朱春梅

摘要：节能环保理念下，放任大量废石膏遗弃，不仅会从生态环境视角下，造成大量污染，而且还会从经济性、资源等视角下，造成大量浪費。本文在探究工业废石膏的回收利用的问题上，主要着眼于水泥领域，并从应用可行性视角下，把握废石膏在水泥缓凝剂、水泥矿化剂方面的应用，随之又从废石膏管理、技术开发、成本效益优化，把握工业废石膏在水泥生产中的应用措施。

关键词：废石膏;水泥生产;应用;措施

引言

诸多工业生产事项中会产生大量废石膏，若不加以处置，不仅会导致大量场地被占据，对工厂的空间管理造成负面影响，而且废石膏内污染物，如氟等，会对当地周遭水、土壤、生物等造成负面影响，因而有必要对废石膏进行回收利用。废石膏的回收利用除了作为石膏板参与到建筑建设中外，基于废石膏的特殊属性，废石膏还可以在水泥生产中，产生缓凝、矿化的价值，因而，对废石膏在水泥生产中的应用进行探究具有现实价值。

一、工业废石膏在水泥生产中的应用可行性

（一）水泥缓凝剂

石膏用作水泥缓凝剂的原理是水泥中的铝酸三钙、铁铝酸四钙，可以与石膏中物质发生反应形成水化硫铝酸钙、水化硫铁酸钙，从而在水泥熟料表面形成薄膜，阻碍水化作用的进行，结晶压力作用下发生薄膜局部胀裂，水化作用继续，在此过程中起到水泥缓凝作用。工业废石膏包括硬石膏、石膏尾矿、化学石膏，不同废石膏的组成成分及性质有所差异，用作水泥缓凝剂的表现也会存在差异。从硬石膏的角度来看，硬石膏主要是在铁矿等开采过程中产生无水石膏，及少量二水石膏、粘土等杂质，用以与水泥缓凝剂时，需要确保水泥熟料内的三氧化硫含量在3.5%以下，并结合水泥与硬石膏的具体凝结情况，把握是否有必要配合二水石膏，另外，硬石膏的溶解速度，与矿渣、粉煤灰相近，因而硬石膏与矿渣水泥、粉煤灰水泥的相性较好。其中石膏尾矿是在开采天然石膏时产生的尾矿，含有无水石膏、二水石膏的含量约50%，其余为粘土，及少量石英、黄铁矿、有机质等，运用于缓凝剂时，需要石膏尾矿中的三氧化硫的含量达到35%以上，以此缓凝效果不佳，并对水泥强度产生负面影响。其中化学石膏主要是化工、冶金等领域产生的废渣，主要有磷石膏、氟石膏、脱硫石膏等，用作缓凝剂时，一般磷石膏、脱硫石膏等中含有大量二水石膏，在水泥缓凝中的表现较佳，即便主要是无水石膏的其他化学石膏，只要在反应一段时间后，不会产生游离的硫酸钙，一般仍旧可以用作缓凝剂[1]。

（二）水泥矿化剂

废石膏中的硫、氟、磷等成分，可以在掺到水泥生料中，降低液相出现的烧制温度、降低液相表面张力、加速液相结晶。介于硫石膏，硫石膏不仅可以在液相下加速水泥熟料的结晶，而且还可以针对含磷较低的熟料，通过五氧化二磷，生成更加优质的水泥熟料，介于氟石膏下，氟石膏可以破坏碳酸盐的基团结构，致使碳酸钙等的稳定性遭到破坏，从而有利于煅烧的加速，有必要重视的是，运用氟石膏时，氟的含量不宜高于0.6%，介于磷石膏，可以在较好的改善硅酸盐等水泥生料的煅烧过程，运用磷石膏与萤石作为复合矿化剂，在熟料质量、产量、热耗等层面上均存在较好效果[2]。

二、工业废石膏在水泥生产中的应用措施

（一）废石膏管理

废石膏在应用于水泥生产中，虽然限制性条件较少，但在用作缓凝剂、矿化剂时，仍旧需要对废石膏的内部组成成分存在了解，避免废石膏内的物质对水泥的凝结时间、力学结构等造成负面影响。废石膏管理工作主要涉及成分检查、妥善保存、调度使用。介于成分检查下，废石膏成分检查应从样本采集、物理化学检验、结果归纳三方面进行，样本采集时可以根据废石膏数量、批次等，抉择适宜的样本，以此能对某批废石膏的组成成分有所把握，随之便可以透过物理化学检验，针对废石膏内的五氧化二磷、氟化钙、三氧化硫、氧化镁、氧化钙、氧化铁、氧化硅等成分、含量进行检查，最后便可以将检验数据进行归纳统计，以此逐步了解废石膏组成成分，便于在运用于水泥生产时，能够有所参考。介于妥善保存下，为避免水溶作用等对废石膏的成分、含量造成影响，也为避免废石膏造成污染，可以将废石膏放置于无水、避雨等的仓库内。介于调度使用下，调用废石膏时，可以结合该批次的检查数据，便于在运用于水泥生产时，能够按照成分、含量数据，斟酌废石膏施加量[3]。

例如，进行成分检查时，可以参考GB/T 5484 ——2000第16章，12章，21章等，规范的检查废石膏内的氧化钾、氯化钠、氧化镁、五氧化二磷等的组成成分，介于保存下，若能避免将废石膏进行室内保存，可以避免雨水与废石膏 内氟等发生作用，致使氟流失。若能在调用时，明确废石膏的类型、成分、含量，则可以根据需要，把握用量、复合使用等问题。

（二）技术开发

技术开发对拓展废石膏应用空间，强化废石膏的缓凝、矿化功效，落实成本控制、污染控制、产能控制等都存在积极影响。技术开发可以重视实验室试验与实际生产相结合的办法，以此从理论、实践双视角，把握废石膏在水泥生产中的应用问题。介于理论，可以更加精细的把握废石膏与水泥的成分、含量、反应过程等，对探究废石膏的缓凝、矿化最优解存在积极影响，介于实践，可以从水泥生料煅烧、水泥水化的过程中，把握生产工艺、操作风险、技术规程等，对技术的现实应用价值具有实际检验作用。

（三）成本效益优化

成本效益优化是实现废石膏应用于水泥生产，并呈现可持续发展的关键所在。应注意成本控制及效益拓展，以此激发相关从业者的参与热情。其中成本控制可以重视生产工艺改进、废石膏采购，以此把握废石膏成分、含量检验成本，及废石膏采购成本等，检验成本可以透过实验人才、实验仪器、实验流程等的改进来实现，废石膏采购成本可以透过废石膏规模采购来实现。其中效益拓展可以透过产能增加、单位能耗下降、生产质量等的改善来实现，产能增加可以是在开发矿化剂下，提高生产效率，降低单位能耗，并透过五氧化二磷改善含磷较低的水泥的质量，也可以是在开发缓凝剂下，把握三氧化二硫等的含量，精准缓凝时间。

三、总结

本文主要从废石膏的作用、废石膏的应用措施两方面，对工业废石膏在水泥生产中的应用进行综合探讨，并认为废石膏在水泥生产中具有缓凝、矿化作用，具体应用时，还可以重视废石膏管理、技术开发、成本效益优化。

参考文献：

[1]杨志强，陈晴，郭清春，等. 磷石膏在水泥生产中的应用现状与展望[J]. 硅酸盐通报，2016（35）：2860-2865.

[2]杨洋. 工业废石膏在水泥生产中的应用分析[J]. 四川水泥，2017（9）.

[3]赵振峰. 如何解决脱硫石膏在水泥生产应用中存在的计量问题及输送问题[J]. 铝镁通讯，2016，000（004）：58-59.