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工业付产石膏(磷石膏)的特性及使用问题
  
 


    工业付产石膏也叫工业副产石膏,是指工业生产中由化学反应生成的以硫酸钙(主要为无水和二水硫酸钙)为主要成分的副产品或废渣。例如:在磷素化学肥料和复合肥料、各类添加剂的生产过程中会产生磷石膏、大型燃煤设施采用石灰湿法脱硫产生的脱硫石膏、发酵法制柠檬酸的过程中产生柠檬酸石膏、用硫酸分解萤石制氟化氢过程中产生的氟石膏、还有其它各化工生产中产生的盐石膏等均称工业付产石膏。由于其产生途径的不同,其成分、颜色、物理性能、杂质含量、杂质种类等都因其产生的工艺和原理而有所不同,但作为工业副产品或者说人工合成的石膏,它都有着以下的一些共同特性:

1、工业付产石膏大多都具有较高的附着水,呈浆体状或湿渣排出,一般,其附着水的含量都在10——40%,个别的甚至更高。

2、工业付产石膏粒径较细,粒径一般均在5-300微米之间,生产石膏粉时,可节省破碎、粉磨费用,会产生大量的粉尘,增加除尘的费用。

3、工业付产石膏一般所含成分较为复杂,含有量少但对石膏水化硬化性能有较大影响的化学成分,PH值呈酸或碱性而非中性。给工业付产石膏的有效利用带来较大难度。

4、工业付产石膏产量都较大,在产生过程中,大多都高于其主产品的产量,如磷石膏近2000万吨/年,脱硫石膏也在大量增加。

5、工业付产石膏大多都不能采用常规天然石膏处理工艺生产,利用难度较大,对环境有一定的污染,利用量极少,大多采用圈地堆放的方式处理。

6、工业付产石膏中,有效成分二水石膏的含量一般均较高,可达75-95%,相当与二级以上石膏的有效成分含量。

磷石膏
磷石膏是磷肥工业的固体废弃物,而磷酸是磷肥工业的基础。湿法磷酸生产工艺都是通过硫酸分解磷矿粉生成萃取料浆,然后过滤洗涤制得磷酸。过滤洗涤的过程中同时产生磷石膏废弃物。一般每生产1吨磷酸约产生5-6吨磷石膏,每生产1吨磷酸二铵排放2.5—5吨磷石膏,我国湿法磷酸年产量约为100万吨,随着近年来高浓度复合肥工业的迅猛发展,每年由磷肥类化工企业排出的磷石膏近2000万吨。

    磷石膏一般呈粉状,因含有8-15%的附着水而呈浆体状,颗粒直径一般为5-150μm,其主要成分为CaSO4·2H2O,含量可为70—90%。其中所含的次要成分随矿石来源不同而异,成分较为复杂,一般都含有Ca、Mg类磷酸盐、碳酸盐及硅酸盐,此外,还含有少量的有机磷、硫、氟类化合物。磷石膏的外观一般呈灰白、灰、灰黄、浅黄、浅绿等多种颜色,相对密度为2.22—2.37,容重为0.733—0.880g/cm3。

    磷石膏中因含有种类较多的化学成分而增加了磷石膏的利用难度,一般不被作为石膏生产原料采用。仅有极少的一部分被作为土壤改良剂用于改良土壤或在一些石膏资源匮乏的地区经过以水洗为主要手段的初级处理后作为生产原料使用。这些较为简易的处理或利用方式所消化的磷石膏对于磷肥类化工企业累年沉积、堆积如山的磷石膏山无异于杯水车薪。且水洗处理方式产生大量的废水,即浪费了水资源,恶化了生态环境,同时水洗处理几乎无经济效益可言,无法从根本上解决问题。

    截止目前为止,磷肥类化工企业仍然无奈地采用“堆”这一方式来处理这个棘手问题,虽然方式简单易行,但对于成百上千万吨的磷石膏来讲,其堆存所需支出同样数量惊人,甚至会制约企业的生存。据悉,一个年产6万吨的磷胺厂,每年用于磷石膏堆放处理的费用高达200万元。大型磷酸生产企业,占用土地修建渣场和每年支出的排放、堆积和交纳的排污费用更是成比例增加。

   发达国家与我国工业付产石膏的开发利用状况不同,他们在不断开发利用天然石膏资源的同时,出于资源与环保的双重考虑,对工业付产石膏开发利用同步进行。日本是工业付产石膏应用最好的国家,几乎全部的磷石膏、脱硫石膏都被充分利用,没有废弃。欧洲的脱硫石膏也同样被全部利用来做石膏建筑制品。可以预见,随着环保意识的增强、应用技术的突破和优质资源的日趋紧张,我国的工业付产石膏开发利用前景广阔。





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