工業(yè)付產石膏也叫工業(yè)副產石膏,是指工業(yè)生產中由化學反應生成的以硫酸鈣(主要為無水和二水硫酸鈣)為主要成分的副產品或廢渣。例如:在磷素化學肥料和復合肥料、各類添加劑的生產過程中會產生磷石膏、大型燃煤設施采用石灰濕法脫硫產生的脫硫石膏、發(fā)酵法制檸檬酸的過程中產生檸檬酸石膏、用硫酸分解螢石制氟化氫過程中產生的氟石膏、還有其它各化工生產中產生的鹽石膏等均稱工業(yè)付產石膏。由于其產生途徑的不同,其成分、顏色、物理性能、雜質含量、雜質種類等都因其產生的工藝和原理而有所不同,但作為工業(yè)副產品或者說人工合成的石膏,它都有著以下的一些共同特性:
1、工業(yè)付產石膏大多都具有較高的附著水,呈漿體狀或濕渣排出,一般,其附著水的含量都在10——40%,個別的甚至更高。
2、工業(yè)付產石膏粒徑較細,粒徑一般均在5-300微米之間,生產石膏粉時,可節(jié)省破碎、粉磨費用,會產生大量的粉塵,增加除塵的費用。
3、工業(yè)付產石膏一般所含成分較為復雜,含有量少但對石膏水化硬化性能有較大影響的化學成分,PH值呈酸或堿性而非中性。給工業(yè)付產石膏的有效利用帶來較大難度。
4、工業(yè)付產石膏產量都較大,在產生過程中,大多都高于其主產品的產量,如磷石膏近2000萬噸/年,脫硫石膏也在大量增加。
5、工業(yè)付產石膏大多都不能采用常規(guī)天然石膏處理工藝生產,利用難度較大,對環(huán)境有一定的污染,利用量極少,大多采用圈地堆放的方式處理。
6、工業(yè)付產石膏中,有效成分二水石膏的含量一般均較高,可達75-95%,相當與二級以上石膏的有效成分含量。
磷石膏
磷石膏是磷肥工業(yè)的固體廢棄物,而磷酸是磷肥工業(yè)的基礎。濕法磷酸生產工藝都是通過硫酸分解磷礦粉生成萃取料漿,然后過濾洗滌制得磷酸。過濾洗滌的過程中同時產生磷石膏廢棄物。一般每生產1噸磷酸約產生5-6噸磷石膏,每生產1噸磷酸二銨排放2.5—5噸磷石膏,我國濕法磷酸年產量約為100萬噸,隨著近年來高濃度復合肥工業(yè)的迅猛發(fā)展,每年由磷肥類化工企業(yè)排出的磷石膏近2000萬噸。
磷石膏一般呈粉狀,因含有8-15%的附著水而呈漿體狀,顆粒直徑一般為5-150μm,其主要成分為CaSO4·2H2O,含量可為70—90%。其中所含的次要成分隨礦石來源不同而異,成分較為復雜,一般都含有Ca、Mg類磷酸鹽、碳酸鹽及硅酸鹽,此外,還含有少量的有機磷、硫、氟類化合物。磷石膏的外觀一般呈灰白、灰、灰黃、淺黃、淺綠等多種顏色,相對密度為2.22—2.37,容重為0.733—0.880g/cm3。
磷石膏中因含有種類較多的化學成分而增加了磷石膏的利用難度,一般不被作為石膏生產原料采用。僅有極少的一部分被作為土壤改良劑用于改良土壤或在一些石膏資源匱乏的地區(qū)經過以水洗為主要手段的初級處理后作為生產原料使用。這些較為簡易的處理或利用方式所消化的磷石膏對于磷肥類化工企業(yè)累年沉積、堆積如山的磷石膏山無異于杯水車薪。且水洗處理方式產生大量的廢水,即浪費了水資源,惡化了生態(tài)環(huán)境,同時水洗處理幾乎無經濟效益可言,無法從根本上解決問題。
截止目前為止,磷肥類化工企業(yè)仍然無奈地采用“堆”這一方式來處理這個棘手問題,雖然方式簡單易行,但對于成百上千萬噸的磷石膏來講,其堆存所需支出同樣數量驚人,甚至會制約企業(yè)的生存。據悉,一個年產6萬噸的磷胺廠,每年用于磷石膏堆放處理的費用高達200萬元。大型磷酸生產企業(yè),占用土地修建渣場和每年支出的排放、堆積和交納的排污費用更是成比例增加。
發(fā)達國家與我國工業(yè)付產石膏的開發(fā)利用狀況不同,他們在不斷開發(fā)利用天然石膏資源的同時,出于資源與環(huán)保的雙重考慮,對工業(yè)付產石膏開發(fā)利用同步進行。日本是工業(yè)付產石膏應用最好的國家,幾乎全部的磷石膏、脫硫石膏都被充分利用,沒有廢棄。歐洲的脫硫石膏也同樣被全部利用來做石膏建筑制品?梢灶A見,隨著環(huán)保意識的增強、應用技術的突破和優(yōu)質資源的日趨緊張,我國的工業(yè)付產石膏開發(fā)利用前景廣闊。