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中國工業副產石膏現狀及應用對策
段慶奎
寧夏建筑材料研究院
1.前言
工業副產石膏是指在工業化生產過程中排出的副產品石膏，包括各個行業所排出的如：脫硫石膏、磷石膏、檸檬酸石膏、鹽石膏、氟石膏、銅石膏等。
所有工業行業排出的各種工業廢渣，今后應統稱為“工業副產石膏”，這種稱謂是比較科學的，一是大部分工業副產石膏都能利用，不再是廢渣，二是它的確是各工業行業主產品以外的副產品，副產品也是產品，有利用價值。隨著科學技術的發展，社會文明的進步，在以前被認為不能利用的“廢渣”現都成為對社會有用的材料，我們的觀念也與時俱進，不再稱謂“化學石膏”“廢渣石膏”等名稱。
我國是一個以大量消耗能源、自然資源發展經濟的國家，雖然我國經濟高速增長，但環境污染也越來越嚴重，人居環境也越來越惡劣，已經阻礙了我國經濟的可持續發展。中央提出了“循環經濟、可持續發展”的戰略方針。影響環境的固體廢棄物，其中包括各種工業副產石膏，對環境的影響以及可治理辦法，是我們要密切注意和研究的重要課題，本文就我國目前工業副產石膏的現狀及應用對策，提出個人的一些看法，供大家參考。
2.工業副產石膏的現狀
2.1脫硫石膏
脫硫石膏是指燃燒鍋爐(主要是火電廠和大型化工企業)燃燒時排出的SO2，經干法或濕法脫硫裝置，將S02與碳酸鈣化合，生產以二水硫酸鈣為主體的二水石膏，其化學成分與天然石膏基本一致，但在外觀及狀態上有較大區別。
據國家環保局統計，我國2000年新燃燒S02排放量已達660多萬噸，2005年已達到2549萬噸，五年間已翻了4倍，我國是一個以燒煤為主要能源的國家，S02排放量居全世界**是不足為奇的。根據計算，每一噸S02可生成二水石膏2.7噸，僅以2005年S02總量2549萬噸計，如全部回收，可生成脫硫石膏6882萬噸。將超過我國2004年天然石膏開采總量的4500多萬噸的1. 53倍，數量是巨大的。
根據國家環保總局等部委文件(26 (2002)、102號(2003)、159號(2003》規定，新建電廠必須配備脫硫裝置，老電廠必須技改完成脫硫配套裝置，這是硬性規定，否則將實行一票否決不允許上馬。
目前，全國新老電廠都動起來，配套脫硫裝置據電力協會統計，全國共有大小電廠250余座，總裝機容量已達10億千瓦，燒煤約億噸，火電廠在2010年前全部安裝脫硫裝置，每
年可排出脫硫石膏5000余萬噸，也超過2005年全國天然石膏可采量。
目前，全國脫硫石膏約60余萬噸，預計從2007年起每年將增加150萬-200萬噸脫硫石膏。
2.2磷石膏
磷石膏是磷肥企業在生產磷胺化肥時排出的一個工業副產石膏，主要成分也是二水硫酸鈣，顏色黑或微黃，PH 2-4之間，化學成分比較復雜，含有殘留有機磷和無機磷、氟、有害成分及其它無機物。
每生產1噸磷胺要排出3-5噸磷石膏，一個中型磷肥企業一年要排出磷石膏10-20萬噸，大型企業每年要排出磷石膏80-300萬噸，我國有名的磷肥企業如：云南普天化工集團、龍蟒集團、荊門洋豐、宜昌化工等十幾個大型磷肥企業，每年磷石膏的排出量都在超過100萬噸以上，個別的達到500萬噸，產量十分驚人，磷石膏中有害成分氟化物滲入地下水中，對城市和農村飲用水造成了嚴重污染，國家環保總局已將磷石膏列入危險排放物，這將對磷肥企業造成更大的壓力，加大了處理的成本。除極少量應用外，絕大部分采取堆埋方式處理，愈積愈多，據中國磷肥工業協會2006年統計，全國磷肥企業已堆放1億噸磷石膏.每年新增磷石膏約在2000萬噸左右，現已超過全國經濟對天然石膏的需求量的60%。
2.3檸檬酸石膏
位于第三的是檸檬酸石膏，是在生產檸檬酸過程中由碳酸鈣中和硫酸而成，生產工藝不同，檸檬酸石膏顏色也不同，有白灰色、白色二種。全國約有檸檬酸廠家20余家，檸檬酸產量約50余萬噸左右，產石膏廢渣約100余萬噸左右。廢渣中含有殘留酸，影響到半水石膏的物理性能。
2.4其它工業副產石膏
除以上三種排渣量*大的工業副產石膏外，還有其它幾種排放量較少的工業副產石膏，也必須引起我們的注意，它們是：
氟石膏：生產氟化鹽后排出的廢渣，灰白，絕大部分為無水石膏，給開發利用帶來了困難，全國排放量約50余萬噸左右。
鹽石膏：在生產海鹽時排出的一種副產品，大部分為二水硫酸鈣，含有少量鹽及其它雜質，因二水硫酸鈣含量較低，故較難利用。全國目前每年約有50余萬噸左右產量，如加上以前堆積，總量也有上千萬噸。
以上五種工業副產石膏每年排放量接近3000萬噸左右，這一數量隨著我國工業化進程的發展，這一數字肯定還會向上增長。目前這一數字已經接近我國每年對天然石膏需求量的70%，就是全部利用也用不完，更何況每年還在大量增加，對建材行業壓力是巨大的。
3.工業副產石膏應用途徑和辦法
建材行業是“吃渣”量*大的行業，被有人譽為工業化的“清道夫”，是對固體廢棄物實現循環經濟的主力軍。在建工、建材行業主要產品有以下幾個方面：
水泥緩凝劑：代替天然石膏用于水泥緩凝劑，如果目前全國水泥產量10.2億噸計，消耗4000萬噸左右，但不可能全部使用工業副產石膏。
粉刷石膏：粉刷石膏包括各種膩子、粘結石膏在內，是消耗工業副產石膏的主導產品，使用面積大、用量多，按全國竣工面積2.4億M2計算，折成墻面為6億M2，每平米使用6Kg，每年將消耗工業副產石膏200萬噸左右。
各種石膏制品;包括石膏砌塊、條板、石膏磚等。石膏墻體材料是利用工業副產石膏的重要組成部分，今后我國將實行更加嚴格的“禁粘”政策，國家政策大務支持發展“非粘”制品，粘土制品逐步退出市場，高層建筑越來越多，給各種石膏墻體材料帶來非常大的機遇和空間。
紙面石膏板：紙面石膏板現在主要用于裝飾裝修工程。我國目前紙面石膏板僅有10億平米，年消耗天然石膏70萬噸左右，可以全部用工業副產石膏替代(現已有部分企業使用脫硫石膏)。目前我國紙面石膏板人均占有量只有0.77M2，距發達國家美國人均10.2M2，還相差很遠。如果過若干年后達到美國水平，那么紙面石膏板行業消耗工業副產石膏可達到250萬噸左右。
自流平石膏：自流平石膏目前在我國尚未得到大規模應用，但自流平石膏是一種非常具有發展前途的新型建筑材料，如果完全使用工業副產石膏、采用新技術，將生產成本降到250-350元/噸，自流平石膏可大規模在建筑工程中使用，年使用量可達到300多萬噸規模。
陶模粉：利用脫硫石膏，采用新技術生產陶筑用模具粉完全是可能的，有關科研單位已在做這方面的研究開發，如果這一目標實現，將可替代40%的天然石膏，用量也將達到60余萬噸左右。
4、技術研究支撐
4.1加大研發投入力度
工業副產石膏的循環，必須要一定程度的技術研發作為支撐，才能更好，更快實行循環。
工業副產石膏本身有許多特性與天然石膏大不一樣，例如：工業副產石膏高細度、高含水分，成分波動大，含有有害物質等，特別需要去研究和處理。要研究就要有投入，加大研發投資力度是非常重要的，可以通過政府各相關部門(科技部門、環保部門等)爭取資金支持，也可自籌和與排渣企業(如電廠、磷化工企業)合作，爭取企業的支持，加大投入力度，使工業副產石膏的研究開發得到充分的資金支持。
4.2重點研究產業化技術
工業副產石膏的另一特點是量大，每產1噸磷胺，要排出濕渣2.7噸左右，*小年產6萬噸磷胺的企業，年排渣都在16-18萬噸左右，國內諸多大型磷胺企業每年排渣都超過50萬噸，相當一部分在100萬噸-300萬噸左右，個別的甚至接近千萬噸。脫硫石膏每個電廠也都在6 -15萬噸左右。對如此巨大的排渣量，小規模的處理技術顯然不適合工業副產石膏。目前我國天然石膏為原料的石膏粉生產企業規模一般都在3-6萬噸，個別在10萬噸。對于工業副產石膏來講，生產規模應當偏大，初步設定在6-20萬噸左右。在這種規模范圍內，要研究各種新工藝，新技術，重點研發適合工業副產石膏特性的煅燒脫水設備、粉磨設備、環保設備、自控智能設備等。形成幾個不同規模的成熟生產工藝線，這樣才能適合發展和要求，規模小了，質量、環保、成本都不易控制。例如：寧夏石膏研究院研發的“閃燒法”專利工藝技術，已成功在寧夏磷肥廠成功應用，建成一條年產10萬噸規模的磷石膏粉生產線，產品質量完全并超過國家標準，原料100%使用磷石膏，不用水洗，不用中和，不產生二次污染。
4.3大力拓展工業副產石膏應用領域
工業副產石膏產量太大，如果僅限于目前我國對石膏材料的需求量，這又不能夠消耗掉這么多的工業副產石膏，擴大工業副產石膏的應用領域和范圍是至關重要的一環，在可能用到的地方盡可能的用上，盡可能多的替代天然石膏，并不斷研發工業副產石膏的新產品，重點用于粉刷石膏、自流平石膏、水泥緩凝劑，替代天然石膏生產各種墻體材料，選用優質脫硫石膏用于陶模。在農業上用于改良農田、筑路材料、煤礦防瓦斯材料，石膏微纖維材料等。不可能全部用完，也要做到*大簡量化。盡量減少工業副產石膏對環境造成的污染和破壞。我國目前雖有一些新產品，例如：粉刷石膏、石膏墻體材料、自流平石膏，但目前用量不大，推廣應用石膏新型建材，擴大用量也將是一項很重要的任務。
*有發展前途及用量巨大的領域有：
( 1)地墻材料：大力發展自流平石膏，根據國外經驗，每一平米可消耗4kg自流平石膏，我國每年竣工建筑面積23億M2(2005年全國經濟普查數據)，如果全部使用可消耗工業副產石膏160萬噸，減少水泥用量200萬噸。
采用工業副產石膏作為原料，可大大降低自流平石膏的生產成本，對推廣應用大有好處，自流平石膏在我國還未大量使用，如果很好的解決了高流動度、低膨脹率、較好的強度，自流平石膏市場需求是巨大的。
在國家“禁實”政策的限制下，大力推進各種墻體材料的應用的程度，充分利用工業副產石膏成本低，質量好的優勢，與其他墻材競爭，以占領更大的市場份額，*大限度的使用工業副產石膏。
(2)粉刷石膏：采用工業副產石膏的基料，使其售價降低到250元/噸以下，就具有與水泥基作為粉刷材料昀競爭優勢。粉刷石膏市場用量也是巨大的，目前我國粉刷石膏因生產成本較高，使用僅限于北京地區，其它地區只有少量應用。解決好粉刷石膏收縮裂縫，掌握好凝固硬化時間，采用混合相雙組分結構，降低外加劑用量及成本，大規模應用在內墻粉刷上是完全可能的。
結束語
工業副產石膏是我國在向工業化強國前進中必然遇到的一個不可回避的問題，也是一個必須要解決的問題，如果不解決好這些問題，中國經濟不可能正常可持發展，在，中央提出的循環經濟“節約資源、能源和可持續發展”方針指引下，按照“減量化、資源化、再利用”的原則，我相信，依靠建材行業廣大科技人員聰明才智，肯定能夠*大可能解決好這些問題，為中國經濟騰飛和可持續發展做出應有貢獻。
