【正文】 目 錄 1 緒論 ............................................................. 1 脫硫石膏的綜述 ................................................. 1 脫硫石膏的產(chǎn)生 ............................................... 1 脫硫石膏的基本性能 ........................................... 2 脫硫石膏的綜合應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題 ............................. 3 脫硫石膏研究應(yīng)用現(xiàn)狀 ......................................... 3 國內(nèi)脫硫石膏資源化利用存在問題 ............................... 4 脫硫建筑石膏性能影響因素 ....................................... 5 外加劑對脫硫建筑石膏強度的影響 ............................... 5 使用環(huán)境的影響 ............................................... 6 研究石膏外加劑的必要性 ....................................... 6 研究課題的提出，研究內(nèi)容和目的 ................................. 7 本課題的提出 ................................................. 7 主要研究內(nèi)容 ................................................. 7 本課題的目的、意義 ........................................... 8 2 試驗原材料，設(shè)備，測定方法和方案 ................................. 9 原材料 ......................................................... 9 試驗設(shè)備與方法 ................................................. 9 試驗設(shè)備 ..................................................... 9 新拌石膏漿體流動性的測定 .................................... 14 凝結(jié)時間的測定 .............................................. 15 強度的測定 .................................................. 16 23 試驗方案流程圖及方法 ........................................... 18 3 外加劑對脫硫建筑石膏影響因素的分析 .............................. 19 緩凝劑 ........................................................ 19 緩凝劑對初凝，終凝時間的影響 ................................. 19 緩凝劑對強度的影響 ........................................... 21 緩凝劑作用機理分析 ........................................... 23 減水劑 ........................................................ 23 減水劑對脫硫建筑石膏流動度經(jīng)時損失的影響 .................... 24 減水劑對脫硫建筑石膏初終凝時間的影響 ........................ 25 減水劑對脫硫建筑石膏強度的影響 .............................. 26 減水劑作用機理分析 .......................................... 28 4 外加劑復(fù)配下的脫硫石膏 性能分析 .................................. 30 脫硫建筑石膏的初凝時間的影響因素分析 .......................... 31 脫硫建筑石膏流動性經(jīng)時損失的影響因素分析 ...................... 31 脫硫建筑石膏的力學(xué)性能影響因素的分析 .......................... 32 水膏比 ........................................................ 32 水膏比對流動度經(jīng)時損失的影響 ................................ 32 水膏比對脫硫建筑石膏初凝時間的影響 .......................... 33 水膏比對脫硫建筑石膏強度 的影響 .............................. 34 本章小結(jié) ...................................................... 35 5 結(jié)論 ........................................................... 36 結(jié)論 .......................................................... 36 展望 .......................................................... 37 致謝 ............................................................... 38 參考文獻 ........................................................... 39 1 緒論 脫硫石膏的綜述 作為一種歷史悠久的膠凝材料，石膏與石灰、水泥并稱為無機膠凝材料中的三大支柱。石膏分為天然石膏和工業(yè)石膏。天然石膏包括天然二水石膏和硬石膏，化學(xué)石膏包括磷石膏、氟石膏、硫酸鈉石膏、欽石膏、脫硫石膏等。據(jù)相關(guān)報道，我 國天然石膏礦藏豐富。目前探明儲蓄量約為 475. 1 億噸，居世界之首。化工生產(chǎn)中的副產(chǎn)品脫硫石膏排放量很大，目前為止，其年產(chǎn)量約在 40005000 萬噸。 將石灰石粉加水制成漿液作為吸收劑泵入吸收塔與煙氣充分接觸混合 ,煙氣中的二氧化硫與漿液中的碳酸鈣以及從塔下部鼓入的空氣進行氧化反應(yīng)生成硫酸鈣 ,硫酸鈣達到一定飽和度后 ,結(jié)晶形成二水石膏 .經(jīng)吸收塔排出的石膏漿液經(jīng)濃縮、脫水 ,使其含水量小于 10%,然后用輸送機送至石膏貯倉堆放 ,這個二水石膏的分子式是 CaS04 2H20,二個結(jié)晶水的硫酸鈣晶體 ,就是脫硫石膏 . 脫硫石膏是由于火力發(fā)電廠，冶煉廠以及各種化工廠等在燃燒煤的過程中排放的大量的二氧化硫廢氣，經(jīng)濕法脫硫工藝所得到的工業(yè)副產(chǎn)品。鑒于我國燃煤發(fā)電廠大多采用石灰石（石灰） /石膏濕法煙氣脫硫工藝，脫硫石膏的產(chǎn)量將隨著石灰石（石灰） /石膏濕法煙氣脫硫裝置不斷的建設(shè)而快速增加，若脫硫石膏得不到有效利用，不僅會占用大量的土地，還會對地下水造成污染從而損害接觸者的身體健康。脫硫石膏中有機污染物等有害物質(zhì)，也有可能隨雨水的沖刷進入底層，污染土地。隨著環(huán)保力度的增加和可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略部署，脫硫石膏的綜合開發(fā)越來越受 到人們的重視，其應(yīng)用波及范圍主要集中在建筑業(yè)，建材業(yè)，工業(yè)，農(nóng)業(yè)幾個方面。 脫硫石膏的產(chǎn)生 脫硫石膏在國內(nèi)主要是利用火力發(fā)電廠采用石灰石（石灰） 石膏濕法脫硫，由煙氣中的 SO2和噴入的石灰石漿液 CaCO3反應(yīng)而成，化學(xué)方程式如下： CaCO3+SO2+ H2O→ CaSO4 2H2O+H2CO3 具體的生成過程是通過脫硫，氧化，分離，脫水 4 個步驟。 （ 1） 脫硫 :在吸收塔內(nèi)，石灰石 CaCO3與煙氣中的 SO2化合生成 CaCO3 .1/2H2O。 （ 2） 氧化 :CaS03 .1/2 H20 與向吸收塔中懸浮液 吹入的氧氣發(fā)生反應(yīng)生成二水硫酸鈣。在這個過程中，石膏晶體是通過連續(xù)的循環(huán)過程生成的。 （ 3） 脫硫石膏分離 :產(chǎn)生的二水硫酸鈣晶體在水力旋流器中分離出來并去除雜質(zhì)。 (4)脫硫石膏沖洗和脫水 :硫酸鈣晶體使用過濾器和離心機，從產(chǎn)生于水力旋流器底流中的懸浮液中分離出來。分離出來的結(jié)晶硫酸鈣，用干凈的水沖洗，以便清除氯離了、鈉離了、鎂離了這些水溶性雜質(zhì)。這樣便生成了脫硫石膏。 脫硫石膏的基本性能 脫硫石膏的主要礦物為二水硫酸鈣晶體 。 與天然石膏相比，脫硫石膏是一種品質(zhì)較好的石膏，具有顆粒較細，純度高，結(jié)晶性能好 ，成分穩(wěn)定等特點。 脫硫石膏和天然石膏的相同點在于： （ 1）脫硫石膏的水化動力學(xué)、凝結(jié)特征與天然石膏相同，但其速度相對較快。脫硫石膏和天然石膏的凝結(jié)硬化表現(xiàn)為半水石膏的水化進程。 （ 2）脫硫石膏轉(zhuǎn)化后的 5 種形態(tài)和 7 種變體，其物化性能與天然石膏一致，可以代替天然石膏作建材。 脫硫石膏的主要成分為二水石膏，在一定的條件下加熱脫水會變成熟石膏，建筑工業(yè)用熟石膏 (簡稱建筑石膏 )有著極其廣泛的利用途徑，相關(guān)研究表明脫硫石膏在 170℃ ~200℃ 溫度下脫水并恒溫 3~4h 后，所得的建筑石膏符合國家標(biāo)準(zhǔn)。脫硫建 筑石膏分為 ɑ 型和 β 型兩種，有研究認為脫硫石膏脫水后生產(chǎn)的 ɑ 型較 β型性能稍好，但其性能受多方面的影響，故目前還沒有形成規(guī)?；a(chǎn)。 Ⅲ 型硬石膏稱為可溶性無水石膏，是由 ɑ 型與 β 型半水石膏加熱脫水而成。 Ⅱ 型硬石膏為難溶或不溶的無水石膏。而 Ⅰ 型硬石膏在常溫下是不存在的。 與天然石膏相比，脫硫石膏的不同點簡述如下 : （ 1）顆粒過細 :煙氣脫硫石膏的顆粒大小較為平均，其分布帶很窄，細度高。 （ 2）原始物理狀態(tài)不一樣 :天然石膏是粘合在一起的塊狀，而脫硫石膏以單獨的結(jié)晶顆粒存在 。脫硫石膏雜質(zhì)與石膏之間的易磨性相差較 大，天然石膏經(jīng)過粉磨后的粗顆粒多為雜質(zhì)，而脫硫石膏經(jīng)過粉磨后的細顆粒為雜質(zhì)，其特征與天然石膏正好相反。 （ 3）雜質(zhì)成分不同 :由于燃燒過程中使用的燃料 (特別是煤 )和洗滌過程中的石灰 /石灰石，在脫硫石膏中常有碳酸鹽、二氧化硅、氧化鎂、氧化鋁、氧化鈉等雜質(zhì)，某些雜質(zhì)超過一定含量會影響石膏制品的質(zhì)量，如在較潮濕的環(huán)境中會發(fā) 生“返霜”現(xiàn)象。其他雜質(zhì)如顆粒較小的 Fe 和未完全燃燒的煤粉顆粒會影響制品的白度和粘結(jié)性能。 （ 4）脫硫石膏的產(chǎn)地優(yōu)勢 :脫硫石膏由于是火電廠的工業(yè)副產(chǎn)品，因此產(chǎn)地在全國分布較均勻，而天然 石膏作為白然界中蘊藏的石膏石，會受到地域限制的影響。像江蘇、廣東等天然石膏匱乏的地區(qū)，脫硫石膏的出現(xiàn)會彌補了我國高品位的天然石膏儲量小、產(chǎn)量低、其產(chǎn)品遠離消費地的重大缺陷。 (5)強度提高 :對用脫硫石膏和天然石膏制作的石膏膠凝材料進行試驗比較，說明脫硫石膏具有較好的技術(shù)性能，其抗折強度與抗壓強度明顯高于天然石膏，具有良好的可利用潛力。 （ 6）脫硫石膏的顏色偏深：這是由于煙氣除塵中使脫硫石膏含有較多的粉煤灰所致。同時堆密度較大，含水率高、呈濕粉狀等特點。 脫硫石膏的綜合應(yīng)用現(xiàn)狀及存在的問題 脫硫石膏研究應(yīng)用現(xiàn)狀 由于脫硫石膏的品位優(yōu)于天然石膏，同時脫硫石膏價格較天然石膏有著較高的競爭力，故脫硫石膏的資源化利用將在一定程度上均衡天然石膏的地域分布，脫硫石膏在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑行業(yè)中的應(yīng)用越來越廣泛。 （ 1）脫硫石膏在水泥工業(yè)上的應(yīng)用 我國研究人員從 20世紀(jì) 90年代起對脫硫石膏在水泥生產(chǎn)中的應(yīng)用進行了大量的試驗研究。成先紅、張梅等人利用太原第一熱電廠生產(chǎn)的簡易脫硫石膏和烘干后的脫硫石膏對是否可代替天然石膏用于水泥緩凝劑做了系統(tǒng)研究，試驗表明，兩種脫硫石膏對水泥的凝結(jié)時間、強度、安 定性指標(biāo)均符合國家標(biāo)準(zhǔn)，同時在相同的粉磨時間內(nèi)，脫硫石膏制成的水泥的比表面積偏大 。 對于礦渣水泥，粉煤灰水泥和復(fù)合水泥，脫硫石膏既是緩凝劑，同時又是混合材水化時的硫酸鹽激發(fā)劑。相關(guān)研究表明，摻加熟脫硫石膏的膠凝材料，在齡期 28d 時的抗折與抗壓強度較不摻的分別提高 36. 4%和 19. 0%。同時，這種激發(fā)作用隨齡期的增長逐漸增強，可大大地提高粉煤灰膠凝材料的技術(shù)性能降低產(chǎn)品的生產(chǎn)成本。 （ 2）脫硫石膏在建材業(yè)上的應(yīng)用 ①石膏砌塊 石膏砌塊是以 β 一半水石膏或無水硬石膏為主要原料，經(jīng)澆注 或壓制成型、自然干燥等工藝制成的輕質(zhì)隔墻型材料。由于具有良好的保溫隔熱、防火性能、質(zhì)量輕、可取代粘土磚，國內(nèi)應(yīng)用廣泛。但由于自身多孔結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致石膏砌塊強度低、防