0 前言城市化進(jìn)程下，建筑工程成為城市發(fā)展中的關(guān)鍵，帶動(dòng)著(zhù)相關(guān)產(chǎn)業(yè)迅速發(fā)展。其中水泥企業(yè)之間的競爭日益激烈，面臨著(zhù)銷(xiāo)量少、價(jià)格低等問(wèn)題，在很大程度上減少了企業(yè)利潤，加上國家節能環(huán)保政策、生產(chǎn)要求更加嚴格，水泥企業(yè)舉步維艱。工業(yè)廢石膏中含有部分未反應的碳酸鈣，可溶性鉀、鈉鹽類(lèi)，這些雜質(zhì)能夠促進(jìn)水泥水化，且激發(fā)混合材料性能，提高產(chǎn)品質(zhì)量。因此加強對工業(yè)廢石膏在水泥生產(chǎn)中應用的研究具有非常重要的現實(shí)意義。

　　1 工業(yè)廢石膏概述廢石膏是以硫酸鈣為主的工業(yè)廢渣。廢石膏呈現粉末狀，其中 80%為硫酸鈣，還有硅、鋁及鐵等成分。通常情況下，每生產(chǎn)一噸磷酸，會(huì )排出五噸的磷石膏。很多國家對于廢石膏的排放遠超過(guò)天然石膏，如上個(gè)世紀七十年代，塑料石膏排放量為 1400 萬(wàn)噸，如果不能夠對其進(jìn)行科學(xué)、合理運用，將會(huì )占用大片土地資源，對土壤、水資源等構成一定破壞，嚴重情況下，還會(huì )威脅到人們的身心健康。目前，工業(yè)廢石膏主要有以下幾類(lèi)：

　　1.1 石膏尾礦石膏尾礦，是礦山采礦中排出的雜質(zhì)有低品位石膏尾礦，其中石膏比例為54%，剩余 46%為黏土雜質(zhì)，石膏尾礦礦物構成為二水石膏、硬石膏等，主要化學(xué)成分為氧化鈣、三氧化硫等。1.2 硬石膏工業(yè)生產(chǎn)過(guò)程中，還會(huì )排放很多硬石膏，主要礦物構成為Ⅱ型污水石膏，伴有碳酸鹽等雜質(zhì)。相比較來(lái)看，硬石膏具有較好的結晶效果，較二水石膏硬度更高，其中 80%以上是硫酸鈣，品質(zhì)較好[1] 。我國硬石膏資源較為豐富，主要集中在長(cháng)江流域。1.3 化學(xué)石膏此類(lèi)石膏是由化工、電力等工業(yè)行業(yè)排放，主要成分為硫酸鈣工業(yè)廢渣�；瘜W(xué)石膏以磷、氟等為主。其中磷石膏是生產(chǎn)磷酸、過(guò)磷酸鈣時(shí)，元素互相作用之后的產(chǎn)物。氟石膏，是螢石精粉和 97%濃硫酸制造氫氟酸時(shí)而產(chǎn)生的廢渣，多為Ⅱ型無(wú)水石膏。而脫硫石膏是發(fā)電廠(chǎng)等用排煙脫硫裝置清除二氧化硫，相較于天然石膏，前者具有粒度細、品位高等特點(diǎn)。綜上來(lái)看，不同工業(yè)行業(yè)排放出來(lái)的廢石膏有所不同，而不同廢石膏具有的優(yōu)勢也有所差別，這樣能夠滿(mǎn)足不同產(chǎn)品的生產(chǎn)需求。

　　2 工業(yè)廢石膏在水泥生產(chǎn)中的應用

　　2.1 水泥緩蝕劑一般情況下，水泥生產(chǎn)采用天然石膏作為緩蝕劑。由于磷石膏中含有五氧化二磷、有機雜質(zhì)，不能夠直接替代天然石膏，要在使用前，經(jīng)過(guò)預先處理，才能夠應用到生產(chǎn)當中。在日本，75%水泥緩蝕劑都是以磷石膏為原料，經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間的實(shí)踐應用，已經(jīng)形成了較為規范的體系�？扇苄晕逖趸�二磷的質(zhì)量分數要在 0.3%以?xún)�，才能夠使水泥品質(zhì)達到最佳[2] 。以天然石膏與廢石膏為基本原料進(jìn)行水泥生產(chǎn)，后者強度能夠在原有基礎上提高 10%，且成本大幅度下降，能夠為水泥企業(yè)帶來(lái)更高的經(jīng)濟效益。運用磷石膏取代天然石膏，作為主要調凝劑，能夠加快水泥凝結速度，提高水泥強度，且符合國家環(huán)保要求，兼顧經(jīng)濟、生態(tài)等效益。硬石膏與二水石膏具有相似之處，對水泥具有明顯的緩釋效果[3] 。經(jīng)過(guò)大量實(shí)驗證明，當水泥中的三氧化硫總量在 3.5%以?xún)葧r(shí)，水泥凝結能夠達到最佳，可以直接應用，尤其是在礦渣、粉煤灰水泥生產(chǎn)中應用較為廣泛，主要是因為硬石膏與礦渣等溶解速度相協(xié)調，能夠確保水化反應處于平穩狀態(tài)，激發(fā)礦渣水泥、粉煤灰水泥的活性，以此來(lái)提高產(chǎn)品強度。經(jīng)過(guò)實(shí)驗對比發(fā)現，氟石膏與天然二水石膏調凝性能較為接近，摻入磷石膏水泥凝結時(shí)間稍微延長(cháng)，但基本能夠符合國際標準。不僅如此，運用磷石膏，水泥 3 天、28 天強度都在原基礎上獲得了較大的提升[4] 。足以證明，磷石膏、氟石膏能夠完全取代石膏用到水泥生產(chǎn)當中，且緩凝作用能夠發(fā)揮到最佳效果，為提高產(chǎn)品質(zhì)量奠定堅實(shí)的物質(zhì)基礎。2.2 聯(lián)產(chǎn)水泥磷石膏作為硫資源，進(jìn)行聯(lián)產(chǎn)水泥生產(chǎn)，特別是在硫資源較為匱乏的地區，引用該項技術(shù)尤為重要。改性磷石膏，經(jīng)過(guò)烘干處理后，能夠制作成無(wú)水、半水石膏，并與焦炭等材料進(jìn)行混合，送入到回轉窯中進(jìn)行焙燒，能夠完成水泥熟料的生產(chǎn)，并與石膏等原料進(jìn)行混合，最終制作成為水泥。如德國 Cosvic、奧地利Chemie Linz 等國家均利用該方法進(jìn)行生產(chǎn)[5] 。在國內，上個(gè)世紀八十年代才開(kāi)始運用該項技術(shù)，時(shí)至今日取得了非常不錯的成效，其中山東魯能化工集團，擁有全國最大的水泥裝置，產(chǎn)能為磷銨 30 萬(wàn) t/a、硫酸 40 萬(wàn) t/a，該項技術(shù)最大的缺陷是前期投資較大，使得很多中小企業(yè)難以引入設備，所以有待進(jìn)一步調整。2.3 水泥礦化劑水泥生產(chǎn)中摻加硫、氟等礦物質(zhì)，能夠促進(jìn)材料中碳酸鈣的分解，降低燒成溫度，促進(jìn)結晶，有利于固相、液相互相反應，形成熟料礦物。石膏尾礦、硬石膏等都可以應用于實(shí)踐生產(chǎn)中。由于石膏自身具有助熔、礦化等性能，能夠使液相在溫度 100℃以上，降低液相粘度。石膏摻量當中的三氧化硫含量不會(huì )超過(guò) 3%。通常來(lái)說(shuō)，當溫度介于 900~1400℃時(shí)，各類(lèi)石膏都能夠表現出較好的礦化效果，其中氟石膏在 1100~1400℃時(shí)，礦化效果最為突出和明顯，可以單獨使用。水泥企業(yè)在生產(chǎn)時(shí)，針對礦化劑的使用，要根據實(shí)際情況進(jìn)行針對性選擇，設計合理的比值，值得我們注意的是要關(guān)注三氧化二鋁等元素的變化，隨時(shí)做出合理的調整。如石粉廠(chǎng)引進(jìn) RXJ 超細分體分級機對施工進(jìn)行粉碎處理，取得了較好的效果，在該項設備支持下，能夠加強分散作業(yè)，細分回收率較高，隨著(zhù)氣流運動(dòng)，進(jìn)入到分散葉片當中，能夠提高分級粒度，以此來(lái)避免中間環(huán)節。將磷石膏作為礦化劑生產(chǎn)水泥產(chǎn)品，產(chǎn)品疏松多孔、脆性大等優(yōu)勢表現突出，經(jīng)過(guò)測試，產(chǎn)品各項物理性能都符合國際要求，可以廣泛應用到市場(chǎng)上。3 結論根據上文所述，隨著(zhù)工業(yè)現代化發(fā)展，可持續發(fā)展理念在各領(lǐng)域中得到了廣泛滲透，原有粗放型生產(chǎn)模式逐漸被取代。工業(yè)生產(chǎn)中排放大量廢石膏，不僅對生態(tài)環(huán)境構成了極大的破壞，且造成資源浪費。經(jīng)過(guò)實(shí)驗發(fā)現，廢石膏當中含有很多具有利用價(jià)值的成分，將其應用到水泥生產(chǎn)當中，能夠顯著(zhù)提高水泥強度，且能夠實(shí)現對廢石膏回收再利用，符合循環(huán)經(jīng)濟發(fā)展目標。因此未來(lái)，水泥企業(yè)要轉變生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)理念，盡可能回收廢石膏，根據實(shí)際生產(chǎn)需求，合理設計比例，將其應用到緩凝劑、礦化劑當中，能夠降低水泥生產(chǎn)成本，且能夠避免廢石膏對周?chē)�環(huán)境產(chǎn)生不良影響，提高水泥產(chǎn)品質(zhì)量，從而實(shí)現對工業(yè)生產(chǎn)結構的優(yōu)化。