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◇科学理论与实践◇不同煅烧条件下脱硫石膏的性能研究谢建海1亢虎宁2(1．兰州交通大学材料工程研究所；2．西安航天动力化学厂)摘要：利用脱硫石膏作为基本材抖．通过不同的煅烧条件得到性能不gl的脱硫建筑石膏。通过分析认为。脱硫石膏实验室的最佳煅烧条件为155℃、2h，得到的脱硫建筑石膏属于优等高强建筑石膏。由上述脱硫建筑石膏配制一种胶凝材料，各项性能指标优良。关键词：脱硫石膏；煅烧温度；性能studyofMechanicalPropertyofFGDGypsumunderDifferentCalciningConditionAbstract：FGDgypsumusedasbasicmaterial，discrepantperformanceOfFGDbuildinggypsumunderdifferentcalciningconditionwouldbeobtained．Throughanalysisandcontrast，thebestcalciningconditionwas，separately，155℃and2hinlab．TheFGDgypsumbuildingplasterpreparedissuperiorhigh-strengthconstructiongypsum．ThecementitiousmateriaIpreparedbyFGDgypsumdescribedabovehasanexcellentproperty．Keywords：FGDgypsum；calciningtemperature；property0前言我国火力发电仍占据主导地位，据《中国环境状况公报》报道2009年火电厂s02，排放量约1173万t，每脱除1tS02气体可以产生2．7t脱硫石膏[J]。我国每年烟气脱硫石膏的排放量达到5000万t以上。随着国家对两高一资(高污染、高能耗、资源性)项目及对污染治理控制力度的不断加大，脱硫石膏产量将会逐年增加。美国测试学会(ASTM)对脱硫石膏的定义[2]是：脱硫石膏主要在烟气脱硫过程中产生，是一种化工副产品，主要由含两个结晶水的硫酸钙组成。脱硫正常时产出的石膏颜色近乎白色微黄，纯度一般可达到90％以上，国家建筑材料认证中心检测结果表明脱硫石膏重金属含量和放射性指标分别满足GB18582—2001((室内装饰装修材料有害物质限量》和GB6566—2001((建筑材料放射性核素限量》标准要求，因此，脱硫石膏是一种很有利用潜力的固体废弃物。脱硫石膏可以生产石膏一水泥、石膏胶结材料‘31、水泥缓凝剂‘43等，而脱硫石膏最主要的用途就是将其煅烧为建筑石膏(B型半水石膏)，用作石膏砌块条板、粉刷石膏、纸面石膏板、粉墙腻子等的材料。本文主要研究脱硫石膏在不同的煅烧条件下的性能差异，为脱硫建筑石膏的生产提供有益的借鉴。1原材料和试验方法1．1原料脱硫石膏取白兰州某电厂，平均粒径为36．56pm，比表面积为256m2／kg，纯度达到93％以上。表1为脱硫石膏的化学成分组成。82◇科学理论与实践◇表l脱硫石膏的化学组成％1．2试验方法首先将脱硫石膏在60℃的温度下进行干燥脱水，使附着水含量控制在5％以下，为煅烧工序创造条件。分别选择了135℃、155℃、175℃三个煅烧温度，1h、2h、3h三个时间段来进行煅烧试验。根据GB／T17669．4—1999((建筑石膏净浆物理性能的测定》和GB／T17669．3—1999((建筑石膏力学性能的测定》分别测定脱硫建筑石膏的初终凝时间、折压强度、标准稠度。2试验结果及讨论在不同的煅烧条件下，试验得到的脱硫建筑石膏性能见表2。表2不同煅烧条件下脱硫建筑石膏的物理性能煅烧温度／℃煅烧时间／d初／终凝时阀／2h折／琏强度／绝干折／压强度／MPaMPa绝十密度／标准稠度’_-39cm0．86门．643．04／7．920．92／1．733．3819．693．40／9．530．96f1．823．28t9．453．36／10．022．16／6．824．56／16．232．20／6．686．60／16．446．65门6．582．32／6．745．58／15．626．72／15．890．640．670．650．680．670．650．680．69建筑石膏的密度一般在25002800kg／m3，质量应符合建筑石膏的国家标准要求，具体指标按GB／T9776—2008《建筑石膏》要求见，表3。表3建筑石膏的质量指标要求82由上述试验结果可以得出，采用135℃煅烧温度，必须煅烧到3h才能达到建筑石膏的质量要求。采用155℃煅烧温度，煅烧2h和3h的质量很接近，都能达到建筑石膏3．0级的质量要求。采用175℃煅烧温度，煅烧3h比2h的强度高，能达到建筑石膏3．0级的质量要求。考虑到煅烧的能量消耗指标，选择155℃煅烧2h的试验较优。在此条件下得到的脱硫建筑石膏物理力学性能如下：初凝时间为7rain，终凝时间为15min，2h抗折强度为3．38MPa，2h抗压强度为9．69MPa，绝干后的抗折、抗压强度分别为6．60MPa和16．44MPa，标准稠度0．68，属于优等高强建筑石膏。图1是在155℃下煅烧2h所得到建筑石膏的XRD图。从图1可以看出，脱硫石膏在155℃下经过2h煅烧，反应很充分，得到的产物主要是半水石膏，未反应的二水石膏含量很少，有少量转化为圪屿∞坶墙¨均协ijl1饿地m％¨M勾¨B狮Ⅳ吖吖ⅣⅣ”吖Ⅳ123l23123硬石膏。◆科学理论与实践◇0102030405060702p(o)图1脱硫石膏155℃下煅烧2h所得建筑石膏的XRD图3脱硫建筑石膏胶凝材料的性能脱硫建筑石膏可以与活性矿物掺合料制成性能优良的复合胶凝材料[5]。通过试验，由上述试验(155℃，2h)得到的脱硫建筑石膏配制成一种胶凝材料，基本配方为：脱硫建筑石膏，52％；粉煤灰，26％；硅酸盐水泥(42．5R)，22％；碱性激发剂，6．0％；高效减水剂，0．6％；耐水胶粉，0．8％；促凝剂，1．0％(其中前3项是基本配料，之和为i00％，其他助剂是在基本配料的基础上所占的质量百分数)。按以上配方得到的脱硫建筑石膏胶凝材料的力学及耐水性能见表4、图2，各龄期强度增长明显。表4脱硫建筑石膏胶凝材料的力学及耐水性能D4812IO：砌242子：，Zm藏lld图2脱硫建筑石膏胶凝材料不同龄期的抗折、抗压强度(2)在155℃，2h煅烧条件下得到的建筑石膏初凝时间为7min，终凝时间为15rain，2h抗折强度为3．38MPa，2h抗压强度为9．69MPa，绝干后的抗折、抗压强度分别为6．60MPa和16．44MPa，标准稠度O．68，属于优等高强建筑石膏。(3)在155℃、2h煅烧条件下得到的脱硫建筑石膏胶凝材料的性能优良，具有推广使用的价值。(4)工业上煅烧脱硫石膏应根据具体趵生产工况条件，选择合适的煅烧条件达到节能优质的目的。参考文献：Eli田贺忠，都吉明，赵结，等．燃煤电厂烟气脱硫石膏综合利用途径及潜力分析[J]．中国电力，2006，39(2)：64—67，E23WHITE．DAVINA世界石膏生产、应用及前景[J]．江苏地矿信息．1998(4)：43．44．E3]刘民荣，李国忠，柏玉婷．聚合物改性脱硫建筑石膏的研究I-J]．武汉理工大学学报，2009，31(16)：23．26．E4]顾雪慈．脱硫石膏代替天然石膏做水泥缓凝荆[J3．水泥2006(12)：32—35．E5]黄洪财，马保国，邢伟宏．矿物掺合料对建筑石膏的改性及机理研究[J]．非金属矿．2008(3)：27—30．4结论(1)脱硫石膏试验室的最佳煅烧条件为(作者简介：谢建海，男，工学硕士，高级工程师，主要从155℃、2h。事生态建材及复合材料的研究。)83s}勰M∞侮￡l84OIfT善鹜飘