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石膏建材健康環(huán)保 -----談工業(yè)付產(chǎn)石膏與石膏產(chǎn)制品的發(fā)展

北京力博特爾建筑材料技術(shù)有限公司董事長(zhǎng)     亓俊峰

     石膏與水泥、白灰一起并列為傳統(tǒng)的三大無(wú)機(jī)膠凝材料。由于石膏自身特有的諸多優(yōu)良性能以及公認(rèn)的生態(tài)建材、健康建材的特性,使其成為重要的工業(yè)原料,被廣泛的應(yīng)用于各個(gè)行業(yè),在人們的日常生活和國(guó)民經(jīng)濟(jì)中發(fā)揮著越來(lái)越重要的作用。
     我國(guó)自上世紀(jì)70年代開(kāi)始對(duì)石膏進(jìn)行系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)研究,至今已形成較為完善的研究、生產(chǎn)、應(yīng)用體系,產(chǎn)品生產(chǎn)也由傳統(tǒng)的小規(guī)模生產(chǎn)向環(huán)保型、節(jié)能型的規(guī)?;a(chǎn)過(guò)度,趨于種類(lèi)系列化、性能標(biāo)準(zhǔn)化、應(yīng)用多樣化,應(yīng)用領(lǐng)域得到大幅度拓展,應(yīng)用市場(chǎng)快速膨脹。
    我國(guó)天然石膏資源儲(chǔ)量頗豐,但優(yōu)質(zhì)資源有限且分布不均。隨著市場(chǎng)的急劇拓展,資源消耗急劇增加,浪費(fèi)也極為嚴(yán)重。同時(shí),隨著化學(xué)工業(yè)的迅速發(fā)展,各類(lèi)工業(yè)付產(chǎn)石膏被作為廢棄物排放數(shù)量急劇增加,排放費(fèi)用隨之增長(zhǎng),環(huán)境污染狀況隨之加劇,治理難度隨著增加。
    近年來(lái),可持續(xù)發(fā)展被確立為基本國(guó)策,粘土磚等傳統(tǒng)建材被強(qiáng)制淘汰,石膏產(chǎn)制品由于自身綠色、環(huán)保、節(jié)能、輕質(zhì)等特性,正面臨著一個(gè)千載難逢的發(fā)展機(jī)遇。為了節(jié)約能源、優(yōu)化利用資源、減少環(huán)境污染,為人們提供更多健康、綠色的建筑材料及制品,石膏產(chǎn)制品的發(fā)展與工業(yè)付產(chǎn)石膏有效的資源化利用將在構(gòu)建和諧社會(huì)的過(guò)程中發(fā)揮越來(lái)越重要的基礎(chǔ)作用。

·天然石膏資源現(xiàn)狀
     天然石膏是自然界中蘊(yùn)藏的石膏石,主要為二水石膏和硬石膏。我國(guó)石膏礦產(chǎn)資源儲(chǔ)量豐富,已探明的各類(lèi)石膏總儲(chǔ)量約為570億噸,具世界首位,分布于的23個(gè)省、市、自治區(qū),其中儲(chǔ)量超過(guò)10億噸的有10個(gè),依次是:山東、內(nèi)蒙古、青海、湖南、湖北、寧夏、西藏、安徽、江蘇和四川,石膏資源比較貧乏的是東北和華東地區(qū)。
    我國(guó)石膏資源主要是普通石膏和硬石膏,其中硬石膏占總量的60%以上,作為優(yōu)質(zhì)資源的特級(jí)及一級(jí)石膏,僅占總量的8%,其中纖維石膏僅占總量的1.8%。因此,我們是石膏儲(chǔ)量大國(guó)的同時(shí),又是優(yōu)質(zhì)石膏儲(chǔ)量的窮國(guó)。優(yōu)質(zhì)石膏資源主要分布于湖北應(yīng)城和荊門(mén)、湖南衡山、廣東三水、山東棗莊、山西平陸等地區(qū),部分礦點(diǎn)已過(guò)度開(kāi)采接近枯竭,部分因與低品位石膏混雜難以分離而造成優(yōu)質(zhì)資源浪費(fèi)。因此,我國(guó)實(shí)際能夠開(kāi)采并有效利用的優(yōu)質(zhì)石膏資源比例更少。
    我國(guó)石膏工業(yè)雖然起步較晚,基礎(chǔ)較差,但發(fā)展很快,1995年石膏產(chǎn)量就猛增至2659萬(wàn)噸,超過(guò)美國(guó),成為世界第一石膏消費(fèi)大國(guó)。至2004年,全國(guó)石膏原礦年生產(chǎn)3000萬(wàn)噸以上,總計(jì)石膏消費(fèi)量約為3500萬(wàn)噸。我國(guó)現(xiàn)有石膏開(kāi)采礦山500多個(gè),年產(chǎn)量10萬(wàn)噸以上的大中型礦山約50個(gè),其產(chǎn)量占總產(chǎn)量的40%,鄉(xiāng)鎮(zhèn)小型礦山產(chǎn)量約占總產(chǎn)量的60%。按生產(chǎn)方式分,露天開(kāi)采約占30%,地下開(kāi)采約占70%。在地下開(kāi)采的石膏礦山中,因種種原因使平均回采率低于30%,得到優(yōu)先開(kāi)采的優(yōu)質(zhì)資源并未得到合理開(kāi)發(fā)和有效利用,資源浪費(fèi)嚴(yán)重,令人痛心!
    天然石膏中用途最廣的是二水石膏,其有效成分為二水硫酸鈣,一般根據(jù)礦石中二水硫酸鈣含量對(duì)石膏進(jìn)行等級(jí)劃分。石膏應(yīng)用領(lǐng)域較寬,產(chǎn)品種類(lèi)也較多,不同的用途對(duì)石膏原料的質(zhì)量有著不同的要求,高品位石膏多被用于特種石膏產(chǎn)品的生產(chǎn)原料,如食用、醫(yī)用、藝術(shù)品、模型和化工填料等;二水硫酸鈣含量低于60%的石膏礦則很少得到應(yīng)用;高于60%的石膏礦石,則根據(jù)其含量的不同,被用于建材、建筑等各個(gè)領(lǐng)域。
    世界不同國(guó)家對(duì)石膏的消費(fèi)結(jié)構(gòu)不同,發(fā)達(dá)國(guó)家石膏深加工產(chǎn)品的消費(fèi)占較大比重,其石膏消費(fèi)結(jié)構(gòu)為:產(chǎn)制品占45%,水泥生產(chǎn)占45%,其它各領(lǐng)域占10%。發(fā)展中國(guó)家多偏重于礦石的初級(jí)應(yīng)用,依賴(lài)于水泥工業(yè),石膏制品的比重隨經(jīng)濟(jì)發(fā)展有逐步增大的趨勢(shì)。我國(guó)目前為典型的發(fā)展中國(guó)家消費(fèi)類(lèi)型,消費(fèi)結(jié)構(gòu)大致為:84%用作水泥生產(chǎn)的緩凝劑,6.5%用于陶瓷模具,4.0%用于石膏制品、墻體材料,5.5%用于化工及其它行業(yè);隨著我國(guó)水泥產(chǎn)量的不斷增大,對(duì)石膏的需求相應(yīng)增大,同時(shí)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的高速增長(zhǎng),石膏產(chǎn)業(yè)尤其是石膏制品將存在著一個(gè)極大的發(fā)展空間,各種石膏產(chǎn)制品及石膏墻體會(huì)得到高速的發(fā)展,石膏的需求量必將猛增,隨著傳統(tǒng)的陶瓷及其它特種行業(yè)的發(fā)展,優(yōu)質(zhì)石膏資源不斷減少,石膏資源的開(kāi)發(fā)利用將被愈加重視。因此,為了保證整體石膏行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展,綠色的、環(huán)保的、健康的石膏建筑材料及產(chǎn)制品更廣泛的應(yīng)用于人民生活中,必須對(duì)有限的石膏資源進(jìn)行優(yōu)化利用。

·工業(yè)付產(chǎn)石膏的產(chǎn)生及利用現(xiàn)狀
     工業(yè)付產(chǎn)石膏也叫工業(yè)副產(chǎn)石膏,是指工業(yè)生產(chǎn)中由化學(xué)反應(yīng)生成的以硫酸鈣(主要為無(wú)水和二水硫酸鈣)為主要成分的副產(chǎn)品或廢渣。例如:在磷素化學(xué)肥料和復(fù)合肥料、各類(lèi)添加劑的生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生磷石膏、大型燃煤設(shè)施采用石灰濕法脫硫產(chǎn)生的脫硫石膏、發(fā)酵法制檸檬酸的過(guò)程中產(chǎn)生檸檬酸石膏、用硫酸分解螢石制氟化氫過(guò)程中產(chǎn)生的氟石膏、還有其它各化工生產(chǎn)中產(chǎn)生的鹽石膏等均稱(chēng)工業(yè)付產(chǎn)石膏。由于其產(chǎn)生途徑的不同,其成分、顏色、物理性能、雜質(zhì)含量、雜質(zhì)種類(lèi)等都因其產(chǎn)生的工藝和原理而有所不同,但作為工業(yè)副產(chǎn)品或者說(shuō)人工合成的石膏,它都有著以下的一些共同特性:

1、工業(yè)付產(chǎn)石膏大多都具有較高的附著水,呈漿體狀或濕渣排出,一般,其附著水的含量都在10——40%,個(gè)別的甚至更高。
2、工業(yè)付產(chǎn)石膏粒徑較細(xì),粒徑一般均在5-300微米之間,生產(chǎn)石膏粉時(shí),可節(jié)省破碎、粉磨費(fèi)用,會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵,增加除塵的費(fèi)用。
3、工業(yè)付產(chǎn)石膏一般所含成分較為復(fù)雜,含有量少但對(duì)石膏水化硬化性能有較大影響的化學(xué)成分,PH值呈酸或堿性而非中性。給工業(yè)付產(chǎn)石膏的有效利用帶來(lái)較大難度。
4、工業(yè)付產(chǎn)石膏產(chǎn)量都較大,在產(chǎn)生過(guò)程中,大多都高于其主產(chǎn)品的產(chǎn)量,如磷石膏近2000萬(wàn)噸/年,脫硫石膏也在大量增加。
5、工業(yè)付產(chǎn)石膏大多都不能采用常規(guī)天然石膏處理工藝生產(chǎn),利用難度較大,對(duì)環(huán)境有一定的污染,利用量極少,大多采用圈地堆放的方式處理。
6、工業(yè)付產(chǎn)石膏中,有效成分二水石膏的含量一般均較高,可達(dá)75-95%,相當(dāng)與二級(jí)以上石膏的有效成分含量。

磷石膏
     磷石膏是磷肥工業(yè)的固體廢棄物,而磷酸是磷肥工業(yè)的基礎(chǔ)。濕法磷酸生產(chǎn)工藝都是通過(guò)硫酸分解磷礦粉生成萃取料漿,然后過(guò)濾洗滌制得磷酸。過(guò)濾洗滌的過(guò)程中同時(shí)產(chǎn)生磷石膏廢棄物。一般每生產(chǎn)1噸磷酸約產(chǎn)生5-6噸磷石膏,每生產(chǎn)1噸磷酸二銨排放2.5—5噸磷石膏,我國(guó)濕法磷酸年產(chǎn)量約為100萬(wàn)噸,隨著近年來(lái)高濃度復(fù)合肥工業(yè)的迅猛發(fā)展,每年由磷肥類(lèi)化工企業(yè)排出的磷石膏近2000萬(wàn)噸。
    磷石膏一般呈粉狀,因含有8-15%的附著水而呈漿體狀,顆粒直徑一般為5-150μm,其主要成分為CaSO4·2H2O,含量可為70—90%。其中所含的次要成分隨礦石來(lái)源不同而異,成分較為復(fù)雜,一般都含有Ca、Mg類(lèi)磷酸鹽、碳酸鹽及硅酸鹽,此外,還含有少量的有機(jī)磷、硫、氟類(lèi)化合物。磷石膏的外觀一般呈灰白、灰、灰黃、淺黃、淺綠等多種顏色,相對(duì)密度為2.22—2.37,容重為0.733—0.880g/cm3。
    磷石膏中因含有種類(lèi)較多的化學(xué)成分而增加了磷石膏的利用難度,一般不被作為石膏生產(chǎn)原料采用。僅有極少的一部分被作為土壤改良劑用于改良土壤或在一些石膏資源匱乏的地區(qū)經(jīng)過(guò)以水洗為主要手段的初級(jí)處理后作為生產(chǎn)原料使用。這些較為簡(jiǎn)易的處理或利用方式所消化的磷石膏對(duì)于磷肥類(lèi)化工企業(yè)累年沉積、堆積如山的磷石膏山無(wú)異于杯水車(chē)薪。且水洗處理方式產(chǎn)生大量的廢水,即浪費(fèi)了水資源,惡化了生態(tài)環(huán)境,同時(shí)水洗處理幾乎無(wú)經(jīng)濟(jì)效益可言,無(wú)法從根本上解決問(wèn)題。
    截止目前為止,磷肥類(lèi)化工企業(yè)仍然無(wú)奈地采用“堆”這一方式來(lái)處理這個(gè)棘手問(wèn)題,雖然方式簡(jiǎn)單易行,但對(duì)于成百上千萬(wàn)噸的磷石膏來(lái)講,其堆存所需支出同樣數(shù)量驚人,甚至?xí)萍s企業(yè)的生存。據(jù)悉,一個(gè)年產(chǎn)6萬(wàn)噸的磷胺廠,每年用于磷石膏堆放處理的費(fèi)用高達(dá)200萬(wàn)元。大型磷酸生產(chǎn)企業(yè),占用土地修建渣場(chǎng)和每年支出的排放、堆積和交納的排污費(fèi)用更是成比例增加。


國(guó)內(nèi)某磷肥廠年產(chǎn)300萬(wàn)噸磷石膏排渣管道(圖片)

國(guó)內(nèi)某磷肥廠年產(chǎn)300萬(wàn)噸磷石膏堆放場(chǎng)區(qū)(圖片)

發(fā)達(dá)國(guó)家與我國(guó)工業(yè)付產(chǎn)石膏的開(kāi)發(fā)利用狀況不同,他們?cè)诓粩嚅_(kāi)發(fā)利用天然石膏資源的同時(shí),出于資源與環(huán)保的雙重考慮,對(duì)工業(yè)付產(chǎn)石膏開(kāi)發(fā)利用同步進(jìn)行。日本是工業(yè)付產(chǎn)石膏應(yīng)用最好的國(guó)家,幾乎全部的磷石膏、脫硫石膏都被充分利用,沒(méi)有廢棄。歐洲的脫硫石膏也同樣被全部利用來(lái)做石膏建筑制品??梢灶A(yù)見(jiàn),隨著環(huán)保意識(shí)的增強(qiáng)、應(yīng)用技術(shù)的突破和優(yōu)質(zhì)資源的日趨緊張,我國(guó)的工業(yè)付產(chǎn)石膏開(kāi)發(fā)利用前景廣闊。

脫硫石膏
     
石膏又稱(chēng)排煙脫硫石膏、硫石膏或FGD石膏,是對(duì)含硫燃料(主要是煤)燃燒后產(chǎn)生的煙氣進(jìn)行脫硫凈化處理而得到的工業(yè)副產(chǎn)石膏。
    目前,隨著工業(yè)的發(fā)展,由燃煤排放到大氣中的二氧化硫也不斷增加,1995年我國(guó)二氧化硫排放量已達(dá)到2370萬(wàn)噸,成為二氧化硫排放世界第一大國(guó),由此而產(chǎn)生的空氣污染、酸雨等現(xiàn)象極為嚴(yán)重。因此,對(duì)二氧化硫排放量的控制勢(shì)在必行。國(guó)家已規(guī)定:2000年后投入運(yùn)行和在建的裝機(jī)容量為10000MW的電廠均應(yīng)具有脫硫設(shè)施。
    據(jù)初步統(tǒng)計(jì),我國(guó)目前已投入和即將投入運(yùn)行的脫硫機(jī)組總?cè)萘繛?800多MW,已開(kāi)工的為850MW,已列入計(jì)劃的容量為3800MW,到2010年,全國(guó)火電廠煙氣脫硫機(jī)組總?cè)萘繉⑦_(dá)到40000-50000MW,也就是說(shuō),屆時(shí)將年產(chǎn)純度85%以上的煙氣脫硫石膏850萬(wàn)噸。
    脫硫石膏作為石膏的一種,其主要成分和天然石膏一樣,都是二水硫酸鈣。但作為工業(yè)副產(chǎn)品的化學(xué)合成石膏,同時(shí)又具有同其它工業(yè)付產(chǎn)石膏一樣的特性:具有較高的游離水、松散的細(xì)小顆粒、具有多種雜質(zhì)成分。因生產(chǎn)工藝的原因,脫硫石膏中所含的無(wú)機(jī)、難溶的礦物類(lèi)雜質(zhì),大多對(duì)石膏的加工及應(yīng)用沒(méi)有較大影響,因此,在所有的工業(yè)付產(chǎn)石膏中,脫硫石膏進(jìn)行資源化處理最易,所得到的石膏產(chǎn)制品也具有較高的性能,得到了較好的利用。

檸檬酸石膏
     
目前,我國(guó)每年約產(chǎn)生100萬(wàn)噸檸檬酸石膏,其二水硫酸鈣含量大多在85%以上。因殘留雜質(zhì)多為有機(jī)酸類(lèi),對(duì)石膏產(chǎn)品的生產(chǎn)、應(yīng)用有很大的影響,因此,除少量經(jīng)技術(shù)處理或應(yīng)用外,大多數(shù)檸檬酸石膏尚未處理應(yīng)用,多采用圈地堆放的方式露天堆存。


山東某檸檬酸石膏排出場(chǎng)(圖片)

氟石膏因含有較高的氟,利用時(shí)必須進(jìn)行凈化處理,因此應(yīng)用較少,全國(guó)每年約產(chǎn)生30萬(wàn)噸氟石膏,除部分用于水泥緩凝劑外,多數(shù)仍在露天堆放。

·石膏的用途
     石膏是只能在空氣中硬化的氣硬性膠凝材料,屬無(wú)機(jī)非金屬材料,是一種重要的工業(yè)原料,廣泛用于建筑、建材、工業(yè)模具和藝術(shù)模型、化學(xué)工業(yè)及農(nóng)業(yè)、其它特殊行業(yè)等眾多應(yīng)用領(lǐng)域,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位。

建筑
     石膏膠凝材料是一種古老的建材,具有悠久的發(fā)展史,早在公元前,中國(guó)、埃及、希臘、羅馬等國(guó)家就已開(kāi)始利用經(jīng)煅燒的石膏和石灰作為膠結(jié)材料應(yīng)用,著名的古埃及大金字塔等許多古代宏偉建筑,均采用了石灰石膏作為膠凝材料砌筑而成的。
    隨著建筑業(yè)的發(fā)展及石膏基礎(chǔ)產(chǎn)業(yè)的飛速提升,作為新型內(nèi)墻體材料主導(dǎo)產(chǎn)品的石膏產(chǎn)制品,將在我國(guó)目前的墻體材料改革中起到舉足輕重的作用。目前已廣泛應(yīng)用于建筑領(lǐng)域的石膏產(chǎn)制品有:

粉刷石膏:是一種建筑內(nèi)墻及頂板表面的抹面材料,是傳統(tǒng)水泥砂漿或混合砂漿的換代產(chǎn)品,由石膏膠凝材料作為基料配置而成。
自流平地面找平石膏:簡(jiǎn)稱(chēng)自流平石膏,是一種在混凝土樓板墊層上能自流動(dòng)攤平,既在自重力作用下形成平滑表面,成為較為理想的地面找平層,是鋪設(shè)地毯、木地板和各種地面裝飾材料的基層材料。
石膏刮墻膩?zhàn)樱菏且越ㄖ喾酆突蹫橹饕?,輔以少量石膏改性劑配置而成的粉狀料,主要用于噴刷涂料和粘貼壁紙前的墻面找平,也可以直接作為內(nèi)墻的裝飾面層。
石膏嵌縫膩?zhàn)樱菏怯糜谑鄩w材料或板材之間接縫、嵌填、找平、和粘接的通用型接縫膩?zhàn)印?br /> 紙面石膏板:是以建筑石膏為基料、加入少量添加劑與水?dāng)嚢韬?,連續(xù)澆注在兩層護(hù)面紙之間,再經(jīng)封邊、壓平、凝固、切斷、烘干而成的一種輕質(zhì)建筑板材。紙面石膏板又分為:普通紙面石膏板、耐水紙面石膏板、耐火紙面石膏板。
纖維石膏板:是由建筑石膏、木質(zhì)刨花或紙纖維等和少量化學(xué)添加劑制成。主要作為建筑內(nèi)墻體材料,表面可加工或進(jìn)行裝飾處理。
石膏空心條板:是以建筑石膏為原料,輔以珍珠巖、水泥、玻纖布等澆注而成的狀似混凝土空心樓板的條形板材,主要用于建筑物內(nèi)隔墻。
石膏砌塊:是以建筑石膏為主要原料,加入各種輕集料、填充料、纖維增強(qiáng)材料、發(fā)泡劑等輔助原料,經(jīng)加水?dāng)嚢瑁瑵沧⒊尚秃透稍锒〉玫膲K狀輕質(zhì)建筑制品。石膏砌塊有實(shí)心、空心和夾心三種類(lèi)型,空心砌塊為單排孔和雙排孔,規(guī)格有500×333、500×666兩種,厚度80、100、120、140、180mm五種。主要用于建筑物的內(nèi)隔墻。


山東某石膏砌塊生產(chǎn)企業(yè)成品庫(kù)(圖片)

另外還有裝飾石膏板、石膏速成墻板、石膏線條、石膏浮雕等。

建筑行業(yè)是石膏應(yīng)用的主要市場(chǎng)之一,也是目前最具潛力的石膏市場(chǎng),將會(huì)對(duì)石膏產(chǎn)業(yè)的發(fā)展起到舉足輕重的作用。
建材:建材行業(yè)是目前石膏應(yīng)用的最大市場(chǎng),2004年全行業(yè)的用量達(dá)2800萬(wàn)噸,約占總量的84%,同時(shí)建材行業(yè)對(duì)石膏的利用形式是直接利用石膏原礦,其所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益較低,其中的95%用作水泥緩凝劑,其用量仍將隨著我國(guó)水泥產(chǎn)量的持續(xù)增長(zhǎng)而增長(zhǎng)。建材行業(yè)的主要利用形式為:

水泥:作為水泥生產(chǎn)的緩凝劑、礦化劑、特種水泥的生產(chǎn)原料。
石膏膠凝材料:用于生產(chǎn)建筑石膏、高強(qiáng)石膏、無(wú)水石膏膠凝材料、石膏復(fù)合膠凝材料。
工業(yè)模具和藝術(shù)模型:
石膏的優(yōu)良性能使其成為工業(yè)生產(chǎn)中模具的優(yōu)質(zhì)材料,使其在陶瓷、鑄造、醫(yī)療、裝飾等行業(yè)成為必需的一種原材料。其應(yīng)用形式主要有:


石膏工藝品用于建筑裝飾(圖片)

模具石膏粉:用于日用陶瓷、高級(jí)衛(wèi)生陶瓷的模具制作材料。
鑄造石膏粉:用于精密模具、金銀首飾及鋁合金模具、飛機(jī)、汽車(chē)、機(jī)床工業(yè)的高標(biāo)準(zhǔn)模具的制作材料。
齒科用超硬石膏粉、模型石膏粉等諸多產(chǎn)品。
化學(xué)工業(yè)及農(nóng)業(yè):用石膏作為生產(chǎn)硫酸的原料或用于改良?jí)A性土壤。
其它特種行業(yè):食用石膏、中藥材、化工原料、飼料添加劑、造紙?zhí)盍?、其它填料?/font>

·石膏產(chǎn)制品的特征及現(xiàn)狀
     在很長(zhǎng)的歷史時(shí)期內(nèi),由于對(duì)石膏的用途研究不夠,消費(fèi)石膏量很低,石膏多被用以制作粉筆、做膩?zhàn)?、做豆腐和?jiǎn)單工藝品等。自20世紀(jì)70年代后期,才著手研究應(yīng)用石膏,相應(yīng)建立發(fā)展了石膏產(chǎn)業(yè)。改革開(kāi)放政策以來(lái),隨著經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,建筑、建材及其他相關(guān)工業(yè)對(duì)石膏的需求急劇增加,對(duì)石膏的質(zhì)量、品種的要求也日益嚴(yán)格,石膏產(chǎn)制品工業(yè)得到快速發(fā)展,目前在品種、質(zhì)量、裝備和生產(chǎn)技術(shù),已成為種類(lèi)齊全、性能優(yōu)良、極有發(fā)展前途的新型輕質(zhì)內(nèi)墻材料,已基本形成與國(guó)際同步的新興產(chǎn)業(yè)。
建筑石膏制品特性主要有:

凝結(jié)硬化快,具有較好的施工性能和較高的施工效率。 
輕質(zhì)高強(qiáng),即硬化體孔隙度大,強(qiáng)度較高,滿足隔墻和飾面的要求。 
隔熱性和吸聲性能好,但耐水性較差,導(dǎo)熱系數(shù)為0.121-0.205w/mk,軟化系數(shù)為0.3-0.45,主要用于內(nèi)隔墻而不能用于外墻。 
防火性能好,石膏產(chǎn)制品為難燃材料耐火極限較高,可達(dá)數(shù)小時(shí)。 
硬化時(shí)體積略有膨脹,膨脹率0.05-0.15%。 
裝飾性好,表面細(xì)膩平整,光潔度好,典雅美觀。 
制品可鋸、可釘、可刨,便于施工。 
具有“呼吸”功能,可自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)濕度,更適宜人的居住。 
建筑石膏制的類(lèi)別:

1)粉刷石膏(抹灰石膏)是近幾年來(lái)發(fā)展起來(lái)的一種新型抹灰材料,是用于建筑的重要的一個(gè)石膏品種。粉刷石膏是由建筑石膏(單一相)或由建筑石膏與無(wú)水石膏(混合相)二者混合,再摻入外加劑,細(xì)集料等制成的氣硬性膠凝材料。粉刷石膏除具有優(yōu)良快硬、早強(qiáng)、尺寸穩(wěn)定、防火、輕質(zhì)等優(yōu)點(diǎn)外,還具備良好的施工操作性能,粉刷墻面時(shí),能拉開(kāi)自如,收光容易,與基層有較強(qiáng)的粘結(jié)力。即可在水泥砂漿、混合砂漿上罩面,也可在砼墻板及石膏板墻面等光滑底層罩面,這種罩面具有致密光滑、不起灰,硬度高,不收縮,表面含堿量低,與精裝修層涂料、油漆、墻紙具有較好的粘結(jié)強(qiáng)度的特點(diǎn)。
     我國(guó)粉刷石膏的研究開(kāi)發(fā)從80年代起步,第一條年產(chǎn)30000噸的生產(chǎn)線由寧夏中衛(wèi)新型建材廠從德國(guó)克腦夫公司引進(jìn),1989年建成。目前,在北方大多數(shù)地區(qū)已得到了較好的推廣,年用量以20%以上的速度遞增,預(yù)計(jì)今年將超過(guò)150萬(wàn)噸,是一種非常具有發(fā)展前景的石膏建材產(chǎn)品。
2)紙面石膏板是目前國(guó)內(nèi)建筑石膏產(chǎn)制品中最主要的品種,其性能特點(diǎn)為:
耐火性:紙面石膏板為難燃材料,不同構(gòu)造產(chǎn)品的耐火極限達(dá)1-4小時(shí)。
質(zhì)輕:采用紙面石膏板隔墻,可減少建筑物的靜荷載,減少基礎(chǔ)重量,紙面石膏板隔墻的重量?jī)H為同樣厚度的磚墻的五分之一。
我國(guó)在1978年建成了第一條年產(chǎn)400萬(wàn)平米的連續(xù)自動(dòng)化紙面石膏板生產(chǎn)線,80年代又引進(jìn)了年產(chǎn)2000萬(wàn)平米的生產(chǎn)線,目前,全國(guó)已形成紙面石膏板設(shè)計(jì)產(chǎn)量4億多平米,市場(chǎng)年需求增量達(dá)到10-35%,但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,我國(guó)人均年消費(fèi)紙面石膏板的比例依然很低,因此,我國(guó)的紙面石膏板產(chǎn)業(yè)仍然存在著巨大的市場(chǎng)潛力。
3)纖維石膏板又稱(chēng)纖維板、無(wú)紙石膏,加入木質(zhì)刨花的稱(chēng)為石膏刨花板,也叫木質(zhì)纖維板;加入紙纖維的稱(chēng)為紙纖維石膏板,兼具紙面石膏板和普通刨花板的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí),具有輕質(zhì)、高強(qiáng)、保溫、易加工、易施工、阻燃性能好、裝飾加工性能好,不含揮發(fā)性刺激物、不含有毒有害物質(zhì),是一種綠色環(huán)保板材,被廣泛的應(yīng)用于天花板、隔墻板和內(nèi)墻裝飾,在高層建筑、低層結(jié)構(gòu)和活動(dòng)房屋中有廣泛的應(yīng)用。
  20世紀(jì)90年代,我國(guó)從德國(guó)引進(jìn)兩條3萬(wàn)平米的石膏刨花板生產(chǎn)線,分別在山東蒼山和山西侯馬建廠并投入生產(chǎn),湖北引進(jìn)了德國(guó)300萬(wàn)平米紙纖維石膏板生產(chǎn)線,并于1997年建成投產(chǎn),還經(jīng)消化吸收,已在國(guó)內(nèi)形成了一定的生產(chǎn)規(guī)模。
4)石膏砌塊與石膏空心條板
是以建筑石膏為主要原料,加入各種輕集料、填充料、纖維增強(qiáng)材料、發(fā)泡劑等輔助原料,經(jīng)加水?dāng)嚢?,澆注成型和干燥而取得的輕質(zhì)建筑制品。主要用于建筑物內(nèi)隔墻。石膏砌塊又有空心砌塊與實(shí)心砌塊之分。其產(chǎn)品特點(diǎn)(以厚度100MM產(chǎn)品為例)為:
1.輕質(zhì):每平方米墻體的重量:空心墻65KG/M2,實(shí)心墻KG/M2;
2.高強(qiáng):抗折強(qiáng)度一般2—2.5MPa,特爾墻體3—3.5MPa;
3.隔聲:一般30—35dB,特爾墻體45dB以上;
4.耐火:一般小時(shí),特爾墻體小時(shí)以上;
5.隔熱:一般導(dǎo)熱系數(shù)為:特爾墻體為:
6.“呼吸”功能:當(dāng)環(huán)境空氣濕度高時(shí),可吸收水分;反之,可釋放水分;
7.節(jié)能:生產(chǎn)過(guò)程所消耗的能量較小,從石膏粉到砌塊的生產(chǎn),能耗一般是傳統(tǒng)建材的五到三分之一;
8.無(wú)毒、無(wú)害、無(wú)污染,屬于綠色環(huán)保建材
9.良好的施工性能:可任意切割、鋸斷、鉆孔、刨邊、安裝好的墻面平整,有利于墻面最終粉刷,開(kāi)槽及殘缺修補(bǔ)無(wú)余痕;
10.可再生性:殘次墻體經(jīng)入爐再燒,可生產(chǎn)強(qiáng)度略低的石膏粉。
    用石膏砌塊作建筑物內(nèi)隔墻,對(duì)建筑物的成本的影響主要體現(xiàn)在:大幅度減少建筑物自重,減少基礎(chǔ)和框架的承重等級(jí),降低建筑成本;對(duì)建筑物性能的影響主要體現(xiàn)在:增加居住面積8—10%,通過(guò)提高隔聲能力、熱惰性能、自動(dòng)調(diào)節(jié)室內(nèi)空氣濕度提高居住舒適度,使建筑物的性能檔次上一個(gè)臺(tái)階。
    石膏砌塊作為建筑物內(nèi)隔墻材料,在國(guó)外已廣泛應(yīng)用。國(guó)外通常通過(guò)使用大量?jī)?chǔ)存和均化設(shè)備,使大批量石膏粉熟化和均化,提高生產(chǎn)條件和環(huán)境條件,實(shí)現(xiàn)石膏制品的自動(dòng)化生產(chǎn)。因國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)發(fā)展水平的限制,我國(guó)過(guò)去只有10多條小規(guī)模半機(jī)械化生產(chǎn),年產(chǎn)量約100萬(wàn)平方米。北京力博特爾公司研究發(fā)現(xiàn)了石膏水化反應(yīng)中內(nèi)在物理力學(xué)參數(shù)的變化規(guī)律,成功開(kāi)發(fā)了智能控制生產(chǎn)線,已經(jīng)實(shí)現(xiàn)單線年產(chǎn)150萬(wàn)平方米,有望達(dá)到單線能300萬(wàn)平方米,機(jī)械抽孔空心石膏墻板部品體系技術(shù)導(dǎo)則已獲批準(zhǔn),為石膏墻體大規(guī)模進(jìn)入市場(chǎng)鋪平了道路。

工業(yè)付產(chǎn)石膏開(kāi)發(fā)利用的動(dòng)力、方向和前景
     一直得不到有效利用原因
1、市場(chǎng)尤其是建筑石膏市場(chǎng)需求量不大,水泥、陶瓷、建筑裝飾業(yè)及其他特種行業(yè)對(duì)石膏的要求較高,工業(yè)付產(chǎn)石膏很難達(dá)到;
2、國(guó)家環(huán)保監(jiān)測(cè)及執(zhí)法力度對(duì)企業(yè)壓力不大;
3、沒(méi)有可靠的技術(shù)支撐;
4、天然石膏礦產(chǎn)資源價(jià)格低廉、運(yùn)輸費(fèi)用較低;
目前開(kāi)發(fā)利用的動(dòng)力

開(kāi)發(fā)利用技術(shù)已經(jīng)成熟:寧夏石膏研究院的最新科研成果“閃燒法”工藝技術(shù),較好的解決了工業(yè)付產(chǎn)石膏中酸性殘留物對(duì)產(chǎn)品性能的影響,使有害成分(有機(jī)酸、無(wú)機(jī)酸等)在高溫下轉(zhuǎn)變成為無(wú)機(jī)酸鈣惰性物質(zhì),對(duì)產(chǎn)品的性能不起到危害作用,同時(shí)也避免了水洗過(guò)程中對(duì)環(huán)境的二次污染,優(yōu)勢(shì)非常明顯。 
市場(chǎng)規(guī)模急劇擴(kuò)張,使產(chǎn)品能夠變成商品進(jìn)而盈利成為可能; 
企業(yè)利益:可以實(shí)現(xiàn)減少排污費(fèi)用支出和石膏制品生產(chǎn)銷(xiāo)售雙重收益; 
構(gòu)建和諧社會(huì):可持續(xù)發(fā)展,循環(huán)經(jīng)濟(jì)已經(jīng)成為基本國(guó)策,在建設(shè)和諧社會(huì)的進(jìn)程中,各級(jí)政府將從加強(qiáng)環(huán)保執(zhí)法力度和支持資源綜合利用兩個(gè)方面提供政策、法規(guī)和資金、稅收上的支持。 
開(kāi)發(fā)利用方向
     受其復(fù)雜的化學(xué)成分和處理技術(shù)、成本的限制,工業(yè)付產(chǎn)石膏處理不可能面向綜合性能要求嚴(yán)格、處理成本高、需求量少的精密鑄造、醫(yī)療衛(wèi)生甚至食用石膏等方向發(fā)展,根本出路在于如何將其開(kāi)發(fā)處理為具有廣闊市場(chǎng)前景、較大的市場(chǎng)容量、較好的經(jīng)濟(jì)效益的各種原材料或產(chǎn)制品,要把工業(yè)付產(chǎn)石膏看成一種資源,下工夫研究開(kāi)發(fā),走可持續(xù)發(fā)展的道路,才能真正的作到變廢為寶、變害為利。因此,根據(jù)目前的市場(chǎng)需求及石膏產(chǎn)制品的發(fā)展趨勢(shì),工業(yè)付產(chǎn)石膏的開(kāi)發(fā)應(yīng)用可定位于如下幾個(gè)方面:

①利用工業(yè)付產(chǎn)石膏為原料生產(chǎn)粉刷石膏、粘接石膏、石膏膩?zhàn)?、自流平石膏等石膏粉產(chǎn)品。
②利用工業(yè)付產(chǎn)石膏為原料生產(chǎn)石膏墻體材料如石膏砌塊、紙面石膏板、石膏纖維板、石膏條板等各類(lèi)石膏板制品。

3.III型無(wú)水石膏新技術(shù)的開(kāi)發(fā)。
工業(yè)付產(chǎn)石膏的開(kāi)發(fā)前景

自流平石膏改變傳統(tǒng)的建筑物地面用水泥砂漿找平壓光等施工模式,進(jìn)一步提高施工效率和住宅居住舒適性; 
減少普通天然石膏資源的消耗,緩解對(duì)天然石膏資源的掠奪性開(kāi)采和浪費(fèi); 
相應(yīng)的化工企業(yè)改變成循環(huán)經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)模式,取得豐厚回報(bào); 

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