|
| |
| 工业副产石膏的性质及其对环境的危害 |
| 来源：中国粉体技术网 更新时间：2014-02-18 08:30:36 浏览次数： |
|
| |
1. 工业副产石膏的产生
（中国粉体技术网/班建伟）工业副产石膏是指工业生产中因化学反应生成的以硫酸钙为主要成分的副产品或废渣，也称化学石膏或工业废石膏。工业副产石膏包括脱硫石膏、磷石膏、氟石膏、钛石膏、盐石膏等。2010年产生量约1.37亿吨，其中脱硫石膏5200多万吨，磷石膏约6000万吨，综合利用率分别为69％和20％左右，主要利用途径是用作水泥缓凝剂和用于生产纸面石膏板、石膏砌块等石膏建材。
2. 工业副产石膏的基本性质
工业副产石膏由于其产生途径及矿源的不同，成分、颜色、物理性能、杂质含量、杂质种类等都有所不同，如：磷石膏是在磷酸生产中用硫酸处理磷矿时产生的固体废渣，其主要成分为硫酸钙。作为工业副产石膏，它都有着以下的一些基本性质：
（1）工业副产石膏大多都具有较高的附着水，呈浆体状或湿渣排出，一般其附着水的含量都在10%~40％，个别的甚至更高。
（2）工业副产石膏粒径较细，粒径一般均在5~300微米之间，生产石膏粉时，可节省破碎、粉磨费用，会产生大量的粉尘，增加除尘的费用。
（3）工业副产石膏一般所含成分较为复杂，含有量少但对石膏水化硬化性能有较大影响的化学成分，PH值呈酸或碱性而非中性。给化学石膏的有效利用带来较大难度。
（4）工业副产石膏产量都较大，在产生过程中，大多都高于其主产品的产量，如磷石膏、脱硫石膏都在大量增加。
（5）工业副产石膏大多都不能采用常规天然石膏处理工艺生产，利用难度较大，对环境有一定的污染，利用量极少，大多采用圈地堆放的方式处理。
磷石膏是一种自由水含量约为10%-20%的潮湿粉末或浆体，pH值约为1.9-5.3，颜色以灰色为主。化学成分以CaSO4•H2O为主。其所含杂质主要是磷矿酸解时未分解的磷矿、氟化物、酸不容物（铁、铝、镁、硅等）、碳化了的有机物、水洗硫酸钙滤饼时未洗净的磷酸。另外，多数磷矿还含有少量的放射性元素，其中的铀化合物多数溶解在酸中，但是其中的镭以硫酸镭的形式沉淀出来。
脱硫石膏是烟气中含有的二氧化硫遇到脱硫系统中的石灰石粉后，与其中的氧化钙发生化学反映，生成石膏。从脱硫石膏的产生过程可知，脱硫石膏的主要成分为二水硫酸钙，其外观含水率为10%-20%的潮湿松散的细小颗粒，脱硫正常时脱硫石膏颜色为近乎白色（微黄），脱硫不正常时会带进煤灰导致发黑。
虽然磷石膏和脱硫石膏产生、成分、物理性质等不相同，但作为工业副产品的石膏，它们有一些共同特性：附着水含量较高；粒径较细；杂质成分较为复杂、含量虽少但对石膏应用性能有较大影响，同时给工业副产石膏的有效利用带来一定难度；产量较大，大多都高于其主产品的产量，对环境有一定程度的污染；二水石膏的含量较高，可达75-98%，相当于二级以上石膏的有效成分含量等。
3. 工业副产石膏对环境的危害
3.1磷石膏的危害
磷石膏的危害主要体现在以下几个方面：
1）直接将磷石膏排放到河流、湖泊、海洋等水体，或堆放处置磷石膏时，对水环境、土壤环境和大气环境产生影响，其中对地下水资源的影响最为突出。
2）磷石膏的放射性危害，即磷石膏中放射性核元素对环境的污染。
3）磷石膏对农业的影响，即在利用磷石膏做土壤改良剂或肥料使用时，微量元素对土壤、作物内毒素元素含量的影响。
3.1.1 磷石膏对水环境、土壤环境的影响
目前，国内外绝大多数企业最终处理、处置磷石膏废渣的方法都是将其进行土地堆存，即利用工程的原理建造磷石膏渣场。将湿法磷酸装置过滤机排出的磷石膏输送至渣场的方法有两种，一种是干法排渣，一种是湿法排渣。但是，不论是采用哪种方法，磷石膏在进入渣场前，都必须采取严格的渣场防渗措施；磷石膏进入渣场以后，采取有效的管理措施。在长期的堆放过程中，渣场前期防渗工程的不当，或后期管理措施的不善，都可能造成渣场中残磷、氟等有害组分对周围环境的污染。
研究表明，在一系列条件下，磷石膏中的残磷、氟、硫酸盐，少量的镉、汞、铬、砷、铜等微量重金属元素等有害物质都具有极强的溶出力。不论在酸性或碱性条件，磷石膏废渣中可溶磷、氟、硫酸等酸性物质能被有效的淋溶、浸泡出来，使得淋滤、浸泡液呈强酸性。同时，对于某些金融物质，如钙、镁、锰等，在实验条件下，酸性越强，则越易被溶出，因此在酸性降水出现时，磷石膏中的金属物质溶出的可能性就大，对环境造成的危害就越大。实际渣场废水的典型组成一般为，pH值1.2-2.5，磷酸8000-20000mg/L，氟化物9000-12000mg/L。
在磷石膏长期露天堆放过程中，由于日晒、雨淋、风化、分解等物理化学作用，渣场会形成以含磷酸为主的强酸性废水，携带其它解离出来的各种有害组成渗透到地下，导致土壤、地表水及浅层地下水的淋溶污染，从而影响土壤环境和水环境。这种淋溶污染的程度取决于诸多因素，如渣场的防渗程度，污染物含量，以及降雨量等。因此，磷石膏渣场周边地区一般是磷、氟污染较为严重的地区。
3.1.2磷石膏的放射性污染
磷石膏对环境的放射性危害，主要包括三个方面：
1、磷石膏的排放对周边环境的辐射危害。
2、在利用磷石膏做原料或掺料生产建材制品时，放射性核元素对环境的危害。
3、磷石膏渣场使用年限结束后，在将来利用磷石膏渣场作为建筑用地时，磷石膏对环境的辐射危害。磷石膏渣场在使用结束封场后，可以作为建筑用地使用。但是，由于存在辐射污染的可能性，因此，在使用时，必须考虑防辐射措施。
国外研究表明，渣场附近或受渣场污染的地方均有比较高的放射性。在资源化过程中，利用磷石膏做原料或掺料生产建材制品时，制品中放射性核元素也可以对环境造成放射性污染。
3.1.3 磷石膏对农业环境的影响
磷石膏中含有大量的磷、钾、钙、硫，以及其他微量元素等植物所需要营养成分或有益成分，对土壤，特别对干旱和半干旱地区盐渍化土壤生态有良好的修复作用，在农业上有使用价值。但由于磷石膏中还含有氟、砷、铅、汞、铜等重金属和其他有害组成，大量使用磷石膏可能导致有害组分在土壤中残留富集，对农业环境造成危害，进而又污染水环境，或者通过作物而富集，通过食物链危害人类和其他动物。同时磷石膏的农用也必须考虑到放射性污染问题。考虑到经过磷石膏改良的土地今后可能另作他用，应明确限制磷石膏的使用量。
3.1.4 磷石膏对环境的其它影响
石膏中某些有毒有害物质遇到水时，特别是遇到酸性水时，可以释放有毒有害气体，例如简单的无机硫化物和氟化物，可以释放H2S和HF，虽然这些气体释放量不大，但也不能忽视。其次，在干燥的季节，在大风的作用下，渣场以微粒状存在的磷石膏将随风飞扬，既污染环境，特别是污染大气环境，影响人体健康，又会对周围环境造成粉尘污染。
同时，堆积如山的磷石膏本身也存在安全隐患，对周围居民和财产造成威胁。在洪涝季节，长期雨水的淋溶可能导致磷石膏渣场的垮塌，甚至造成滑坡和泥石流，造成人为地质灾害。此外，长期堆放的磷石膏废渣将占用大量的土地资源。
3.2 脱硫石膏的危害
脱硫石膏因与天然石膏性质相近，品相较高，所以利用较多。但由于脱硫产业的发展及其利用途径数量有限，现有的脱硫石膏综合利用率不到50%，因此，也带来了脱硫石膏因堆存而产生的危害。同磷石膏一样，脱硫石膏的堆放同样产生大量土地资源被占用，空气污染，粉尘污染等，安全隐患等危害。
【欢迎进入粉体论坛讨论】
|
|
|
| |
|
| |
|
|
|
|
|
|
