磷石膏煅燒建筑石膏技術及應注意的問題

喬蓉艷

摘要：《關于推進化肥行業(yè)轉(zhuǎn)型發(fā)展的指導意見》中指出：加大資源回收利用和廢棄物綜合利用，做好磷礦資源中氟、硅、鎂、鈣、碘等資源的回收利用以及磷石膏制高端石膏產(chǎn)品。提高磷石膏開發(fā)利用水平，到2020年，磷石膏綜合利用量從目前年生產(chǎn)量的30%提高到50%。工信部《工業(yè)綠色發(fā)展規(guī)劃（2016～2020年）》（工信部規(guī)[2016]225號）中指出：到2020年，大宗工業(yè)固體廢棄物綜合利用量達21億t，磷石膏利用率達40%。

國家工信部與發(fā)改委聯(lián)發(fā)的《新型墻體推廣應用行動方案》、國家工信部《國家工業(yè)資源綜合利用先進適用技術裝備目錄》第34項“固體廢物生產(chǎn)新型噴筑墻體技術與裝備”等系列政策，大力支持磷石膏建材作為綠色環(huán)保的新材料、新工藝、新技術廣泛應用于建筑工程領域。

關鍵詞：磷石膏煅燒;建筑石膏技術;問題

1主要工藝技術

1.1磷石膏預處理技術

磷石膏的主要成分為CaSO4·2H2O，pH值為1.5～4.5，呈酸性，含水率很高，為20%～30%，是工業(yè)副產(chǎn)石膏，客觀上都含有未分解的磷礦、未洗滌干凈的磷酸、氟化鈣、鐵鋁氧化物、氟、酸不溶物及有機物等多種雜質(zhì)。磷石膏因其雜質(zhì)的影響，要直接用于生產(chǎn)石膏建材，應進行一定的潔凈預處理。常用的預處理工藝有水洗、浮選、石灰中和、復合固化等。可靠的方法是水洗法處理：用粗篩將磷石膏中的大塊雜物篩分去除，經(jīng)過計量喂料皮帶進入成漿槽，加水攪拌均勻后泵入浮選槽，去除有機物后進入粗渣分離器去除石英、未分解的磷灰石等難溶的大顆粒雜質(zhì)，經(jīng)過濾機過濾的物料固液分離后存放在磷石膏原料堆場備用，實現(xiàn)磷石膏的減量化、資源化綜合利用。過濾液經(jīng)石灰中和、沉淀后回到水系統(tǒng)重新利用，實現(xiàn)洗滌水零排放。目前最常用的方法是石灰中和法：將堆放數(shù)年的磷石膏與石灰按一定的比例混合均化，并在堆場堆放一定時間，讓其進行充分的反應與穩(wěn)定，這樣磷石膏的可溶性磷基本去除，生產(chǎn)出來的建筑石膏質(zhì)量可靠，石膏制品的性能也穩(wěn)定，基本沒有返潮、不粘紙和銹蝕釘子等現(xiàn)象。

1.2磷石膏干燥與煅燒技術

目前，磷石膏煅燒建筑石膏粉的生產(chǎn)工藝主要有“一步法”和“兩步法”。一步法工藝流程為：磷石膏從原料存放場經(jīng)鏟車裝入給料箱，經(jīng)調(diào)速皮帶送入濕料倉。濕料倉中的物料用計量秤計量后喂入烘干煅燒一體設備中，充分干燥煅燒后經(jīng)袋式收塵器，由螺旋、提升機送人改性磨研磨，改性后由提升機、喂料螺旋至冷卻器中進行冷卻，穩(wěn)定物料的性能，然后經(jīng)提升機提升，螺旋或拉鏈機水平輸送進入建筑石膏陳化儲料倉。兩步法工藝流程為：磷石膏經(jīng)鏟車裝入給料箱，計量后經(jīng)皮帶送人濕料倉。煅燒和預烘干的尾氣經(jīng)布袋除塵、洗滌后排空。兩步法煅燒制備石膏粉的加工核心環(huán)節(jié)是煅燒，煅燒設備主要有沸騰爐和炒鍋2種。沸騰爐的工作原理為：固體物料在爐內(nèi)被向上流動的氣流托起，在一定的高度范圍內(nèi)作上下翻滾運動，并以流態(tài)化狀態(tài)與熱風管進行熱交換而實現(xiàn)煅燒石膏的功能。炒鍋的工作原理為：物料在鍋內(nèi)由攪拌器攪動而帶來流動，并使物料不斷與鍋底的明火及與鍋內(nèi)換熱管的熱煙氣進行熱交換，而實現(xiàn)煅燒的功能。

無論一步法還是兩步法，尚存石膏粉質(zhì)量不穩(wěn)定影響因素，很多相關企業(yè)已經(jīng)在研制三步法、四步法的工藝及設備，為了更好的推廣工業(yè)廢渣磷石膏在建筑領域的使用，制定產(chǎn)品標準和相關技術規(guī)程非常重要和緊迫。

2應注意的問題

2.1物料基本性質(zhì)

用于建材行業(yè)的磷石膏的放射陛應符合CB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》中的規(guī)定。磷石膏本身具有雜質(zhì)種類多的特點，需要進行無害化處理。對于水洗的工藝需要注意對洗滌水的零排放處理，不要形成新的污染;對于中和處理，石灰的用量不能過多，中和后的磷石膏以pH值在6～7為好。并且一定要堆放半年后才能使用。磷石膏的無害化預處理，在技術可靠的前提下，還需要注意其經(jīng)濟性，盡可能地降低預處理的綜合成本。建議制訂專用于不同地區(qū)建筑石膏制備的磷石膏標準。建議磷化工企業(yè)與下游磷石膏利用企業(yè)深度融合，將磷石膏的清洗工作前置到磷化工企業(yè)。使出廠的磷石膏中可溶性磷含量小于0.04%，氟含量小于0.01%。

2.2物料的輸送

由于磷石膏具有含水量高、黏性強和弱酸性的特點，輸送設備的選擇需注意：一是要考慮在裝載、提升、輸送過程中極易黏附在各種設備上，造成積料堵塞，影響正常生產(chǎn)過程，二是要考慮對設備的腐蝕等問題。

2.3濕物料的準確計量

為了煅燒出高質(zhì)量的建筑石膏，需要對原料進行準確的計量，要特別注意到濕物料的粘性特性。選擇濕料倉，配合其變頻可調(diào)的卸料能力及精準的皮帶秤計量），能給烘干煅燒精準供料，給烘干煅燒的產(chǎn)品質(zhì)量提供最基本保證。

2.4以電廠或磷化工廠蒸汽作熱源

烘干通常采用蒸汽回轉(zhuǎn)窯和空心軸雙螺旋干燥機，蒸汽回轉(zhuǎn)窯的優(yōu)點是熱量均勻，設備運行穩(wěn)定可靠，維修量少，產(chǎn)品性能穩(wěn)定，缺點是設備占地面積多，投資大。空心軸雙螺旋干燥機設備投資省，比較適應年產(chǎn)3萬t以下的建筑石膏煅燒線，設備大型化能力低，產(chǎn)量小，需要多臺設備并聯(lián)才能滿足大產(chǎn)能的要求，另外設備磨損大，故障率高，維修工作量大，設備開機率低是其缺點。選用蒸汽回轉(zhuǎn)窯時特別需要注意自由水含量超15%情況下效率降低的問題。

3結(jié)束語

綜上所述，本文主要介紹了磷石膏煅燒生產(chǎn)建筑石膏的主流技術，以及磷石膏煅燒建筑石膏的“一步法”和“兩步法”生產(chǎn)工藝流程。從目前來看，利用磷石膏生產(chǎn)建筑石膏的技術仍需不斷改進，希望更多的企業(yè)、政府職能部門支持，希望能編制《建筑石膏用磷石膏標準》、《磷石膏墻體技術規(guī)程》，希望加大研發(fā)推廣磷石膏應用于高強度石膏墻板的生產(chǎn)技術的力度。