15脱硫石膏、磷石膏廉价转化实现环保循环经济的可行性方案报告.doc

脱硫石膏、磷石膏廉价转化
实现环保循环经济的
可行性方案报告

一、项目概述
将工业废弃物烟气脱硫石膏、磷石膏通过一套工艺设备处理后可以代替天然石膏作为生产水泥用的缓凝剂,(石膏在水泥行业的需用比例为4%~5%,即每生产100吨水泥就要4~5吨石膏)。用工业石膏代替天然石膏,既节约了天然石膏矿产资源,减少了开采、运输过程对生态的破坏和环境的污染,又能为社会提供适应市场需求的产品,实现社会效益、经济效益和环境效益的三赢。
近几年,从中央到地方,推动节能减排的工作力度进一步加大,党的十七大明确提出,要建设生态文明,基本形成节约能源资源和保护生态环境的产业结构、增长方式、消费模式。
“十一五”规划纲要明确要求:“要把节约资源作为基本国策,大力发展循环经济,保护生态环境,加快建设资源节约型、环境友好型社会”。
在节能减排的大主题、大环境下,此项目通过宣传推广会逐步被各地政府、环保部门、已安装脱硫装置的火电厂、水泥厂、私人投资公司等认识到其环保效益、社会价值、循环经济价值。
二、项目可行性分析
据不完全统计,我国亟待处理的脱硫石膏、磷石膏已达6亿多吨,每年新增排放量5000-6000万吨,平均每2个公民就拥有1吨。按目前电力、化工两大行业的发展速度,5-7年内排放堆积量将会翻一翻。如能综合利用,可变废为宝。
对水泥行业来说,作水泥缓凝剂是脱硫石膏最主要的应用方式。目前我国的脱硫石膏主要集中在东部沿海地区,这些区域又是水泥主产区,又严重匮乏天然石膏,所需石膏基本是从山东运输到南方。2006年我国水泥产量约13亿吨,仅东部地区就有8亿吨。按照4%的添加量计算,如果全部用脱硫石膏代替天然石膏作为缓凝剂,一年可消化脱硫石膏3200万吨,随着基础交通、建筑等行业的快速发展,扩大规模的水泥行业逐步可解决脱硫石膏的利用问题。
重庆建筑大学研究表明,脱硫石膏中含有一定量的碳酸钙,掺入脱硫石膏,水泥凝结时间正常,对水泥力学性能和安定性有积极作用,可以代替天然石膏用于水泥生产。此外还研究了脱硫石膏的造球以及使用脱硫石膏给生产企业带来的显著经济效益。
脱硫石膏是火力发电厂烟气脱硫时由SO2和CaCO3反应生成的一种工业副产石膏,主要成分为CaSO4·H2O,还有一些杂质,如未反应完全的碳酸钙,石灰石中所含有的其它杂质和少量钾、钠盐,%。脱硫石膏产量大,不受天然石膏产地的限制,将其用于水泥生产已引起人们的广泛关注。国外已有成功地应用脱硫石膏作水泥缓凝剂的经验,我国近年才有脱硫石膏产出,尚未对其作水泥缓凝剂进行过系统研究,本工作针对发电厂年产30万吨脱硫石膏综合利用问题进行了深入研究。工业副产石膏作为一种废弃物会污染环境。将废弃物资源化,使用脱硫石膏作水泥缓凝剂是非常有效的途径。这将给排污单位和水泥厂创造好的经济、社会、环境效益。
材料与实验方法主要原材料有脱硫石膏、天然石膏、水泥熟料、矿渣、粉煤灰,化学成分如表1。
脱硫石膏为灰白色粉末状,%。主要杂质为未反应完全的CaCO3和部分可溶盐。从化学分析可知,脱硫石膏不含对水化性能有负影响的杂质,适宜作水泥缓凝剂。
将水泥熟料、石膏及各种混合材按配比要求计量后在球磨机中混磨30min,水泥细度达到国家标准要求。实测值,%~%。%~%。依据国家标准,对硅酸盐水泥、普通水泥、矿渣硅酸盐水泥、复合水泥的性能进行了全面测试。
结果与讨论
1、脱硫石膏对硅酸盐水泥、普通水泥性能的影响
脱硫石膏对硅酸盐水泥、普通水泥性能的影响如表3、表4所示,从试验结果可知,%时,水泥凝结时间能够满足标准要求,安定性合格,随着石膏掺量增大,凝结时间延长,但强度变化不明显。与相同掺量天然石膏的水泥相比,脱硫石膏作缓凝剂的水泥初凝时间有所提前,终凝时间相差不大,强度比后者高5%左右。%~4%之间水泥性能较好。掺量低于2%,水泥的缓凝效果达不到要求。从上述结果可知,脱硫石膏可以和天然石膏一样用于硅酸盐水泥和普通水泥的生产。

2、脱硫石膏对矿渣水泥、粉煤灰水泥性能的影响:脱硫石膏对矿渣水泥和粉煤灰水泥性能影响如表5。
从上述试验结果可知,脱硫石膏能正常调节水泥凝结时间,水泥性能正常发展,尤其是强度指标与天然石膏作缓凝剂的水泥保持在相同水平,有的还会高出5%~7%,对于低标号水泥提高的幅度要大一些,约为10%~20%左右。脱硫石膏在其中不仅作缓凝剂,同时还起到硫酸盐激发剂的作用,促进了水泥强度发展。
3、脱硫石膏对复合水泥性能的影响
表6是分别掺有矿渣和石灰石、矿渣和粉煤灰混合材的复合水泥以脱硫