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| 工業副產石膏的性質及其對環境的危害 |
| 來源：中國粉體技術網 更新時間：2014-02-18 08:30:36 瀏覽次數： |
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1. 工業副產石膏的產生
（中國粉體技術網/班建偉）工業副產石膏是指工業生產中因化學反應生成的以硫酸鈣為主要成分的副產品或廢渣，也稱化學石膏或工業廢石膏。工業副產石膏包括脫硫石膏、磷石膏、氟石膏、鈦石膏、鹽石膏等。2010年產生量約1.37億噸，其中脫硫石膏5200多萬噸，磷石膏約6000萬噸，綜合利用率分別為69％和20％左右，主要利用途徑是用作水泥緩凝劑和用于生產紙面石膏板、石膏砌塊等石膏建材。
2. 工業副產石膏的基本性質
工業副產石膏由于其產生途徑及礦源的不同，成分、顏色、物理性能、雜質含量、雜質種類等都有所不同，如：磷石膏是在磷酸生產中用硫酸處理磷礦時產生的固體廢渣，其主要成分為硫酸鈣。作為工業副產石膏，它都有著以下的一些基本性質：
（1）工業副產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％，個別的甚至更高。
（2）工業副產石膏粒徑較細，粒徑一般均在5~300微米之間，生產石膏粉時，可節省破碎、粉磨費用，會產生大量的粉塵，增加除塵的費用。
（3）工業副產石膏一般所含成分較為復雜，含有量少但對石膏水化硬化性能有較大影響的化學成分，PH值呈酸或堿性而非中性。給化學石膏的有效利用帶來較大難度。
（4）工業副產石膏產量都較大，在產生過程中，大多都高于其主產品的產量，如磷石膏、脫硫石膏都在大量增加。
（5）工業副產石膏大多都不能采用常規天然石膏處理工藝生產，利用難度較大，對環境有一定的污染，利用量極少，大多采用圈地堆放的方式處理。
磷石膏是一種自由水含量約為10%-20%的潮濕粉末或漿體，pH值約為1.9-5.3，顏色以灰色為主?；瘜W成分以CaSO4•H2O為主。其所含雜質主要是磷礦酸解時未分解的磷礦、氟化物、酸不容物（鐵、鋁、鎂、硅等）、碳化了的有機物、水洗硫酸鈣濾餅時未洗凈的磷酸。另外，多數磷礦還含有少量的放射性元素，其中的鈾化合物多數溶解在酸中，但是其中的鐳以硫酸鐳的形式沉淀出來。
脫硫石膏是煙氣中含有的二氧化硫遇到脫硫系統中的石灰石粉后，與其中的氧化鈣發生化學反映，生成石膏。從脫硫石膏的產生過程可知，脫硫石膏的主要成分為二水硫酸鈣，其外觀含水率為10%-20%的潮濕松散的細小顆粒，脫硫正常時脫硫石膏顏色為近乎白色（微黃），脫硫不正常時會帶進煤灰導致發黑。
雖然磷石膏和脫硫石膏產生、成分、物理性質等不相同，但作為工業副產品的石膏，它們有一些共同特性：附著水含量較高；粒徑較細；雜質成分較為復雜、含量雖少但對石膏應用性能有較大影響，同時給工業副產石膏的有效利用帶來一定難度；產量較大，大多都高于其主產品的產量，對環境有一定程度的污染；二水石膏的含量較高，可達75-98%，相當于二級以上石膏的有效成分含量等。
3. 工業副產石膏對環境的危害
3.1磷石膏的危害
磷石膏的危害主要體現在以下幾個方面：
1）直接將磷石膏排放到河流、湖泊、海洋等水體，或堆放處置磷石膏時，對水環境、土壤環境和大氣環境產生影響，其中對地下水資源的影響最為突出。
2）磷石膏的放射性危害，即磷石膏中放射性核元素對環境的污染。
3）磷石膏對農業的影響，即在利用磷石膏做土壤改良劑或肥料使用時，微量元素對土壤、作物內毒素元素含量的影響。
3.1.1 磷石膏對水環境、土壤環境的影響
目前，國內外絕大多數企業最終處理、處置磷石膏廢渣的方法都是將其進行土地堆存，即利用工程的原理建造磷石膏渣場。將濕法磷酸裝置過濾機排出的磷石膏輸送至渣場的方法有兩種，一種是干法排渣，一種是濕法排渣。但是，不論是采用哪種方法，磷石膏在進入渣場前，都必須采取嚴格的渣場防滲措施；磷石膏進入渣場以后，采取有效的管理措施。在長期的堆放過程中，渣場前期防滲工程的不當，或后期管理措施的不善，都可能造成渣場中殘磷、氟等有害組分對周圍環境的污染。
研究表明，在一系列條件下，磷石膏中的殘磷、氟、硫酸鹽，少量的鎘、汞、鉻、砷、銅等微量重金屬元素等有害物質都具有極強的溶出力。不論在酸性或堿性條件，磷石膏廢渣中可溶磷、氟、硫酸等酸性物質能被有效的淋溶、浸泡出來，使得淋濾、浸泡液呈強酸性。同時，對于某些金融物質，如鈣、鎂、錳等，在實驗條件下，酸性越強，則越易被溶出，因此在酸性降水出現時，磷石膏中的金屬物質溶出的可能性就大，對環境造成的危害就越大。實際渣場廢水的典型組成一般為，pH值1.2-2.5，磷酸8000-20000mg/L，氟化物9000-12000mg/L。
在磷石膏長期露天堆放過程中，由于日曬、雨淋、風化、分解等物理化學作用，渣場會形成以含磷酸為主的強酸性廢水，攜帶其它解離出來的各種有害組成滲透到地下，導致土壤、地表水及淺層地下水的淋溶污染，從而影響土壤環境和水環境。這種淋溶污染的程度取決于諸多因素，如渣場的防滲程度，污染物含量，以及降雨量等。因此，磷石膏渣場周邊地區一般是磷、氟污染較為嚴重的地區。
3.1.2磷石膏的放射性污染
磷石膏對環境的放射性危害，主要包括三個方面：
1、磷石膏的排放對周邊環境的輻射危害。
2、在利用磷石膏做原料或摻料生產建材制品時，放射性核元素對環境的危害。
3、磷石膏渣場使用年限結束后，在將來利用磷石膏渣場作為建筑用地時，磷石膏對環境的輻射危害。磷石膏渣場在使用結束封場后，可以作為建筑用地使用。但是，由于存在輻射污染的可能性，因此，在使用時，必須考慮防輻射措施。
國外研究表明，渣場附近或受渣場污染的地方均有比較高的放射性。在資源化過程中，利用磷石膏做原料或摻料生產建材制品時，制品中放射性核元素也可以對環境造成放射性污染。
3.1.3 磷石膏對農業環境的影響
磷石膏中含有大量的磷、鉀、鈣、硫，以及其他微量元素等植物所需要營養成分或有益成分，對土壤，特別對干旱和半干旱地區鹽漬化土壤生態有良好的修復作用，在農業上有使用價值。但由于磷石膏中還含有氟、砷、鉛、汞、銅等重金屬和其他有害組成，大量使用磷石膏可能導致有害組分在土壤中殘留富集，對農業環境造成危害，進而又污染水環境，或者通過作物而富集，通過食物鏈危害人類和其他動物。同時磷石膏的農用也必須考慮到放射性污染問題?？紤]到經過磷石膏改良的土地今后可能另作他用，應明確限制磷石膏的使用量。
3.1.4 磷石膏對環境的其它影響
石膏中某些有毒有害物質遇到水時，特別是遇到酸性水時，可以釋放有毒有害氣體，例如簡單的無機硫化物和氟化物，可以釋放H2S和HF，雖然這些氣體釋放量不大，但也不能忽視。其次，在干燥的季節，在大風的作用下，渣場以微粒狀存在的磷石膏將隨風飛揚，既污染環境，特別是污染大氣環境，影響人體健康，又會對周圍環境造成粉塵污染。
同時，堆積如山的磷石膏本身也存在安全隱患，對周圍居民和財產造成威脅。在洪澇季節，長期雨水的淋溶可能導致磷石膏渣場的垮塌，甚至造成滑坡和泥石流，造成人為地質災害。此外，長期堆放的磷石膏廢渣將占用大量的土地資源。
3.2 脫硫石膏的危害
脫硫石膏因與天然石膏性質相近，品相較高，所以利用較多。但由于脫硫產業的發展及其利用途徑數量有限，現有的脫硫石膏綜合利用率不到50%，因此，也帶來了脫硫石膏因堆存而產生的危害。同磷石膏一樣，脫硫石膏的堆放同樣產生大量土地資源被占用，空氣污染，粉塵污染等，安全隱患等危害。
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