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摘要：随着我国经济的发展，我国的工业也具有了明显的增长，但是工业在发展的过程中出现了许多工业废料，因此本文在我国工业不断发展的基础上，对我国工业生产中出现的废石膏的综合利用进行了初步探究，并提出应用建议。
关键词：工业；废石膏；水泥生产；应用分析
随着我国工业经济的不断发展，我国的化工产业发展形势良好，但是相较于发达国家而言，我国化工产业在发展过程中依旧存在着高污染、高耗能的现象，并且会排放一定的废弃物对环境形成污染，因此本文主要针对工业生产中形成的废石膏的处理方法进行了简要分析，对废石膏进行了概述，并且对石膏类型进行了分析，针对工业废石膏在水泥生产中的应用展开了分析。
1工业废石膏概述
工业废石膏是以硫酸钙为主的工业固体废弃物，废石膏以粉末状态存在，主要成分是硫酸钙、硅、铁等，一般来说，生产一吨磷酸会产生五吨左右的磷石膏，并且我国多地的废石膏排放量超过天然石膏，因此，如果不能对废石膏进行合理的处理，不但会占用土地，并且还会造成较为严重的环境污染，同时会对水资源、土地资源造成破坏，甚至会危及人们的身体健康，因此需要对工业生产过程中排放的工业废石膏进行综合处理，做到变废为宝。本文所论述的工业废石膏主要包括石膏尾矿、硬石膏以及化学石膏。本文在图1展示了潮州某地废石膏堆积的现场图。
图1 潮州某地废石膏堆积现场图
石膏尾矿是指在开采石膏的过程中开采出来的低品位石膏矿，由于石膏矿中的粘土杂质比例较高，因此难以进行有效应用，石膏尾矿的主要产物是二水石膏、硬石膏，其中的主要化学组成物质是氧化钙和二氧化硫。此外，除了石膏尾矿产生的硬石膏之外，化工行业在生产过程中也会排放大量的硬石膏，其中排放的硬石膏主要是Ⅱ型污水石膏，含有较多的碳酸盐，但是具有较好的结晶效果。总的来说，我国的硬石膏中的硫酸钙含量较高，因此品质较好，我国的石膏资源主要集中在长江流域，储量丰富。
除了石膏尾矿和化工行业生产的硬石膏以外，在化工、电力行业的生产过程中，还可能排放化学石膏，化学石膏的主要成分是硫酸钙等工业废渣，化学石膏的主要类型是磷石膏、氟石膏。磷石膏主要在生产磷酸、磷酸钙的过程中排放，而氟石膏主要是在生产氢氟酸的时候形成的。从化学石膏的品质来看，化工生产过程中排放的化学石膏可以制成脱硫石膏用于脱硫装置之中，相较于天然石膏，化学石膏生产的脱硫石膏具有更高的品质，由于不同类型的化学石膏的组成成分不同，因此不同的化学石膏具有不同优势。
2工业废石膏在水泥生产中的应用
2.1水泥缓蚀剂的生产
在水泥生产行业中，一般需要用天然石膏作为缓蚀剂，而化学废石膏一样可以用来作为水泥缓蚀剂，但是需要注意的是，化学废石膏中具有较多的有机杂质，主要是五氧化二磷，因此需要先将废石膏进行处理。按照国外先进水平的处理方式来看，当废石膏中的可溶性五氧化二磷的质量分数控制在0.3%之后就可以制作水泥缓蚀剂。在制作水泥缓蚀剂的同时，可以将天然石膏与废石膏进行混合，从而在提高废石膏生产的水泥缓蚀剂强度的基础上能够有效降低水泥缓蚀剂的生产成本，从而为水泥企业带来更高的生产效益。在生产过程中，将废石膏中的磷石膏替代天然石膏作为调凝剂，可以有效提高水泥的强度以及凝结速度，同时符合相应的环保标准，在处理固体废石膏的同时提高了企业的经济效益，保护了生态环境。
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通过实验可以证明，硬石膏与天然的二水石膏具有相似的缓释效果，因此，当水泥中的三氧化硫含量低于3.5%时，可以使得水泥的凝结程度达到最佳状态，从而直接将水泥应用到建筑工程中去。通过对比实验可以看出，氟石膏的调凝性能与天然二水石膏类似，但是磷石膏的性能较低，导致掺入磷石膏的水泥凝结时间长，但是也可以达到使用标准。因此，在实际的生产过程中，应该将磷石膏、氟石膏按照合适的比例进行调配，将其应用到水泥生产中去。
2.2联产水泥
在硫资源较为贫乏的水泥产区，可以将磷石膏作为主要的硫资源，来生产联产水泥。在硫资源匮乏去，引入该项技术可以有效降低水泥生产企业的生产成本，同时将磷石膏进行改性，并加以烘干可以制成无水石膏或者半水石膏，将之与焦炭混合后再送入回转窑进行焙烧，从而得到水泥熟料，将石膏原料混入其中，可以得到成品水泥，但是联产水泥技术的设备投资较大，因此中小型水泥生产厂商难以有效应用该技术。
2.3水泥矿化剂的生产
在水泥生产过程中加入硫、氟等元素，可以促进水泥中的碳酸钙的分解，从而降低生产温度的同时促进结晶，可以固相、液相反应的效率，并且形成熟料矿物。从目前的生产现状来看，石膏尾矿以及硬石膏都可以应用到实际的生产中区，并且由于石膏本身的助熔性、矿化性，可以使得液相的温度保持在100℃之上，并且降低液相的粘度。
在实际的生产过程中，当生产温度位于900~1400℃之间的时候，大多数石膏的矿化性能都比较好，当温度处于1100~1400℃的时候，氟石膏的矿化性能最优。在生产的时候，水泥厂商需要根据实际的生产需要选择合适的废石膏来生产水泥矿化剂，从而提高企业的生产效率和经济效益。例如，水泥厂商引入RXJ超细粉体分级机对石膏进行粉碎处理，同时可以提高石膏回收率以及分级粒度，最终的磷石膏矿化剂生产出来的水泥产品质量优越，品质较高。
3工业废石膏在水泥生产应用中的障碍及其解决措施
由上文可知，利用工业废石膏来进行水泥生产可以有效提高生产的效率，同时减少废石膏对环境的污染，在提高生产效益的同时保护环境，但是在实际的生产过程中，工业废石膏在水泥生产中的应用还存在一定障碍。
3.1工业废石膏在水泥生产应用中的障碍
根据上文论述可知，工业废石膏在水泥生产中的应用多为水泥缓蚀剂的生产、联产水泥以及水泥矿化剂的生产，而联产水泥技术所需要的设备要求较高，因此一般的中小型水泥生产企业难以满足技术应用条件。此外，将废石膏应用于水泥生产过程中需要考虑环境因素变化的影响。将废石膏应用到水泥生产中需要较为先进的技术，而中小企业在技术方面略显不足，也成为阻碍废石膏综合利用的障碍之一。
除了上述因素之外，部分水泥生产地区的水泥生产成本低于废石膏的综合利用成本，并且部分厂商在认识上存在一定偏差，主观的认为利用废石膏生产的水泥质量低，而不愿意用废石膏来生产水泥，也导致废石膏不能有效应用于水泥生产中。水泥生产本身就具有一定的污染，因此如果技术上不达标，很有可能导致废石膏在应用过程中出现二次污染，给企业带来经济损失的同时破坏环境。
3.2废石膏在水泥生产应用中的有效措施
针对中小型水泥生产厂商存在的资金和设备问题，可以采取联合的方式，与其他水泥生产厂商合作引进生产设备，从而推动废石膏在水泥生产中的应用。水泥企业在发展之初就应该制定符合自身的发展战略，集中优秀资源发展优势项目。此外，针对技术障碍，水泥企业可以派遣学习人员前往大型水泥生产企业进行学习，并将学习到的技术、管理经验、生产经验结合自身生产的实际情况，应用到水泥生产中去。
水泥企业的领导者需要对废石膏在水泥生产中的应用形成正确的认识，认识到该项技术的重要性，同时做好技术上的把关工作，避免在生产的过程中给环境带来二次污染，争取有效应用该项技术，在提高企业经济效益的同时树立良好的信誉和企业形象。
4小结
随着我国化工产业的发展，废石膏的产量越来越大，因此本文在此背景下，针对废石膏在水泥生产过程中的应用展开了探讨，希望通过本文探讨，可以推动废石膏的综合利用，避免环境污染，同时提高水泥生产企业的经济效益。
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（9）：2860-2865.
论文作者:黄桂明
论文发表刊物:《建筑学研究前沿》2018年第34期
论文发表时间:2019/4/8
标签：石膏论文; 水泥论文; 水泥生产论文; 硬石膏论文; 过程中论文; 工业论文; 化学论文; 《建筑学研究前沿》2018年第34期论文;