浅谈我国工业副产石膏的发展概况及资源化循环利用

浅谈我国工业副产石膏的发展概况及资源化循环利用摘要：化学石膏为化学反应产生的石膏，其中工业副产石膏占比例较高，主要有脱硫石膏、磷石膏、盐石膏、发酵工业副产石膏、乳酸石膏以及钛石膏等等，每年产生副产石膏近2亿吨，如果不能很好处置和综合利用，不仅占用大量土地而且污染环境。加快工业副产石膏资源化循环利用是建设资源节约型和环境友好型社会的必然要求，完全符合产业转型升级、绿色循环发展的总体产业方向。关键词：工业副产石膏；资源化循环利用1我国工业副产石膏资源分布情况我国工业副产石膏产量巨大，产生的工业副产石膏，分布于全国各地。磷石膏随着我国磷复肥行业经过近二十年的发展，我国已经成为世界磷肥生产和消费大国，生产量和消费量均居世界首位。2015年，我国磷石膏的产生量在8000万吨左右，其利用量为2400多万吨，综合利用率仅为30%，剩余磷石膏都以堆存形式存在，其累计堆存量超过了3亿吨，已然成为自然资源和社会环境不能承受之重。磷石膏的堆放过程中会污染渣场的土壤表层，进而破坏植被及生态环境，并引起地表和地下水的污染。由于磷石膏带来的放射性，长期堆存对人体健康产生极大的危害。脱硫石膏我国作为世界上最大的煤炭生产国和消费国，根据我国的能源结构状况，今后相当长时期内以煤电为主的格局难以改变。目前，国内燃煤电厂二氧化硫污染防治的主体技术是“石灰石-石膏湿法”，脱硫石膏的产量将随着烟气脱硫装置的建设和投运而快速增长。脱硫石膏若得不到合理利用，将成为又一大污染物。这种转换了形态的污染源含有重金属、酸性氧化物、有机污染物等化学物质，分解的石膏粉末被风带入空气中形成悬浮微粒，经雨水冲刷流入农田、渗入土壤，污染地表水和地下水，会严重损害接触者的健康。脱硫石膏若得不到充分合理的利用，不仅要占用大量的土地堆放，对地下水资源造成污染，成为转换了形态的污染源再次污染环境，陷入治污又生污的恶性循环。钛石膏钛石膏是采用硫酸法生产钛白粉时，为治理酸性废水，加入石灰、电石渣等中和废水中的硫酸而生成的以二水硫酸钙为主要成分的工业废渣。随着我国钛产业的快速发展，钛白粉产量在也连续攀高，至2015年我国钛白粉产量232万吨平均每产一吨钛白粉要产出6吨钛石膏，据此估算，2016年我国钛白行业产生的钛石膏超过1392万吨。其他工业副产石膏柠檬酸石膏是利用硫酸酸解柠檬酸时产生的一种工业废渣，主要成分为二水硫酸钙。目前，我国柠檬酸年产能占世界的70%左右，年产量占世界的65%左右是全球最大的柠檬酸生产国。2015年，我国柠檬酸产量超过百万吨，柠檬酸石膏的产生量超过150万吨。柠檬酸石膏大部分处于堆放状态，柠檬酸石膏含有的自由水分高、含有一定量的残余酸和有机物，综合利用困难，此外，残余酸随着气温的上升，堆场会散发出酸腐气息，或产生扬尘，影响大气环境；堆场渗沥出的废水，对地下水造成污染。氟石膏用硫酸酸解萤石制取氟化氢所得的以无水硫酸钙为主的废渣，我国年产生量达50多万吨。新排出的氟石膏常伴有未反应的萤石和硫酸，其中氟及硫酸的含量较高，都超过危险废物鉴别标准所规定的限值，属腐蚀性强的有害固体废弃物，对植物、动物和人都具有极大的副作用。另外我国芒硝石膏、铬石膏、盐石膏、再生石膏等工业副产石膏的年产生量约200万吨，资源综合利用比例都很低。2.我国工业副产石膏资源化循环利用情况2.1磷石膏循环利用情况制硫酸联产水泥：磷石膏制硫酸联产水泥是国家鼓励的循环经济工程，可实现硫酸—磷酸（磷复肥）—磷石膏—硫酸（水泥）的硫资源循环，有效解决磷石膏的污染问题。生产建筑石膏粉：建筑石膏粉主要有a—建筑石膏和B—建筑石膏两种，国内磷石膏加工成建材用品的技术已经成熟，产品质量能够满足市场要求。生产墙体材料：磷石膏砌块可分为高强度砌块和低强度砌块。用作水泥缓凝剂：磷石膏中磷、氟、有机质等杂质会影响水泥的物理性能，其中磷、氟的影响最大，可使水泥的初凝时间后延，强度下降，故在使用磷石膏作为水泥缓凝剂前应对其进行适当改性。农业领域：改良盐碱土壤、作为硫、钙、硅肥。脱硫石膏的应用用于水泥生产：水泥生产中加入一定量石膏，不仅能对水泥起缓凝作用，同时还可以提高水泥强度，这将为脱硫石膏的利用提供潜在的广阔市场。纸面石膏板：纸面石膏板作为中国新型建材行业的龙头产品，多年来，在品牌、质量、技术、规模等方面一直引领着中国石膏板工业蓬勃发展。石膏砌块：我国虽在外墙建设中大力推荐以石膏砌块代替实心粘土砖，每年约可利用脱硫石膏2万吨（湿基），市场未推开。用于制造腻子和粉刷石膏：在脱硫建筑石膏的基础上，进一步开发粉体石膏建材，为脱硫石膏的综合利用提供更广阔的途径。江苏一夫科技股份有限公司自行研制了粉刷石膏商品砂浆（已获国家发明专利，专利号：ZL02138588.2）系列产品，每年消化利用大量的石膏原料。在农业上的应用：脱硫石膏用作土壤改良剂，改良酸性、碱性土壤。在这方面国内近年来也有不少的研究，但大多数都还处于实验室研究阶段，田间的规模应用还比较少。用作路基回填材料：公路建设对路基回填材料的需求量很大，利用脱硫石膏作为回填材料，既可为城市筑路提供材料来源，又可解决脱硫石膏的利用问题。盐石膏、芒硝石膏、乳酸菌石膏盐石膏、芒硝石膏、乳酸菌石膏，过去一向作为废渣处理，随着我国建材制品和水泥工业的迅速发展，盐石膏、芒硝石膏、乳酸菌石膏经过预处理后的二水石膏具有与天然石膏一样的化学组成和品位，具有能取代天然石膏的基础。如江苏一夫科技股份有限公司研发并应用的生产线有：a、江苏连云港金色阳光生产的白度达到92的工业副产高强石膏价格已升至2000元/吨，他们是利用盐石膏为原料；b、河南金丹环保新材料有限公司生产的白度达91的工业副产石膏B粉价格达到500元/吨，他们是利用乳酸石膏为原料；c、唐山三友化工股份有限公司生产的工业副产高强石膏、B石膏生产线正在建设中，他们利用的是芒硝石膏为原料；其它工业副产石膏如氟石膏、钛石膏、柠檬酸石膏，目前全世界对这些副产石膏的资源化应用还处于研究阶段，尚未较好解决此类副产石膏的处理和综合利用问题，几乎全是以堆放方式存在。3结语十九大报告中提出到本世纪中叶全面完成我国生态文明建设的目标，部署了推进绿色发展、治理突出环境问题、加大生态系统保护和改革生态环境监管体制四大任务。工业副产石膏综合利用，是落实科学发展观，深化供给侧结构性改革转变经济增长方式，构建资源节约型和环境友好型体系的重要措施，也是解决工业副产石膏长期堆存造成的环境污染和安全隐患的治本之策。石膏材料具良好的透气性、杀菌性、保温性、抗空鼓开裂性、轻质性、防火性、低辐射性等优点，是全球公认的绿色建筑和装饰材料。因此我们应该鼓励工业副产石膏的资源化循环利用项目，这样可以治理污染、节省国家土地，同时可以给企业带来明显的社会效益和经济效益。参考文献：