脱硫石膏制粉的优化工艺

脱硫石膏制粉的优化工艺

含金沙

摘要：近年来，随着我国工业的发展，电厂脱硫石膏越来越多，如何将脱硫石膏工业化利用，才是我们迫切要解决的问题。本文就脱硫石膏制取β建筑石膏和α石膏的工艺进行优化组合。

关键词：脱硫石膏；工艺技术；α石膏；转晶剂

1前言

电厂烟气脱硫石膏（FDG）呈细粉状，其中二水硫酸钙含量可高达95%，是一种很好的石膏资源，可与天然石膏等效。在国外特别是欧洲，几乎所有的脱硫石膏都被回收利用。主要用于β建筑石膏粉、α石膏粉、水泥缓凝剂、石膏制品、石膏砂浆等石膏建材产品。

国内对于脱硫石膏的综合利用处理和应用的发展缓慢，但由于国家政策的扶持和对环境的重视，再加之其生产应用有很大的市场机遇，对我国天然石膏匮乏的经济发达地区来说却不失为非常好的利用资源

用脱硫石膏制备的建筑石膏，可广泛用于纸面石膏板，石膏砌块，石膏天花板和粉刷石膏等石膏制品的生产。下面主要介绍烟气脱硫石膏制备β建筑石膏粉和α石膏的工艺技术。

2用于生产β建筑石膏和α石膏粉的脱硫石膏性能要求

到目前为止，国内对于脱硫石膏还没有相应的国家标准，参照欧洲标准，一般要求用于生产β建筑石膏和α石膏粉的脱硫石膏性能应符合下表（表1）要求

烟气脱硫石膏的形成过程，主要成分和杂质与天然石膏相似，脱硫石膏与天然石膏的化学性能基本相同。一般脱硫石膏中放射性元素的含量远低于GB6566-2001要求的极限值。因

此脱硫石膏对健康无害，也不污染，是世界公认的绿色建材。

由于脱硫石膏的品位高于天然石膏，因此生产出熟石膏粉强度一般比建筑石膏高。脱硫石膏含水量一般在10-22%，而天然石膏则不超过5%。脱硫石膏细度均匀，颗粒主要集中在20-50um，这样造成熟石膏粉的流动性不好，使其标稠偏高，粉的容重较大。而天然石膏破碎后粒度分布范围广，一般粒径小于150um。因此脱硫石膏制成熟石膏后，必须要经过一个粉磨的改性过程，这样不仅有利于熟石膏的标稠的降低，而且还能在磨粉过程中将熟石膏进行冷却，对石膏的相起到快速稳定作用。

3用脱硫石膏生产β建筑石膏的工艺

用脱硫石膏制备β建筑石膏的工艺技术路线为：上料——烘干——煅烧——粉磨——冷却——包装——入库。脱硫石膏制备β建筑石膏其关键是石膏的烘干和煅烧，一般电厂生产β建筑石膏为二步法，可充分利用自身的热源。但对于大多数的石膏生产企业都是一步法生产建筑石膏，即将烘干和煅烧合二为一，采用闪烧式的气流煅烧方法。

经过煅烧后的脱硫石膏在热力分解作用下比脱硫石膏原料变得更细，但是粒度分布的均匀度并没有改变，级配的不合理照样存在。为了改善β建筑石膏的的颗粒级配及和易行，必须进行粉磨的改性。通过实验发现，用劈裂式粉磨机对煅烧的脱硫石膏改性非常有效，以下是温州电厂的脱硫石膏煅烧前后和改性前后的粒径分布图（图1）

：

对煅烧的脱硫石膏粉磨前后按建筑石膏标准测试结果如下表（表2）：

表2大多数的闪烧式气流煅烧设备在不到一分钟的时间就完成烘干和煅烧过程，能处理的石膏量大。但由于煅烧温度高达500-600℃，因此有大量的Ⅲ型无水石膏存在，需要进行冷却陈化。熟石膏的冷却可用间接冷却的多管回转冷却器，或用立式直冷式的冷却装置。回转冷却器占地和投资较大，当然效果也要好一些。冷却器把熟石膏从160℃冷却到80℃以下，使

指

标

标稠%

初凝终凝2小时抗折结晶水%粉磨前石膏783分5分 2.8MPa 2.1粉磨后石膏

744分

6分

3.3MPa

2.9

熟石膏中的Ⅲ型无水石膏转化为半水石膏。下面是有冷却器和没有冷却器的石膏特性对比如下（表3）：

表3

指标标稠%初凝终凝2小时抗折结晶水%无冷却装置的膏754分6分 2.7MPa 2.1

有冷却装置石膏648分12分 3.6MPa 5.2

4用脱硫石膏生产α石膏粉的工艺

国内现有两种方法生产α石膏，即干法和湿法。非常常见设备为蒸压釜，用块状石膏进行蒸压，往往需要10-16小时才能完成一个生产周期，如果蒸压时间短，则块状中间可能还有二水石膏，温度也不能太高，否则块状的表皮可能成为无水石膏。此法生产工艺和设备较为简单，在国外也叫干法生产。另一种是湿法生产，即液相法，用粉状石膏，同时要加入转晶剂，蒸压后要进行脱水再干燥。此法生产的α石膏绝大部分为粗大的六方晶体，故标稠低，强度高，但投资大，成本高。

对于脱硫石膏若采用湿法生产，则处理量少，达不到大量处理废料的目的。而干法生产又要求石膏原料为块状。为此笔者在结合以上两种工艺方法的基础上，利用半干法生产α石膏。此法生产采用国际上先进的转晶技术,结合国内传统干蒸块状工艺技术和国外液相工艺技术精华,形成一种新的α制粉法,。此法可采用国内的蒸压釜设备,去掉液相法的繁琐工艺,加入转晶剂,进行半干法蒸煮,能得到标稠为34%左右的α粉.初凝为5-10分，抗压达6.5MPa 以上。

其工艺路线为：脱硫石膏+转晶剂——→混合——→造粒——→蒸压——→干燥——→粉磨——→冷却——→包装入库。

在蒸压生产α石膏粉时，一般加入转晶剂来改善α石膏的结晶形态，这是因为α石膏的强度与标准稠度用水量有关，用水量越大，石膏制品的孔隙率就越高，强度就越低。因此常常加入转晶剂来控制α石膏的结晶。常用的转晶剂有硫酸盐，羧酸盐等。当然，复合型转晶剂的效果是最好的。一般认为转晶剂主要以两种方式进行：（1）在晶体的某个晶面上做选择性吸附；（2）改变晶面的比表面能。

脱硫石膏造粒粒径应在3~15mm为宜，太小不利于脱水，太大就会延长蒸压时间。

蒸压时一般为2.5~4.0个大气压之间，5~7小时为宜。然后在回转窑中进行干燥。下面是加转晶剂和未加转晶剂的石膏的特性（表4）：

表4

指标标稠%初凝终凝2小时抗折晶体形状

未加转晶剂α石膏515分9分 4.8MPa棒状

加有转晶剂α石膏339分15分7.8MPa短柱状

5结论

将脱硫石膏制成熟石膏的工艺过程中，若从以下几点进行控制，将大大提高熟石膏的品质。

（1）脱硫石膏煅烧β建筑石膏后，用劈裂式粉磨机对其进行粉磨，再在冷却机中冷却，将降低β建筑石膏的标稠，凝固时间延长，强度提高。

（2）脱硫石膏制备α石膏时，脱硫石膏粒径应在3~15mm，压力控制在2.5~4.0个大气压之间，蒸压时间为5~7小时。转晶剂的加入有利于α石膏晶体由棒状向短柱状转变，从而

降低标稠达到提高强度的目的。

作者简介

含金沙，男，1976年8月出生，技术总工。1999年中国地质大学本科毕业，工科学士，主要从事高档石膏如齿科石膏系列，铸造石膏系列，陶瓷模型石膏系列，高强α石膏等的配方和工艺设备等方面的研究及新产品的开发工作。2008年开始从事化学石膏如脱硫石膏，柠檬酸石膏的综合利用的应用研究工作。通讯地址：温州市瓯北镇襟江南路19号，电话：150********，电子邮件：gjxqiqi20070@https://www.wendangku.net/doc/3914068522.html,,QQ:1169412061。