脫硫石膏綜合利用研究
摘要： 利用脫硫石膏在不同溫度下制備的半水石膏代替部分水泥作膠結(jié)劑進行了試驗研究。在石膏與水泥（1∶1）的配合比條件下，以 120、140、160、180 ℃條件下制備4 種不同類型的半水石膏，灰砂比0.20、0.25 和0.30，尾礦質(zhì)量百分數(shù)60%、65%和70%進行交叉組膠結(jié)試驗。試驗表明：在灰砂比和尾礦質(zhì)量百分數(shù)相同條件下120℃制備的半水石膏膠結(jié)性能最佳；在相同溫度制備的石膏灰砂比情況在尾礦質(zhì)量百分數(shù)65%以上符合充填條件；在3 種尾礦質(zhì)量百分數(shù)條件下灰砂比0.25 以上符合充填要求。以半水石膏代替部分水泥作為膠結(jié)劑與尾礦膠結(jié)用于尾礦回填，既解決了脫硫石膏帶來的環(huán)境問題，又降低了尾礦充填成本，符合礦山及電廠清潔生產(chǎn)要求。
關鍵詞： 脫硫石膏,半水石膏,膠結(jié)劑,尾礦充填
0 引言
隨著工業(yè)發(fā)展水平提高，工業(yè)廢氣中SO2 排放量巨增，嚴重污染大氣環(huán)境。為解決工業(yè)廢氣造成的環(huán)境污染，各國政府相繼以法律形式規(guī)定，排硫設備必須進行煙氣脫硫，由此而產(chǎn)生了大量的脫硫石膏。脫硫石膏綜合利用的研究工作始于20 世紀 70 年代末80 年代初，到現(xiàn)在，發(fā)達國家已形成了較為完善的研究、開發(fā)、應用體系，在美國、德國和日本，應用濕式石灰石（石灰）-石膏法脫硫工藝的機組容量約占電站脫硫裝機總?cè)萘康?80%以上[1]，據(jù)預測，到2005 年時，東歐和西歐的脫硫石膏排量有大于22%的增長，將達到1 930 萬t[2]。歐、美、日等國家非常重視工業(yè)副產(chǎn)石膏的綜合利用，其中日本、德國、美國水平較高，脫硫石膏達到了80%~90%的利用率[3-4]。目前，國內(nèi)對煙氣脫硫石膏的研究主要集中在作水泥緩凝劑、建材、建筑石膏、土壤改性等方面。學叢鋼、龔七一等[5]，成先紅、張梅[6]對脫硫石膏作水泥緩凝劑進行了系統(tǒng)研究；彭家惠、林芳輝[7]對脫硫石膏和粉煤灰為主要原料制備新型建筑砌塊進行了研究；丁寧、桂苗苗[8]開發(fā)出以脫硫石膏為主的粉刷石膏，各項指標均達到國家標準要求；沈陽市科委等單位同日本中央電力研究所、東京大學等部門合作[9]，對脫硫石膏在改造土壤性能進行試驗，研究結(jié)果證明脫硫石膏能夠促進鹽堿地農(nóng)作物生長并有增產(chǎn)作用表明。
目前礦山是排放固體廢料最多的行業(yè)之一，占工業(yè)固體廢物總量的80%，冶金礦山年排尾礦量達到了115 億t[10]。目前不少礦山面臨著無地建設尾礦庫，尾礦處理無出路的難題。利用一定量膠凝材料將尾礦廢料膠結(jié)成具有一定強度的膠結(jié)體，全部用以充填地下采空區(qū)，露天坑或塌陷區(qū)，既解決了尾礦的出路問題，又解決了采空區(qū)存在的安全隱患及其塌陷造成的地表生態(tài)破壞等問題[11]。本研究用半水石膏與水泥進行復合，利用半水石膏、水泥與尾礦不同配合比進行膠結(jié)得到適合尾礦回填的最佳條件。目前，我國煙氣脫硫每年要產(chǎn)生760 萬t 脫硫石膏。全國堆放的含脫硫石膏在內(nèi)的化工副產(chǎn)石膏以達4 000 多萬t，預定到2010 年將超過1 億t。硫石膏利用途徑的拓寬有利于石灰/ 石灰石-石膏濕法煙氣脫硫技術(shù)的進一步推廣應用，有利于減少SO2 的排放量，有利于減少脫硫副產(chǎn)物堆放所帶來的二次污染及占地問題，因此，用脫硫石膏替代部分水泥作為礦山充填膠結(jié)材料的研究與開發(fā)意義十分重大。
1 試驗
1.1 試驗材料
1.2 儀器設備
1.3 試驗方案
1.4 試驗方法與步驟
1.5 試驗過程
1.6 試驗結(jié)果與討論
2 結(jié)論
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