安徽省工业废渣化学石膏资源的调查及其综合利用

安徽省工业废渣化学石膏资源的调查及其综合利用 ——生产石膏空心砌块 安徽森科新材料有限公司     张庚福   薛世浩 一、概述 近年来，我国经济发展面临的资源约束和环境污染的矛盾日趋严重。虽然环境治理手段不断加强，但是大气、水及自然生态等的污染情况仍在继续加重。巨大的工业废渣化学石膏的排放，现已对我国环境造成了很大危害，这种危害随着它的排放量增加而日趋严重，废渣化学石膏已对城市水源、河流造成污染。国家环保相关法规和政策的处罚条款越来越严。例如:宁夏某厂的磷石膏堆场正好处于银川市水源上游，有机磷和无机磷渗人地下，对银川市水源造成危害，一遇大雨，磷石膏随河水冲进黄河，对水源造成污染;又如四川某企业，每年排出近80万t磷石膏，早已堆积如山，占地数百亩。类似现象很多，不一一赘述。它已到了非处理不可的地步，如再不重视处理，将直接影响人、环境、社会的和谐，及国土保护的严重后果，影响也直接对企业的生存和发展带有不可估量的损失。 我国是一个经济快速发展的国家，对天然矿产资源的依赖性越来越大，虽然中国石膏矿储量丰富，但天然矿产资源并不是取之不尽用之不竭的东西，石膏也不例外，而是挖一点少一点。我国湖北应城石膏矿经过百年的采挖，资源基本枯竭，其他地方也有类似情况。由于过度开采天然资源，人才、科学发展产生负面影响将不利于我国经济的可持续发展。反而对经济发展和环境起到负面作用。 二、我国化学石膏资源现状 我国现状 我国化学石膏品种及产量 石膏 (二水硫酸钙CaSO4-2H20)是一种天然矿物，它也可以用化学方法合成。在工业化进程中生产磷胺，添加剂、柠檬酸、烟气脱硫和各种无机盐等产品，它们排出以工业固体废弃物是以二水酸钙为主要成分的化学石膏。目前绝大部分未被利用，占用大量土地堆放，成为污染环境的工业废渣。 目前我国的化学石膏，按产出行业和品种分类共有十余种。如:烟气脱硫石膏、磷石膏、柠檬酸石膏、盐石膏、味精石膏、铜石膏、氟石膏、钛石膏、添加剂石膏、铬石膏、硼石膏、芒硝石膏、酒  酸石膏、乳酸石膏等。相当于目前全国天然石膏开采量的40%，如此巨大的工业化学石膏，如果能很好地开发利用，变废为宝，对人类将是一笔可贵的资源，如果不能很好地利用，将对环境造成严重污染，并对电力、化工等工业的可持续发展带来严重的影响。 按科学发展观，保护环境，可持续发展是我国加速工业化进程的基本国策。我们就必须将大量的工废渣-化学石膏当做资源来加以利用和开发，至2009年底全国每年排放的工业储量磷石膏约5000万吨（利用率20%），火力发电厂产生的脱硫石膏约4000万t（利用率3%～5%），柠檬酸石膏约100万吨，钛石膏等约100万吨，氟石膏211万吨，加上其他工业附产石膏，累计全年产工业废渣化学石膏约1亿吨，加上十几年堆集的化学石膏约2亿吨。如果将其全部利用，就相当于我国增加了年产500万t石膏矿井20个，等于每年节约了1亿t天然石膏矿产资源，对于我国石膏工业的可持续发展，对于子孙后代都具有极其深远的意义。 三、安徽省废渣化学石膏现状： 1、电厂脱硫石膏（每生产1万kw电能产生脱硫石膏800吨） 名称 年发电量（KW） 年产生脱硫石膏（万吨） 备注 安徽华电宿州发电有限公司 2*2*60万 19.2 马鞍山当涂发电厂 2*60万 9.6 安徽华电六安发电有限公司 2*13.5万 2.16 淮南田家庵发电厂 2*30万 4.8 大唐淮南洛河发电厂 3*60万 14.4 大唐淮北发电厂 8*30万 19.2 安徽淮南平圩发电有限责任公司 4*60万 19.2 凤台县凤台电厂 4*60万 19.2 分四期投入 阜阳华润电厂 2*64万 10.24 国投宣城发电有限责任公司 2*60万 9.6 华能巢湖电厂 2*60万 9.6 铜陵皖能发电厂 2*60万 9.6 淮北平山电厂 2*60万 9.6 宿东发电厂 2*60万 9.6 贵池发电厂 2*2.5万 0.4 芜湖发电厂 2*60万 9.6 安徽安庆皖江发电有限责任公司 2*30万 4.8 安徽马鞍山万能达发电有限责任公司 4*30万 9.6 小计 2380万 190.4         (统计日期截止2009年) 2、磷石膏 企业名称 磷产品年产量 磷石膏 年增加量 磷石膏 堆放量 合肥四方磷复肥有限责任公司 90万吨/年高中低浓度复合肥及专用肥、20万吨/年普通过磷酸钙、40万吨/年磷铵 50~60万吨/年 300万吨以上 安徽六国化工股份有限公司 96万吨磷铵/年 180~250万吨/年 1000万吨以上 安徽新中远化工股份有限公司 12万吨/年硫铁矿制酸和10万吨/年粉状磷酸铵 80~110万吨/年 08年正式投产，堆积量较少 宣城司尔特化肥有限公司 磷复肥近百万吨，硫酸25万吨、磷酸一铵25万吨、合成氨4.5万吨、碳铵10万吨 150~180万吨/年 400万吨以上 小计 460~600万吨/年 1700万吨以上         3、其他工业化学石膏 企业名称 产品年产量 石膏 年增加量 蚌埠丰原化工 22万吨/年柠檬酸 33~52.6万吨 东至天孚化工有限公司 20000吨/年氟化氢铵、2000吨/年氟化铵、200吨/年对氟甲苯、20000吨/年氟化氢 6万吨 安徽锦洋氟化学有限公司 氟化铝4万吨 9.76万吨 宣城亨元化工有限公司 无水氟化氢4万吨/年 7.6万吨 铜陵安钠达钛白粉有限公司 钛白粉20000吨/年，硫酸亚铁50000吨/年 6万吨 合计 62.36~81.96万吨       综上所述，安徽省工业副产石膏现状，脱硫石膏190.4万吨/年，磷石膏400-600万吨/年，其它石膏62.36-81.96万吨/年，合计712.76-872.36万吨/年，现已堆放各种化学石膏量达1900万吨。 注：a、“十二五”即将投产的磷石膏年增加约300万吨； b、“十二五”即将投产的氢氟酸石膏年增加约20万吨。 c、“十二五”即将投产的镍石膏每年增加量约300万吨。 至“十二五”末，全省年产工业副产石膏约1500万吨。 四、国外工业化学石膏应用情况 国外工业副产石膏的应用于建材行业已有100多年历史，最好的国家是日本，其次是美国和欧洲。由于日本是一个矿产资源极其贫乏的国家，无天然石膏资源，所以，日本工业废渣化学石膏(主要是脱硫石膏和磷石膏)已全部利用，基本上全部用于石膏砌块、各种石膏板、抹灰石膏等建筑制品还不能满足使用要求，它每年还要从泰国进口大量天然石膏。 欧美在工业废渣化学石膏利用方面做得也很好，脱硫石膏占到90%，几乎所有的脱硫石膏、磷石膏也全部或部分用于建筑制品。德国，他们电厂产生的脱硫石膏主要用于纸面石膏板，石膏砌块，粉刷石膏等行业，它已基本消除对环境的污染，转变成为可利用再生资源。 它除了脱硫石膏、磷石膏外，其它类型的工业废渣石膏很少，资源的综合利用的压力相对于中国较小。 五、我国工业废渣化学石膏利用的途径。 工业废渣化学石膏数量如此之大，其综合利用生产能力零打碎敲，不成规模，解决不了根本问题，纵观我国天然石膏应用领域及国外废渣化学石膏的广泛应用的经验，可以看出，综合利用于建材工业及新型墙材行业是最为广泛、其用量也最大，是一种解决工业废渣化学石膏的根本出路。 它们的主要用途有以下几个方面: (1)        水泥工业缓凝剂； (2)        用于生产普通β型建筑石膏粉，石膏砌块、板材、建筑石膏粉等石膏制品； (3)        α高强石膏； (4)        直接用于农业，做土壤的改良剂; (5)        直接用于筑路的路基材料; (6)        用石膏做原料，生产硫酸和水泥。 六、安徽省工业废渣化学石膏应用概况： 安徽省工业废渣化学石膏的应用与全国相比，起步较晚，它们应用量非常少，绝大部分以挖坑占地的现状。 应用情况 脱硫石膏 水泥缓凝剂，极少量用于生产β建筑石膏粉 合肥四方磷得肥有限公司 除已积压的500万吨左右，每年生产的磷石膏50—60万吨/年，只消耗5万吨左右/年 安徽六国化工有限公司 有一条10万吨/年β建筑石膏粉生产线，年消耗磷石膏10万吨左右/年 安徽新中远化工有限公司 外销浙江等地做水泥缓凝剂 宣城司尔特有限公司 外销浙江等地做水泥缓凝剂等，用量极少 蚌埠丰原化工股份有限公司 有一条4.5万吨/年建筑石膏粉生产线，年消耗柠檬酸石膏8—9万吨/年 东至天孚化工有限公司 外销浙江等地做水泥缓凝剂，市场需求不稳定 安徽锦洋氟化学有限公司 外销浙江等地做水泥缓凝剂，市场需求不稳定 宣城亨元化工有限公司 外销浙江等地做水泥缓凝剂，市场需求不稳定 铜陵安纳达钛白粉有限公司 未用     从我省的废渣化学石膏的使用情况看，主要用在水泥缓凝剂和建材方面。安徽省现有三条石膏煅烧生产线，生产建筑石膏粉：1、铜陵  安徽六国化工属下绿阳建材建筑石膏粉生产线，产能10万吨/年；2、蚌埠丰原化工属下的柠檬酸β石膏煅烧生产线，产能4.5万吨/年；3、巢湖巨龙建材有限公司建筑石膏粉煅烧生产线，产能5万吨/年。上述三企业石膏粉年生产能力19.5万吨，但开工率在60—70%之间。 安徽省现有四家生产石膏空心砌块生产企业：1、安徽省光信新材料有限公司；2、安徽省筑诚环保节能新型建材有限公司；3、池州市新科建材有限公司；4、合肥金大新材料有限公司。它的总产量为8万m3/年。 随着城市化发展和墙材革新的举措向前抓进和发展，一种符合循环经济，大量堆积的工业废渣化学石膏是一种很重要的胶凝材料，是低碳低能耗的可持续发展的源材料。 建筑石膏与水泥、石灰在生产中的能耗与CO2比较表 材 料 耗煤(kg/吨) 电耗(度/吨) CO2排量(kg/吨) 水 泥 110 105 923.7 石 灰 130 30 817.5 石 膏 60 25 129.4         从上表的三在胶凝材料可以看出建筑石膏吨耗煤是水泥的54%，电耗是水泥的24%，CO2排量是水泥的13.96%。 如果安徽省年生产的工业副产石膏1000万吨（含年消耗历年积压的130万吨）用于石膏空心砌块和石膏粉等，可省煤46万吨，省电800万千瓦时，CO2排量减少794万吨。生产263万立方米石膏空心砌块，替代18亿块标砖。由此可见它的发展对我省墙材革新工业发展会作出较大贡献。 除此之外，石膏砌块它不仅是节能、环保、绿色建材。还有以下优良性能： 1、  由于收缩系数极低， 石膏砌块用于墙上不开裂、不起鼓、优于其他墙材。 2、  硬化时，体积膨胀小。β半水石膏硬化膨胀率0.1~0.2%，其作自流平地石材墙成墙面抹灰材料性能优势。 3、  轻质。它容重轻，其重量是同等厚度砖墙的1/5左右，有利抗震，减少主体结构和基础的造价，它对于高层建筑具有实在的经济意义。 4、  良好的保温隔热性能。 容重为900*8/m3其导热系数为0.16W/m.k，是符合建筑节能50%的新型墙材。 5、  良好的耐火性能。石膏水化产物是含有二个结晶水的二水石膏，它遇火时逐渐脱去结晶水，同进还吸收大量的热，延迟周围环境温度的升高，因此它具有良好的防火阻燃性能。 6、  良好的装饰功能。石膏制品尺寸稳定性好，四季气候变化时不会发生外观缩胀变开形，可成为无缝表面。 7、  舒适的居住功能。它的制品有大量的微孔。因而具有独特的“呼吸”功能。即在温度高、湿度小时，逐渐释放微孔中的水分，当温度低、湿度大时，能吸收空气中水分，这样可在一定范围内调节室内湿度，使居住环境更为舒适。