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摘 要：分析了脱硫石膏的主要成分、应用机理和分类,并研究了替代天然石膏的可行性、对水泥缓凝性能的影响、优点及注意事项.将脱硫石膏用作水泥缓凝剂,可以提高水泥生产企业的经济效益.
关键词：脱硫石膏;水泥;应用;实践
目前,中国的SO2污染主要来源于燃煤烟气中的SO2,而通过烟气脱硫,可以减少SO2的排放量.而现今应用最广泛的脱硫工艺会产生副产物—脱硫石膏,而且数量非常庞大,因此,应对其进行综合利用.有关试验研究显示,将脱硫石膏用于生产水泥,既能节约资源,又可以减少生产成本,从而实现节能减排.
1 概述脱硫石膏
1.1 化学组成
脱硫石膏（CaSO4·2H2O）中,一般含90%以上的CaSO4+CaSO4·2H2O,高于天然石膏的 70%至80%.如表1所示为几种厂家脱硫石膏的化学成分,如果用作缓凝剂,均能满足要求.
1.2 应用机理
在水泥生产中,脱硫石膏的应用机理如下：脱硫石膏是一种工业副产品,由火电厂进行烟气脱硫时,CaCO3与SO2反应所生成,主要为二水硫酸钙,还含一些其他杂质.根据国家倡导的节能环保方针,以及综合利用工业废渣的政策,将脱硫石膏用作缓凝剂进行水泥的生产,既能减少成本,又能变废为宝.
1.3 应用分类
目前,根据煅烧与否,对脱硫石膏进行应用分类：①不煅烧,直接使用;②煅烧（脱水）脱硫石膏,制成熟石膏,再进行利用.第一种情况作为水泥缓凝剂或代替全部的天然石膏进行水泥生产等,第二种情况主要作为建筑石膏或用于石膏硬性胶凝材料的配制.
2 在水泥生产中脱硫石膏的应用
2.1 分析替代可行性
天然石膏（CaSO4·2H2O）的缓凝作用机理为,石膏能快速和Ca（OH） 2、C3A反应,生成水化硫铝酸钙C3A3·CaSO4·Ca（OH）2,它难溶于水,会在沉积C3A表面,进而形成包裹层,阻止C3A进一步发生水化,而降低铝酸盐的溶解度,致使不能分离出铝酸钙的水化产物.所以,决定凝结时间的将不再是C3A,而是C3S胶体溶液,其反应慢,而且随着其浓度的增加,会延缓水泥的凝结.
脱硫石膏主要包括CaSO4·2H2O以及一些少量的亚硫酸盐,其主要成分和天然石膏均为CaSO4·2H2O,而有关研究显示,少量的亚硫酸盐能稍微延缓水泥凝结,而不影响水泥的其它物化性能,通过对熟料配料方案的调整,提高C3A在水泥熟料中的含量,减少水泥凝结时间,进而控制亚硫酸盐的延长作用,能在确保水泥质量的基础上,将脱硫石膏应用到水泥的生产中.
掺入天然石膏或脱硫石膏3%至5%,水泥的各种物理性能均较为相似,而且都与国家标准相符.若掺入3%的脱硫石膏,相较于掺4%、5%的,水泥的凝结时间约延长了35分钟.若掺入4%、5%的天然石膏,相较于掺入等量的脱硫石膏,水泥的凝结时间约延长了30分钟.随着SO3含量的增大,掺脱硫石膏的水泥,其强度进行无规律的改变,而掺天然石膏的水泥,其强度却会略有增加.
在石膏中,CaSO3及可溶性盐,有利于水泥的强度增大以及混合材活性的激发;而CaSO3过量,而且和石膏一起时,水泥的凝结时间易被延长.将脱硫石膏用作缓凝剂生产的水泥,其强度和用天然石膏生产水泥的一样,而且有些品种水泥的强度还会有所提高.
2.2 用作水泥缓凝剂
（1）研究含不同SO3量时,硅酸盐水泥的性质.通过多次重复试验发现,掺入脱硫石膏后的水泥中,含2.5%至3.0%的SO3时,水泥具有较高的强度,与掺等量天然石膏的相比,凝结时间稍长,且比表面积稍大.
（2）混合掺入脱硫石膏及天然石膏时,水泥的性能.通过多次重复试验,将脱硫石膏与天然石膏分别按1∶1、2∶1及1∶2的比例掺入,进行水泥生产,结果显示,水泥性能均较相似,只是凝结时间不同,主要原因为厂家掺入脱硫石膏的量不同而导致的.
（3）掺入脱硫石膏生产水泥的性质.为了验证脱硫石膏对水泥性能的影响,按如表2所示的配比,开展试验.如表3所示为将脱硫石膏用作缓凝剂而生产的普通水泥的性能,可以看出,水泥性能与应用标准完全符合.
2.3脱硫石膏用于水泥生产的优点
2.3.1 易磨、比表面积大
掺入脱硫石膏后,粉磨时间相同时,生产的水泥具有较多的细颗粒,比表面积也较大.相关实践也显示,对于易磨性,脱硫石膏优于天然石膏.
2.3.2 免税
针对废渣资源的免税利用,国家发改委、财政部及税务总局最新政策规定,利用脱硫石膏生产水泥,能免税.
2.3.3 降低成本、增大市场竞争力
水泥企业利润率普遍较低,为了增强市场竞争力,只能降低成本.天然石膏和脱硫石膏的售价一般分别为150元/吨和100元/吨,在水泥中,以掺量为4%进行计算,每吨水泥能减少（150-100）×4%等于2元.目前,根据我省水泥行业的政策,每个企业最低按65万吨进行计算,每年大约能减少成本支出65万×2元等于130万元,对于水泥企业来说,这是一件变废为宝的大好事.
2.4 注意事项
在利用脱硫石膏生产水泥时,需要注意：①脱硫石膏和熟料的生产厂家不同时,使用前,均应先通过小磨试验,找出最佳掺量;②为了保证掺量稳定,使用前应增大检验频率;③脱硫石膏成球后,强度虽然增大了,但是却存在附着水,应进行加强控制,避免水分过大而导致下料不均,进而影响石膏掺量,不利于水泥的各项性能;④尽量使粉磨后的水泥均化.
3 结 语
总之,对比天然石膏和脱硫石膏发现,它们的物、化学性质及矿物组成均相似.将脱硫石膏用作水泥缓凝剂,水泥性能与应用标准完全符合,而脱硫石膏的成本比天然石膏的要低很多,利用脫硫石膏替换天然石膏,能减少生产成本;而且可以很好的利用固废的脱硫石膏,废物被资源化利用,实现了综合利用脱硫石膏的目的,具有良好的环境效益,能产生可观的社会及经济效益.
参考文献
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[2]徐午言.超细石膏粉体改性水泥基材料技术研究[D].西南科技大学,2016.
[3]毛树标.烟气脱硫石膏综合利用分析[D].浙江大学,2005.
总结：本文总结:上述文章是一篇关于磷石膏相关专业的经典范文,可作为石膏方面的大学硕士与本科毕业论文写作参考和磷石膏论文开题报告和职称论文论文写作参考文献.
石膏引用文献:
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