脱硫石膏在矿渣水泥中的资源化利用

收稿日期:2006204225基金项目:国家自然科学基金资助项目(20277027)作者简介:施惠生(1953—),男,教授,博士生导师,工学博士,主要研究方向为水泥基材料和环境材料,.E2mail:shs@mail.tongji.edu.cn脱硫石膏在矿渣水泥中的资源化利用施惠生1,2,刘红岩2(1.同济大学先进土木工程材料教育部重点实验室,上海200092;2.同济大学环境材料研究所,上海200092)摘要:通过研究烟气脱硫石膏在矿渣水泥中的处置利用方式,确定其在水泥生产中应用的可行性.结果表明,一定条件下进行热处理后的脱硫石膏掺入矿渣水泥后,在一定程度上可改善水泥的物理性能,提高水泥的强度,并可有效调节水泥的凝结时间;不同的热处理条件和脱硫石膏在矿渣水泥中的掺量对水泥性能有不同的影响.关键词:脱硫石膏;矿渣水泥;热处理;固体废弃物中图分类号:TQ172.462;TQ172.717文献标识码:A文章编号:02532374X(2008)0120066205ResourceRecoveryofFlueGasDesulphurizationGypsuminSlagCementSHIHuisheng1,2,LIUHongyan2(1.KeyLaboratoryofAdvancedCivilEngineeringMaterialsoftheMinistryofEducation,TongjiUniversity,Shanghai200092,China;2.InstituteofEnvironmentalMaterials,TongjiUniversity,Shanghai200092,China)Abstract:Throughinvestigatingthewayofapplyingfluegasdesulphurization(FGD)gypsum,whichistheindustrialby2productderivedfromfluegasdesulphurizationprocess,itsfeasibilityforcementproductionisascertained.TheresultshowsthattheFGDgypsumbythermaltreatmentwhichismixedintoslagcementcanimprovethecementstrengthandadjustthesettingtimeseffectivelywith2outanynegativeeffect.ThethermalconditionandadditioncontentoftheFGDgypsumintheslagce2menthavesomeinfluenceonthecementproperties.Whenthereisanoptimalthermalconditionandcontent,thephysicalperformanceofthecementcanreachthebest.Keywords:fluegasdesulphurizationgypsum;slagcement;thermaltreatment;solidwaste据世界卫生组织和联合国环境规划署统计,目前每年由工业生产排放到大气中的二氧化硫高达两亿吨左右,已成为大气环境的首要污染物.因此自20世纪70年代以来,以日本和美国为首,世界各国相继制定和实施了控制二氧化硫排放的战略,也因此产生了大量的脱硫副产物,其处置和利用成为资源综合利用和保护环境的新课题.煤炭是当今世界电力生产的主要燃料,电厂燃煤是造成二氧化硫污染和酸雨问题的罪魁祸首.燃煤电厂应用最广泛和最有效的二氧化硫控制技术为烟气脱硫(fluegasdesulphurization,FGD),也是目前世界上唯一规模化、商业化应用的脱硫方式.其中,占绝对统治地位的石灰/石灰石石膏法是目前世界上应用最广泛、技术最成熟的脱硫工艺.因此这一方法所产生的烟气脱硫石膏是目前世界上唯一规模化、商业化应用的脱硫产物.脱硫石膏通常含有较多的二水硫酸钙(CaSO4·2H2O),在不影响强度的情况下替代天然石膏在水泥生产中作为水泥调凝剂利用,或将脱硫石膏掺入水泥基材料中作为激发剂使用[123].2006年上海地区近20家电厂都将安装脱硫装置,预计每年将排放100多万吨脱硫石膏,急需寻找有效的处置利用方式和途径.为此,笔者进行了脱硫石膏的热处理技术及其对矿渣水泥性能影响的研究,从而确定脱硫石膏在水泥生产中应用的可行性,为上海地区大量产生的脱硫石膏寻找有效的应用途径.1试验1.1原材料试验用主要原材料有脱硫(FGD)石膏、天然石膏、商品水泥和矿渣微粉.脱硫石膏取自某燃煤电厂,为灰白色粉末状,0.045mm方孔筛筛余1