 必须对采空区实行充填， 以防止或控制岩层移动， 保证开采围岩的稳固性。传统的水砂胶结充填都 以水泥作胶结剂， 随着水泥费用的不断提高， 人们 开始寻求水泥的代用品。 尾砂粒度细而均匀，用作矿山地下采空区的 充填料具有输送方便、无需加工、易于胶结等优 点。脱硫石膏粉煤灰胶结料同时大量利用脱硫石 膏和粉煤灰， 已在技术上得到实际可行性证明， 这 是一个既节能又同时利用两种电厂废渣生产建筑 制品的工艺途径。 经测试， 这种胶结料的硬化体表 面密度大于建筑石膏硬化体的表面密度，而低于 水泥硬化体表面密度， 具有一定的绝热性。 该胶结 料的耐水性较好， 具有较高的饱水强度， 可用于湿 度较高的潮湿环境，从而拓宽了石膏胶结材的应 用范围。经试验证实， 以尾砂作骨料， 以脱硫石膏 作胶结剂的混合物试块， 在粉煤灰、 石灰等矿物外 加剂的共同作用下，其早期强度虽然不如以水泥 作胶结剂制备的混合物试块强度高， 但 45 天抗压 备的混合物试块其强度增长速度比较缓慢，而这 正满足充填料的要求。
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副产物用于制碳酸钙和硫铵 脱硫石膏制碳酸钙和硫铵，是利用碳酸钙在
氨溶液中的溶解度比硫酸钙小得多，硫酸钙很容 易转化为碳酸钙沉淀，溶液转化为硫铵溶液的原 理：
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碳酸钙是制造水泥的原料，硫酸铵是肥效较 好的化肥， 特别适合在我国北方碱性土壤中使用。 经过转化，既可以将价值较低的碳酸铵转化为价 值较高的、 用途更广的产品， 又可以利用转化脱硫 石膏。
收稿日期： K&&#B&RBK$ 作者简介： 陈云嫩（ ， 女， 讲师， 硕士， 主要从事大气污染治理与废物资源化研究。 %MS&B）
计， 我国此项副产物的年均产量约为 KO& 万 * 。数 量如此庞大的副产物的处置， 若采用抛弃法， 不仅 浪费了可利用的硫资源，而且也不能彻底解决环 境污染问题，只是将污染物从大气中转移到固体 废物中， 从而引起二次污染， 还占用大量土地。因 此， 寻求此副产物综合利用的途径， 实现废物资源 化已迫在眉睫。