脫硫石膏代替天然石膏

脫硫石膏代替天然石膏做水泥緩凝劑沈芳（天能化工有限公司水泥分公司，新疆石河子）摘要：天能化工有限公司水泥分公司進(jìn)行了脫硫石膏部分或全部代替天然石膏生產(chǎn)水泥的生產(chǎn)實(shí)驗(yàn)并成功應(yīng)用于實(shí)際生產(chǎn)當(dāng)中。本文分析了脫硫石膏的物理化學(xué)性能?？偨Y(jié)了化驗(yàn)室小磨試驗(yàn)和工業(yè)生產(chǎn)情況。試驗(yàn)和應(yīng)用結(jié)果表明，用脫硫石膏代替天然石膏做水泥緩凝劑生產(chǎn)普通硅酸鹽水泥和復(fù)合硅酸鹽水泥是完全可行的，并且經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益顯著，為企業(yè)降低生產(chǎn)成本，提高經(jīng)濟(jì)效益。關(guān)鍵詞：脫硫石膏；天然石膏；代替；硅酸鹽水泥在水泥生產(chǎn)中，天然石膏作為緩凝劑在水泥生產(chǎn)過程中使用的最為廣泛。在當(dāng)前國家大力推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)的形勢(shì)下，我廠將新疆天業(yè)集團(tuán)檸檬酸廠和熱電廠產(chǎn)生工業(yè)廢渣檸檬酸渣和脫硫石膏作為緩凝劑用于水泥生產(chǎn)，通過一年的使用，效果較好。本文就此作一介紹，僅供參考。1、脫硫石膏的物理化學(xué)性能：脫硫石膏是熱電廠采用濕法煙氣脫硫凈化技術(shù)的副產(chǎn)品脫硫石膏又稱排煙脫硫石膏、硫石膏或FGD石膏，主要成分和天然石膏一樣，為二水硫酸鈣。煙氣脫硫石膏呈較細(xì)顆粒狀，平均粒徑約40?60pm，顆粒呈短柱狀，徑長比在1.5?2.5之間，顏色呈灰、黃，二水硫酸鈣含量較高一般都在90%以上，含游離水一般在10%?15%，其中還含飛灰、有機(jī)碳、碳酸鈣、亞硫酸鈣及由鈉、鉀、鎂的硫酸鹽或氯化物組成的可溶性鹽等雜質(zhì)。脫硫石膏的形成:脫硫石膏是對(duì)含硫燃料（煤、油等）燃燒后產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行脫硫凈化處理而得到的工業(yè)副產(chǎn)石膏。其形成過程是：通過除塵處理后的含硫煙氣導(dǎo)入吸收器中，細(xì)石灰或石灰石粉形成料漿，通過噴淋方式在吸收器中洗滌煙氣，與煙氣中的二氧化硫發(fā)生反應(yīng)生成亞硫酸鈣（CaSO3?0.5H2O），然后通入大量空氣強(qiáng)制將亞硫酸鈣氧化成二水硫酸鈣（CaSO4?2H2O），從吸收器中出來的石膏懸浮液通過濃縮器和離心脫水，最終產(chǎn)物為二水石膏含量較高，殘余水量在10?15%的潮濕、松散的細(xì)小顆粒。石膏、脫硫石膏、檸檬酸渣的化學(xué)成分如表1。表1檸檬酸渣、天然石膏、脫硫石膏化學(xué)組成和結(jié)品水量（%）成分名稱、LoosSiO2郵。3Fe2O3CaOMgOSO3Z結(jié)晶水PH值備注檸檬酸渣20.501.660.340.2532.8944.1499.7717.596.5PH5-6?，F(xiàn)場(chǎng)取料，自然風(fēng)干石膏18.0921.377.073.0218.391.8420.9096.6811.62現(xiàn)場(chǎng)取料

脫硫石膏21.020.630.010.1232.750.0545.4599.9815.397.0現(xiàn)場(chǎng)取料，含外水10%左右。自然風(fēng)干表2顆粒粒徑分布粒度/口m806050403020105天然石膏篩余/%10.94.79.54.914.415.52012.7脫硫石膏篩余/%515.58.321.93115.71.70.4由上表看出，脫硫石膏與天然石膏化學(xué)組成相差不大，品質(zhì)相當(dāng)；但天然石膏的雜質(zhì)以粘土礦物為主，磨細(xì)后顆粒較大，在水化時(shí)一般不能參加反應(yīng)，因而性能在一定程度上不及脫硫石膏。脫硫石膏SO3含量與檸檬酸渣的相近，較天然石膏要高。從生產(chǎn)工藝來說，脫硫石膏里不含有機(jī)物，檸檬酸渣中含有有機(jī)物。用以上原料進(jìn)行了試驗(yàn)。2、試驗(yàn)方法：將水泥熟料，石膏，脫硫石膏，檸檬酸渣按配比要求計(jì)量后在試驗(yàn)小磨中混磨30min。水泥細(xì)度達(dá)到國家標(biāo)準(zhǔn)要求。按照GB/T1346-2001進(jìn)行水泥標(biāo)準(zhǔn)稠度用水量，凝結(jié)時(shí)間和安定性的測(cè)定。按照GB/17671-1999測(cè)定水泥各齡期強(qiáng)度。表3試驗(yàn)用原料及原料質(zhì)量X分名稱\LoosSQ燦。3Fe?O3CaOMgOSO3Zf-CaOKHNP熟料0.2021.49.5.503.4766.320.300.5398.211.450.912.401.58檸檬酸渣20.501.660.340.2532.8944.1499.77PH5-6?，F(xiàn)場(chǎng)取料，自然風(fēng)干石膏18.0921.377.073.0218.391.8420.9096.68現(xiàn)場(chǎng)取料粉煤灰4.1558.8819.408.676.882.4744.1499.770.79現(xiàn)場(chǎng)取料，庫底。脫硫石膏21.020.630.010.1232.750.0545.4599.98現(xiàn)場(chǎng)取料，含外水10%左右。自然風(fēng)干3、加脫硫石膏時(shí)磨制水泥與天然石膏磨制水泥性能對(duì)比為了檢驗(yàn)脫硫石膏對(duì)摻加混合材的通用水泥的影響，將石膏，熟料。粉煤灰按比例制成水泥，并分別測(cè)試物理性能進(jìn)行對(duì)比。表4兩種石膏在不同混合材摻加量時(shí)對(duì)水泥性能的影響：熟料％石膏％脫硫石膏％粉煤灰％SO3%細(xì)度％標(biāo)準(zhǔn)稠度％初凝min終凝min安定性抗折r（MPa）抗壓（MPa）1d3d28d1d3d28d9283.316.825.8111156合格4.98.42648.1

9552.355.723.692137合格2.84.98.39.223.647.59552.586.925.7115150合格58.125.351.982.97.29.93.475.924.6125203合格2.1587.923.446.985.64.59.92.74.924.8146214合格2.34.988.823.848.685.159.92.864.925.7145220合格2.75.57.910.325.550.888.129.91.654.225.362132合格14.17.43.419.244.786.149.92.434.824.1146224合格2.24.98.17.323.751.686.63.59.92.334.724154224合格258.86.522.951.187.139.92.274.823.9146222合格1.84.98.25.823.152.184.169.93.24.825.1155227合格2.358.78.423.848.584.65.59.92.974.925.2150242合格3.15.28.511.524.352.780.54.5152.654.725.3181256合格2.65.28.38.923.851.7823152.424.424.9181243合格1.84.88.46.322.849.187582.84.923.6118163合格1.958.86.724.150.487492.37523.6124192合格2.358.37.722.650.9873.59.51.844.823.3135167合格2.14.98.17.422.547.3873101.844.923.7140190合格1.74.57.85.920.944.1872.510.51.74.423.5132186合格1.94.47.94.520.247.7872111.564.323.7131178合格1.93.87.73.718.345.6655304.028.4221268合格1.53.67.53.617.538.9655304.128.2248307合格1.43.57.53.617.739.0從上表可以看出天然石膏與脫硫石膏按不同比例制成的水泥，其物理性能相差無幾.SO3含量在2.3%-2.8%時(shí)水泥性能比天然石膏制成的水泥性能略好一些。石膏打磨純熟料初凝平均147分鐘，終凝196分鐘；3天抗壓21.0兆帕28天抗壓40.6兆帕。檸檬酸渣打磨純熟料平均初凝184分鐘，終凝226分鐘；3天抗壓18.9兆帕，28天抗壓36.8兆帕。脫硫石膏打磨純熟料平均初凝125分鐘，終凝176分鐘；3天抗壓20.8兆帕，28天抗壓38.4兆帕。初凝相比較：檸檬酸渣N石膏日脫硫石膏；終凝相比較：檸檬酸渣N石膏日脫硫石膏。3天抗壓強(qiáng)度相比較：石膏日脫硫石膏N檸檬酸渣；28天抗壓強(qiáng)度相比較：石膏日脫硫石膏N檸檬酸渣。4、分析討論脫硫石膏對(duì)水泥易磨性的影響從以上試驗(yàn)可以看出，相同粉磨時(shí)間，加脫硫石膏的水泥比表面積偏大細(xì)度細(xì)。這主要因?yàn)槊摿蚴嗟囊啄バ员忍烊皇嘁茫颐摿蚴嗍欠蹱钗锪?，文寸熟料有助磨作用，所以在相同時(shí)間內(nèi)，磨得的水泥顆粒較多，比表面積也較大.脫硫石膏對(duì)水泥凝結(jié)時(shí)間的影響脫硫石膏與天然石膏磨制水泥，從凝結(jié)時(shí)間上來看，基本上沒有明顯變化，另外脫硫石膏細(xì)度大，在水泥中能與水泥顆粒充分接觸，迅速發(fā)生反應(yīng)，所以更能有效調(diào)節(jié)水泥時(shí)間。（3）脫硫石膏對(duì)水泥強(qiáng)度的影響從以上實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出，脫硫石膏制成的水泥的強(qiáng)度都比用天然石膏稍高一些。因?yàn)槊摿蚴嘀泻胁糠治捶磻?yīng)CaCO3和部分可溶鹽，這些雜質(zhì)的存在有利與加速水泥水化，對(duì)促進(jìn)水泥強(qiáng)度發(fā)展，激發(fā)混合材活性的充分發(fā)揮，對(duì)水泥結(jié)構(gòu)性能都有提高作用。在雜質(zhì)含量相同情況下，就脫硫石膏而言沒有參加反應(yīng)的碳酸鈣顆粒一部分以石灰石顆粒形態(tài)單獨(dú)存在，另一部分以核形式存在與二水硫酸鈣中心，這就增加了有效參與水化反應(yīng)的硫