行业新(xīn)闻
我國(guó)是硫酸生产和消费大國(guó)，钛白粉、芳烃硝化、染料、石油加工和钢铁酸洗等行业都会用(yòng)到硫酸，相应地产生大量的含硫酸废水。随着生产规模的扩大，工业含硫酸废水的量也在逐年增加。处理(lǐ)含硫酸废水成為(wèi)摆在相关企业面前的难题。
常见的含硫酸废水处理(lǐ)工艺主要有(yǒu)浓缩、化學(xué)氧化、萃取、结晶、生产化肥和中和处理(lǐ)等工艺，大部分(fēn)处理(lǐ)工艺的运行成本较高，成為(wèi)了企业的负担。
这就需要跳出单纯的废水处理(lǐ)达标排放的概念，另辟蹊径，寻求在治理(lǐ)含硫酸废水的同时创造效益的新(xīn)模式。根据硫酸的化學(xué)特性，在含硫酸废水中投加特定药剂并控制反应条件，可(kě)生成石膏，生成的石膏通称為(wèi)工业副产石膏。
根据废水的性质不同，副产的石膏又(yòu)可(kě)分(fēn)為(wèi)磷石膏、脱硫石膏、钛石膏、氟石膏、柠檬酸石膏等，可(kě)用(yòng)作建筑材料和石膏制品，如水泥缓凝剂、纸面石膏板、石膏砌块、石膏砂浆、抹灰石膏等，该工艺可(kě)将废酸变废為(wèi)宝，创造价值。
我國(guó)2016-2019年平均市场石膏需求量约為(wèi)22000万吨，其中水泥缓凝剂、石膏砂浆、自流平地坪、纸面石膏板、石膏墙板的需求量较多(duō)，占据总需求量的96%左右。近年来石膏粉加工市场非常受欢迎，普通建筑石膏价格400 元/吨，部分(fēn)白度较好的工业副产高强石膏价格已升至2200 元/吨。
磷石膏在我國(guó)工业副产石膏中占有(yǒu)很(hěn)大的比例，2018年，我國(guó)磷石膏产量為(wèi)7800万吨，综合利用(yòng)率仅為(wèi)39.7%[1]。
目前，我國(guó)磷石膏多(duō)用(yòng)于建材、农业和化工行业。在國(guó)外，德國(guó)Salzgitter公司、日本日产化學(xué)工业公司利用(yòng)磷石膏做水泥缓凝剂的工艺较為(wèi)成熟，据统计，日本生产的水泥缓凝剂有(yǒu)75%使用(yòng)的是磷石膏[3]，相比天然石膏，用(yòng)磷石膏生产水泥缓凝剂，在提高了水泥强度的同时降低了生产成本。
从20世纪90年代起，我國(guó)電(diàn)厂开始逐渐使用(yòng)湿法石灰石-石膏法脱硫工艺，脱硫石膏产量逐年增加。早在2010年，我國(guó)脱硫石膏的产量已居世界第一[4]，但我國(guó)对脱硫石膏的利用(yòng)还遠(yuǎn)不及一些发达國(guó)家，在日本、德國(guó)等國(guó)家脱硫石膏的利用(yòng)率可(kě)达100%，而我國(guó)的利用(yòng)率仅為(wèi)80%左右[5]。
目前，我國(guó)脱硫石膏主要用(yòng)于水泥缓凝剂的制作，也应用(yòng)于石膏砌块、纸面石膏板、建筑石膏、抹灰石膏和高强石膏的生产，还有(yǒu)一些应用(yòng)于农业的生产。國(guó)外脱硫石膏在材料领域的应用(yòng)主要有(yǒu)普通墙體(tǐ)材料及防水墙體(tǐ)材料的生产，混凝土、水泥和沥青生产，碳酸钙和硫酸钙的生产。在农业方面的应用(yòng)主要有(yǒu)用(yòng)作土壤改良剂，减少土壤侵蚀和富营养化、用(yòng)做肥料、矿物(wù)回收利用(yòng)等。还有(yǒu)将脱硫石膏应用(yòng)于一些國(guó)内少见的水处理(lǐ)领域，例如用(yòng)脱硫石膏处理(lǐ)水中的可(kě)溶性有(yǒu)机质，去除水中的金属离子以及一些氟化物(wù)等。
我國(guó)工业副产石膏的利用(yòng)率较低，主要是因為(wèi)含硫酸废水的杂质成分(fēn)不同，以及中和反应时的条件不同，导致生成的石膏品质参差不齐，达不到使用(yòng)要求，往往作為(wèi)固废处理(lǐ)。因此，改进含硫酸废水制石膏工艺，在保证出水水质达标的前提下提高副产物(wù)石膏的品质，对于生态环境的经济发展具有(yǒu)重要意义。
目前有(yǒu)几种较為(wèi)经济且技术可(kě)行的含硫酸废水处理(lǐ)并制取石膏的方法。一种方法是通过把控废水处理(lǐ)工艺条件来提高石膏品质，如选用(yòng)合适的药剂，控制温度、pH、停留时间、返浆比等因素来提高石膏品质，达到相应的石膏制品及建筑原材料的标准，从而加大在建筑石膏领域中的应用(yòng)。
另一种方法是将药剂反应生成的石膏进行二次优化，通过控制石膏各晶相转化条件，制备优质的高强石膏，高强石膏的优点在于强度高、纯度好，可(kě)用(yòng)于陶瓷模具石膏、自流平石膏的配制以及吸塑模具等的制作。
由于不同废酸产出的工业副产石膏的品质差距很(hěn)大，市场上对于不同工业副产石膏的标准没有(yǒu)统一和完善，这就加大了工业副产石膏综合利用(yòng)的难度。因此加快建立健全工业副产石膏应用(yòng)的要求与标准，成為(wèi)当下亟待解决的问题。对于石膏行业未来的发展方向还需着重关注[2]：
提升石膏建材工艺和装备的发展。工业规模化生产首先要解决原料的均匀性和稳定性，工艺和装备是保证石膏建材质量的重要环节。要以“中國(guó)制造2025”行动纲要為(wèi)指引，推动石膏建材装备的现代化、高端化和智能(néng)化。
加快工业副产石膏的无害化处理(lǐ)研究应用(yòng)。工业副产石膏含有(yǒu)的碱金属盐、有(yǒu)机物(wù)等各种有(yǒu)害杂质，已经严重影响了石膏建材制品的推广应用(yòng)，应加快工业副产石膏的无害化处理(lǐ)研究应用(yòng)，特别是排放端无害化处理(lǐ)。
[1] 叶學(xué)东 .2018年我國(guó)磷石膏利用(yòng)现状、问题及建议 年我國(guó)磷石膏利用(yòng)现状、问题及建议 [J].磷肥 与复磷肥 与复，2019，34(07)：1-4.
[2]李逸晨.石膏行业的发展现状及趋势[J].硫酸工业,2019(11):1-7+13.
[3]李光明，李霞，贾磊，吴金玲.國(guó)内外磷石膏处理(lǐ)和处置概况[J].无机盐工业，2012，44(10)：11-13.
[3] 沈荣熹.评发达國(guó)家用(yòng)FGD石膏与废石膏制石膏板的历程与经验[C]//中國(guó)建筑材料联合会石膏建材分(fēn)会、《石膏建材》编辑部.2011中國(guó)建筑材料联合会石膏建材分(fēn)会第二届年会暨第六届全國(guó)石膏技术交流大会及展览会论文(wén)集.北京：中國(guó)建筑材料联合会石膏建材分(fēn)会、《石膏建材》编辑部，2011：9.
[5] 杨冬蕾 ，杨再银 .我國(guó)脱硫石膏的综合利用(yòng)现状 [J].硫酸工业 ，2018(09)：4-8.
