脱硫石膏代替天然石膏做水泥缓凝剂脱硫石膏代替天然石膏做水泥缓凝剂沈芳（天能化工有限公司水泥分公司，新疆 石河子）摘要：天能化工有限公司水泥分公司进行了脱硫石膏部分或全部代替天然石膏生产水泥的生产实验并成功应用于实际生产当中本文分析了脱硫石膏的物理化学性能总结了化验室小磨试验和工业生产情况试验和应用结果表明，用脱硫石膏代替天然石膏做水泥缓凝剂生产普通硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥是完全可行的，并且经济、社会效益显著，为企业降低生产成本，提高经济效益关键词：脱硫石膏；天然石膏；代替；硅酸盐水泥在水泥生产中，天然石膏作为缓凝剂在水泥生产过程中使用的最为广泛在当前国家大力推动循环经济的形势下，我厂将新疆天业集团柠檬酸厂和热电厂产生工业废渣柠檬酸渣和脱硫石膏作为缓凝剂用于水泥生产，通过一年的使用，效果较好本文就此作一介绍，仅供参考1、脱硫石膏的物理化学性能：脱硫石膏是热电厂采用湿法烟气脱硫净化技术的副产品脱硫石膏又称排烟脱硫石膏、硫石膏或 FGD 石膏，主要成分和天然石膏一样，为二水硫酸钙烟气脱硫石膏呈较细颗粒状，平均粒径约 40～60μm，颗粒呈短柱状，径长比在 1.5～2.5 之间，颜色呈灰、黄，二水硫酸钙含量较高一般都在 90%以上，含游离水一般在 10％～15%，其中还含飞灰、有机碳、碳酸钙、亚硫酸钙及由钠、钾、镁的硫酸盐或氯化物组成的可溶性盐等杂质。
脱硫石膏的形成:脱硫石膏是对含硫燃料（煤、油等）燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产石膏其形成过程是：通过除尘处理后的含硫烟气导入吸收器中，细石灰或石灰石粉形成料浆，通过喷淋方式在吸收器中洗涤烟气，与烟气中的二氧化硫发生反应生成亚硫酸钙（CaSO3•0.5H2O） ，然后通入大量空气强制将亚硫酸钙氧化成二水硫酸钙（CaSO4•2H2O） ，从吸收器中出来的石膏悬浮液通过浓缩器和离心脱水，最终产物为二水石膏含量较高，残余水量在 10~15%的潮湿、松散的细小颗粒石膏、脱硫石膏、柠檬酸渣的化学成分如表 1表 1 柠檬酸渣、天然石膏、脱硫石膏化学组成和结晶水量（%）成分名称LoosSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3Σ结晶水PH值备注柠檬酸 渣20.501.660.340.2532.8944.1499.7717.596.5PH 5-6现场取料，自然风干石膏18.0921.377.073.0218.391.8420.9096.6811.62现场取料脱硫石膏21.020.630.010.1232.750.0545.4599.9815.397.0现场取料，含外水10%左右。
自然风干表 2 颗粒粒径分布由上表看出，脱硫石膏与天然石膏化学组成相差不大，品质相当；但天然石膏的杂质以粘土矿物为主，磨细后颗粒较大，在水化时一般不能参加反应，因而性能在一定程度上不及脱硫石膏脱硫石膏 SO3 含量与柠檬酸渣的相近，较天然石膏要高从生产工艺来说，脱硫石膏里不含有机物，柠檬酸渣中含有有机物用以上原料进行了试验2、试验方法：将水泥熟料，石膏，脱硫石膏，柠檬酸渣按配比要求计量后在试验小磨中混磨30min水泥细度达到国家标准要求按照 GB/T1346-2001 进行水泥标准稠度用水量，凝结时间和安定性的 测定按照 GB/17671-1999 测定水泥各龄期强度表 3 试验用原料及原料质量成分名称LoosSiO2Al2O3Fe2O3CaOMgOSO3Σf-CaOKHNP熟料0.2021.49.5.503.4766.320.300.5398.211.450.912.401.58柠檬酸渣20.501.660.340.2532.8944.1499.77PH 5-6现场取料，自然风干石膏18.0921.377.073.0218.391.8420.9096.68现场取料粉煤灰4.1558.8819.408.676.882.4744.1499.770.79现场取料，库底。
脱硫石膏21.020.630.010.1232.750.0545.4599.98现场取料，含外水 10%左右自然风干3、加脱硫石膏时磨制水泥与天然石膏磨制水泥性能对比 为了检验脱硫石膏对掺加混合材的通用水泥的影响，将石膏，熟料粉煤灰按比例制成水泥，并分别测试物理性能进行对比 表 4 两种石膏在不同混合材掺加量时对水泥性能的影响：熟料%石脱硫粉煤SO3%细标准初终安定抗折（MPa）抗压（MPa）粒度/μm806050403020105天然石膏筛余/%10.94.79.54.914.415.52012.7脱硫石膏筛余/%515.58.321.93115.71.70.4膏%石膏%灰%度%稠度%凝min凝min性1d3d28d1d3d28d928 3.316.825.8111156合格4.98.4 2648.1955 2.355.723.692137合格2.84.98.39.223.647.595 5 2.586.925.7115150合格58.1 25.351.982.97.2 9.93.475.924.6125203合格2.1587.923.446.985.6 4.59.92.74.924.8146214合格2.34.988.823.848.685.1 59.92.864.925.7145220合格2.75.57.910.325.550.888.1 29.91.654.225.362132合格14.17.43.419.244.786.1 49.92.434.824.1146224合格2.24.98.17.323.751.686.6 3.59.92.334.724154224合格258.86.522.951.187.1 39.92.274.823.9146222合格1.84.98.25.823.152.184.1 69.93.24.825.1155227合格2.358.78.423.848.584.6 5.59.92.974.925.2150242合格3.15.28.511.524.352.780.5 4.5152.654.725.3181256合格2.65.28.38.923.851.782 3152.424.424.9181243合格1.84.88.46.322.849.187 582.84.923.6118163合格1.958.86.724.150.487 492.37523.6124192合格2.358.37.722.650.987 3.59.51.844.823.3135167合格2.14.98.17.422.547.387 3101.844.923.7140190合格1.74.57.85.920.944.187 2.510.51.74.423.5132186合格1.94.47.94.520.247.787 2111.564.323.7131178合格1.93.87.73.718.345.6655304.028.4221268合格1.5 3.6 7.5 3.617.5 38.9 655304.128.2248307合格1.4 3.57.5 3.6 17.7 39.0 从上表可以看出天然石膏与脱硫石膏按不同比例制成的水泥，其物理性能相差无几. SO3含量在 2.3%-2.8%时水泥性能比天然石膏制成的水泥性能略好一些。
石膏打磨纯熟料初凝平均 147 分钟，终凝 196 分钟；3 天抗压 21.0 兆帕 28 天抗压 40.6 兆帕柠檬酸渣打磨纯熟料平均初凝 184 分钟，终凝 226 分钟； 3 天抗压 18.9 兆帕，28 天抗压 36.8 兆帕脱硫石膏打磨纯熟料平均初凝 125 分钟，终凝 176 分钟； 3 天抗压 20.8 兆帕，28 天抗压 38.4 兆帕初凝相比较：柠檬酸渣≥石膏≥脱硫石膏；终凝相比较：柠檬酸渣≥石膏≥脱硫石膏3 天抗压强度相比较：石膏≥脱硫石膏≥柠檬酸渣；28 天抗压强度相比较：石膏≥脱硫石膏≥柠檬酸渣4、分析讨论（1）脱硫石膏对水泥易磨性的影响从以上试验可以看出，相同粉磨时间，加脱硫石膏的水泥比表面积偏大细度细这主要因为脱硫石膏的易磨性比天然石膏要好 ，而且脱硫石膏是粉状物料，対熟料有助磨作用，所以在相同时间内，磨得的水泥颗粒较多，比表面积也较大.（2）脱硫石膏对水泥凝结时间的影响脱硫石膏与 天然石膏磨制水泥，从凝结时间上来看，基本上没有明显变化，另外脱硫石膏细度大，在水泥中能与水泥颗粒充分接触，迅速发生反应，所以更能有效调节水泥时间3）脱硫石膏对水泥强度的影响从以上实验结果可以看出，脱硫石膏制成的水泥的强度都比用天然石膏稍高一些。
因为脱硫石膏中含有部分未反应 CaCO3 和部分可溶盐，这些杂质的存在有利与加速水泥水化，对促进水泥强度发展，激发混合材活性的充分发挥，对水泥结构性能都有提高作用在杂质含量相同情况下，就脱硫石膏而言没有参加反应的碳酸钙颗粒一部分以石灰石颗粒形态单独存在，另一部分以核形式存在与二水硫酸钙中心，这就增加了有效参与水化反应的硫酸钙颗粒数量， ，使其有效组分高于天然石膏，而天然石膏杂质在水化时一般不能参加反应，所以在一定程度上天然石膏性能不及脱硫石膏5、结论：（1）脱硫石膏用作水泥缓凝剂，在相同的粉磨时间内，与天然石膏相比，制成的水泥比表面积偏大（2） 脱硫石膏更能有效调节水泥时间3）脱硫石膏制成的水泥的强度都比用天然石膏稍高一些总的看来，脱硫石膏代替天然石膏作水泥缓凝剂，可以用于水泥生产。