磷石膏煅烧建筑石膏技术及应注意的问题

乔蓉艳

摘要：《关于推进化肥行业转型发展的指导意见》中指出：加大资源回收利用和废弃物综合利用，做好磷矿资源中氟、硅、镁、钙、碘等资源的回收利用以及磷石膏制高端石膏产品。提高磷石膏开发利用水平，到2020年，磷石膏综合利用量从目前年生产量的30%提高到50%。工信部《工业绿色发展规划（2016～2020年）》（工信部规[2016]225号）中指出：到2020年，大宗工业固体废弃物综合利用量达21亿t，磷石膏利用率达40%。

国家工信部与发改委联发的《新型墙体推广应用行动方案》、国家工信部《国家工业资源综合利用先进适用技术装备目录》第34项“固体废物生产新型喷筑墙体技术与装备”等系列政策，大力支持磷石膏建材作为绿色环保的新材料、新工艺、新技术广泛应用于建筑工程领域。

关键词：磷石膏煅烧;建筑石膏技术;问题

1主要工艺技术

1.1磷石膏预处理技术

磷石膏的主要成分为CaSO4·2H2O，pH值为1.5～4.5，呈酸性，含水率很高，為20%～30%，是工业副产石膏，客观上都含有未分解的磷矿、未洗涤干净的磷酸、氟化钙、铁铝氧化物、氟、酸不溶物及有机物等多种杂质。磷石膏因其杂质的影响，要直接用于生产石膏建材，应进行一定的洁净预处理。常用的预处理工艺有水洗、浮选、石灰中和、复合固化等。可靠的方法是水洗法处理：用粗筛将磷石膏中的大块杂物筛分去除，经过计量喂料皮带进入成浆槽，加水搅拌均匀后泵入浮选槽，去除有机物后进入粗渣分离器去除石英、未分解的磷灰石等难溶的大颗粒杂质，经过滤机过滤的物料固液分离后存放在磷石膏原料堆场备用，实现磷石膏的减量化、资源化综合利用。过滤液经石灰中和、沉淀后回到水系统重新利用，实现洗涤水零排放。目前最常用的方法是石灰中和法：将堆放数年的磷石膏与石灰按一定的比例混合均化，并在堆场堆放一定时间，让其进行充分的反应与稳定，这样磷石膏的可溶性磷基本去除，生产出来的建筑石膏质量可靠，石膏制品的性能也稳定，基本没有返潮、不粘纸和锈蚀钉子等现象。

1.2磷石膏干燥与煅烧技术

目前，磷石膏煅烧建筑石膏粉的生产工艺主要有“一步法”和“两步法”。一步法工艺流程为：磷石膏从原料存放场经铲车装入给料箱，经调速皮带送入湿料仓。湿料仓中的物料用计量秤计量后喂入烘干煅烧一体设备中，充分干燥煅烧后经袋式收尘器，由螺旋、提升机送人改性磨研磨，改性后由提升机、喂料螺旋至冷却器中进行冷却，稳定物料的性能，然后经提升机提升，螺旋或拉链机水平输送进入建筑石膏陈化储料仓。两步法工艺流程为：磷石膏经铲车装入给料箱，计量后经皮带送人湿料仓。煅烧和预烘干的尾气经布袋除尘、洗涤后排空。两步法煅烧制备石膏粉的加工核心环节是煅烧，煅烧设备主要有沸腾炉和炒锅2种。沸腾炉的工作原理为：固体物料在炉内被向上流动的气流托起，在一定的高度范围内作上下翻滚运动，并以流态化状态与热风管进行热交换而实现煅烧石膏的功能。炒锅的工作原理为：物料在锅内由搅拌器搅动而带来流动，并使物料不断与锅底的明火及与锅内换热管的热烟气进行热交换，而实现煅烧的功能。

无论一步法还是两步法，尚存石膏粉质量不稳定影响因素，很多相关企业已经在研制三步法、四步法的工艺及设备，为了更好的推广工业废渣磷石膏在建筑领域的使用，制定产品标准和相关技术规程非常重要和紧迫。

2应注意的问题

2.1物料基本性质

用于建材行业的磷石膏的放射陛应符合CB6566-2001《建筑材料放射性核素限量》中的规定。磷石膏本身具有杂质种类多的特点，需要进行无害化处理。对于水洗的工艺需要注意对洗涤水的零排放处理，不要形成新的污染;对于中和处理，石灰的用量不能过多，中和后的磷石膏以pH值在6～7为好。并且一定要堆放半年后才能使用。磷石膏的无害化预处理，在技术可靠的前提下，还需要注意其经济性，尽可能地降低预处理的综合成本。建议制订专用于不同地区建筑石膏制备的磷石膏标准。建议磷化工企业与下游磷石膏利用企业深度融合，将磷石膏的清洗工作前置到磷化工企业。使出厂的磷石膏中可溶性磷含量小于0.04%，氟含量小于0.01%。

2.2物料的输送

由于磷石膏具有含水量高、黏性强和弱酸性的特点，输送设备的选择需注意：一是要考虑在装载、提升、输送过程中极易黏附在各种设备上，造成积料堵塞，影响正常生产过程，二是要考虑对设备的腐蚀等问题。

2.3湿物料的准确计量

为了煅烧出高质量的建筑石膏，需要对原料进行准确的计量，要特别注意到湿物料的粘性特性。选择湿料仓，配合其变频可调的卸料能力及精准的皮带秤计量），能给烘干煅烧精准供料，给烘干煅烧的产品质量提供最基本保证。

2.4以电厂或磷化工厂蒸汽作热源

烘干通常采用蒸汽回转窑和空心轴双螺旋干燥机，蒸汽回转窑的优点是热量均匀，设备运行稳定可靠，维修量少，产品性能稳定，缺点是设备占地面积多，投资大。空心轴双螺旋干燥机设备投资省，比较适应年产3万t以下的建筑石膏煅烧线，设备大型化能力低，产量小，需要多台设备并联才能满足大产能的要求，另外设备磨损大，故障率高，维修工作量大，设备开机率低是其缺点。选用蒸汽回转窑时特别需要注意自由水含量超15%情况下效率降低的问题。

3结束语

综上所述，本文主要介绍了磷石膏煅烧生产建筑石膏的主流技术，以及磷石膏煅烧建筑石膏的“一步法”和“两步法”生产工艺流程。从目前来看，利用磷石膏生产建筑石膏的技术仍需不断改进，希望更多的企业、政府职能部门支持，希望能编制《建筑石膏用磷石膏标准》、《磷石膏墙体技术规程》，希望加大研发推广磷石膏应用于高强度石膏墙板的生产技术的力度。