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>