工业石膏的资源化利用途径与展望
2021-10-12刘林程左海滨许志强
刘林程,左海滨,许志强
(北京科技大学,钢铁冶金新技术国家重点实验室,北京100083)
石膏资源主要有天然石膏矿和化学合成石膏[1]。化学合成石膏也叫工业副产石膏,其品种有:脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、柠檬酸石膏渣、硼石膏和模型石膏,而脱硫石膏和磷石膏占工业副产石膏总量的80%以上。中国脱硫石膏来源与利用情况见图1。如图1所示,脱硫石膏主要来源于电力、热能、钢铁冶金、有色金属及化工等行业,具有来源广、价格低廉等优点,同时具有品质不稳定、白度较低等缺点,一定程度上制约了其资源化利用。在2014—2018年,随着环保要求的不断提高,钢铁行业产生的脱硫石膏产量不断增加,但脱硫石膏的杂质较多,钢企很难自行处置利用,只能采取堆积、填埋等处理方式,不仅增加了环保压力,而且造成了资源浪费。在2014—2018年,中国脱硫石膏产量超过70 Mt,但由于国内对脱硫石膏利用研究起步较晚,脱硫石膏利用率仅为75%,且多为低端利用。国际上欧美、日本等国家和地区的石膏利用率已接近100%[2-5]。

图1 中国脱硫石膏来源(a)与利用情况(b)Fig.1 Sources(a)and utilization(b)of China′s desulfurized gypsum
对天然石膏和脱硫石膏的化学成分进行对比,结果见表1[6-7]。由表1可以看出,脱硫石膏和天然石膏的化学成分相近,且在CaO和SO3含量等指标方面优于天然石膏。因此,拓宽脱硫石膏用途不仅可以减少对天然矿产石膏资源的开采,而且可彻底摆脱脱硫石膏对自然环境的污染,实现绿色化生产。

表1 天然石膏和脱硫石膏化学成分Table 1 Composition of natural gypsum and desulfurized gypsum %
磷石膏主要来源于磷肥厂。……
