石膏利用前景

發(fā)布時(shí)間：2016-12-1 13:20:48      點(diǎn)擊次數(shù)：3136

脫硫石膏產(chǎn)業(yè)的市場(chǎng)前景分析報(bào)告

在2010年之后，我國每年將要排放近億噸燃煤電廠煙氣脫硫的副產(chǎn)品——脫硫石膏；同時(shí)每年還要排放與脫硫石膏同屬化學(xué)石膏的磷石膏4000多萬噸；2007年我國天然石膏的產(chǎn)量為5000多萬噸，這樣即使全部化學(xué)石膏全部取代了天然石膏，仍可能有幾千萬噸的脫硫石膏和磷石膏 無法利用。由此可見，如果不對(duì)化學(xué)石膏的處理技術(shù)加以創(chuàng)新、開拓新的用途，進(jìn)行全面的綜合利用，必定會(huì)造成二次污染。另外，脫硫石膏產(chǎn)出較均勻的分布特點(diǎn)，改變了原有的石膏產(chǎn)品生產(chǎn)地區(qū)遠(yuǎn)離消費(fèi)地區(qū)的狀況，這必然要打破原有的石膏產(chǎn)業(yè)分布格局；而脫硫石膏與天然石膏不同的物理形態(tài)，則使石膏生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生革新；脫硫石膏的高品位特點(diǎn)，又促進(jìn)了石膏產(chǎn)品的延伸發(fā)展；同時(shí)脫硫石膏又是被強(qiáng)制產(chǎn)出的， 不加利用又污染環(huán)境，不同于天然石膏呈自然狀態(tài)深埋地下，對(duì)環(huán)境沒有影響，這樣在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排的政策推動(dòng)下，脫硫石膏深加工產(chǎn)業(yè)必然是會(huì)超速發(fā)展；因此，一場(chǎng)石膏產(chǎn)業(yè)的大洗牌大發(fā)展開始了！而本文就是對(duì)脫硫石膏產(chǎn)業(yè)市場(chǎng)前景做出的系統(tǒng)分析。

一、脫硫石膏及其現(xiàn)狀

2006年我國共消耗11.65億噸電煤，而我國的煤碳含硫量較高，平均達(dá)1%—2%，從而每年因燃煤要排放1000萬噸以上的二氧化硫，造成經(jīng)濟(jì)損失達(dá)2000億元以上，而其中燃煤發(fā)電就是最大的二氧化硫的排放者；因此我國政府十分重視燃煤電廠煙氣脫硫的環(huán)保措施，從2003年起，國家發(fā)改委審批的新建燃煤電廠，如果燃煤含硫達(dá)0.7%以上，就必須安裝煙氣脫硫裝置；已建成的燃煤電廠也必須要逐步安裝煙氣脫硫裝置；因此，至2007年底，我國已有2.7億千瓦的燃煤發(fā)電機(jī)組安裝了煙氣脫硫裝置；而到2010年，我國將有4.6億千瓦的燃煤發(fā)電機(jī)組安裝煙氣脫硫裝置，其中88%的煙氣脫硫裝置是采用石灰石—石膏濕法煙氣脫硫系統(tǒng)（即WFGD）；根據(jù)我國電煤的含硫量，因此在2010年之后，每年將要排 放近億噸濕法脫硫的副產(chǎn)品——脫硫石膏。另外,我國年產(chǎn)磷肥1100萬噸，每年還要排放與脫硫石膏同屬化學(xué)石膏的磷石膏4000萬噸，并且磷 石膏多年得蓄積已達(dá)數(shù)億噸。2007年我國天然石膏的產(chǎn)量為5000多萬噸（其中3500萬噸用于水泥緩凝劑、其它則轉(zhuǎn)化為半水石膏粉或紙面石膏板石膏砌塊等）；這樣即使全部化學(xué)石膏全部取代了天然石膏，仍可能有幾千萬噸的脫硫石膏和磷石膏無法利用。由此可見，如果不對(duì)化學(xué)石 膏的處理技術(shù)加以創(chuàng)新、開拓新的用途，進(jìn)行全面的綜合利用，必定會(huì)造成二次污染；例如：貴州宏褔總公司每年排放磷石膏400萬噸，對(duì)地下水的污染已經(jīng)滲透了數(shù)百公里之外、湖南省北部的洞庭湖了。如果建立化學(xué)石膏排放場(chǎng)地，不僅要占用大量土地，而且每噸還需投資數(shù)十元，再加上運(yùn)輸費(fèi)用，這對(duì)企業(yè)也是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)，因此脫硫石膏等化學(xué)石膏的綜合利用已是迫在眉睫的任務(wù)。

雖然，脫硫石膏比天然石膏品位更高，前者取代后者完全可行；但由于兩者的各項(xiàng)指標(biāo)有一定的差異，造成兩者深加工的設(shè)備有區(qū)別；因此，專門處理脫硫石膏的工藝和設(shè)備尚處發(fā)展前期。這樣一方面是巨量的脫硫石膏排棄而得不到利用，只是將廢氣污染轉(zhuǎn)化成廢渣污染，酸化土壤和地下水；另一方面每年要開采數(shù)以千萬噸的天然石膏，增加了資源和能源的消耗，破壞了開采地的生態(tài)環(huán)境。因此，要想把這些化學(xué)石 膏真正的利用起來，變廢為寶，不僅要大力推廣現(xiàn)有石膏深加工產(chǎn)品；更要擴(kuò)展其用途，才能完全吃掉這如此巨量的廢渣；而擴(kuò)展石膏的用途，前提條件是提高熟石膏粉的性能和性價(jià)比；如果要提高熟石膏粉的性能和性價(jià)比，現(xiàn)有技術(shù)還有差距，必須進(jìn)行技術(shù)創(chuàng)新，才能夠生產(chǎn)出一種性價(jià)比高的、能大量轉(zhuǎn)化脫硫石膏的深加工產(chǎn)品來。

二、脫硫石膏綜合利用的政策導(dǎo)向

目前，國家環(huán)保局已與二氧化硫排放量占全國60%以上、消減任務(wù)占消減目標(biāo)75%的國網(wǎng)、華能等六大電力集團(tuán)公司和7個(gè)排放大省簽定了當(dāng)前至2010年二氧化硫排放總量控制目標(biāo)責(zé)任書，燃煤電廠的煙氣排放要施行“在線監(jiān)測(cè)”，過去那種安裝了脫硫裝置而不運(yùn)轉(zhuǎn)的情況將大大杜絕；因此今后每年的脫硫石膏排放量將逐年上升，可高達(dá)幾千萬噸。由此可見，如果不對(duì)脫硫石膏加以綜合利用，必定會(huì)造成二次污染（酸化土壤及水源）和占用大量土地，從而形成這樣一種尷尬局面：對(duì)于二氧化硫的治理，只是將污染改變了一種形式，將排放到空氣中的有害物質(zhì)變成了留在地上的“廢渣”，這實(shí)在有悖于選擇石膏回收的初衷；如果建立其排放場(chǎng)地，每噸需投資數(shù)十元，再加上運(yùn)輸費(fèi)用，這對(duì)燃煤電廠也是一個(gè)不小的負(fù)擔(dān)。所以，國家發(fā)改委在《關(guān)于加快火電廠煙氣脫硫產(chǎn)業(yè)化發(fā)展的若干意見》（發(fā)改環(huán)字[2005]757號(hào)）的第六條中，提出“進(jìn)一步開展煙氣脫硫副產(chǎn)品綜合利用，推動(dòng)循環(huán)經(jīng)濟(jì)發(fā)展。組織建材、農(nóng)林、電力等部門、科研院所對(duì)脫硫副產(chǎn)物，尤其是脫硫石膏，進(jìn)行深入的研究，提出各種利用途徑的指導(dǎo)性意見，組織實(shí)施脫硫副產(chǎn)物綜合利用示范工程，適時(shí)出臺(tái)脫硫副產(chǎn)物綜合利用強(qiáng)制性措施和相關(guān)的優(yōu)惠政策。”

另外，今年8月29日，在十一屆全國人大常委會(huì)第四次會(huì)議上，《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》已經(jīng)通過，自2009年1月1日起實(shí)施。此次通過的《循環(huán)經(jīng)濟(jì)促進(jìn)法》以“減量化、再利用、資源化”為主線，共七章五十八條，分別為總則、基本管理制度等；其中還專設(shè)法律責(zé)任一章，對(duì)各類主題不履行法定義務(wù)的行為規(guī)定了相應(yīng)的罰責(zé)，以保障法律的有效實(shí)施。為了配合循環(huán)經(jīng)濟(jì)法的制定，目前國務(wù)院及有關(guān)部門正在組織制定或修訂有關(guān)配套制度和標(biāo)準(zhǔn)。這些配套的法規(guī)、規(guī)章和規(guī)劃為28項(xiàng)，連同已經(jīng)制定正在實(shí)施的相關(guān)法規(guī)、規(guī)章和規(guī)劃61項(xiàng)，合計(jì)為89項(xiàng)；例如，目前已經(jīng)將脫硫石膏深加工產(chǎn)品列入《資源綜合利用目錄》（2008年）版，這不僅在稅收上支持脫硫石膏的綜合利用，而且對(duì)脫硫石膏的綜合利用進(jìn)行了定性，成為國家建設(shè)資源節(jié)約型社會(huì)的重要一環(huán)；此外還有300多項(xiàng)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)列入今明兩年的編制計(jì)劃。這些配套法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)的制定和實(shí)施，將大大增強(qiáng)《循環(huán)經(jīng)濟(jì)法》的可操作性。

由此可見，強(qiáng)制燃煤電廠實(shí)現(xiàn)三廢零排放、脫硫石膏必須綜合利用的強(qiáng)制政策將會(huì)在一兩年內(nèi)出臺(tái)，這將為“脫硫石膏深加工裝備與工藝產(chǎn)業(yè)”的市場(chǎng)提供政策性保障；例如，有全國政協(xié)委員已提出：全面要求對(duì)電廠廢棄物進(jìn)行綜合利用的議案，而有些省市已開始制定“脫硫石膏綜合利用促進(jìn)計(jì)劃”。

三、脫硫石膏的特點(diǎn)及其利用原則

1、脫硫石膏與天然石膏的相同點(diǎn)

（1）水化動(dòng)力學(xué)和凝結(jié)特征一致；

（2）主要礦物相、轉(zhuǎn)化后的五種形態(tài)、七種變體物化性能一致，脫硫石膏完全可以代替天然石膏用于建筑材料和陶瓷模具；

（3）兩者均無放射性，不危害健康。

2、脫硫石膏與天然石膏的不同點(diǎn)

（1）原始物理狀態(tài)不一樣：天然石膏是粘合在一起的塊狀，而脫硫石膏以單獨(dú)的結(jié)晶顆粒存在；脫硫石膏雜質(zhì)與石膏之間的易磨性相差較大，天然石膏經(jīng)過粉磨后的粗顆粒多為雜質(zhì)，而脫硫石膏其顆粒多的卻為石膏，細(xì)顆粒為雜質(zhì)，其特征與天然石膏正好相反；

（2）顆粒大小與級(jí)配：煙氣脫硫石膏的顆粒大小較為平均其分布帶很窄，高細(xì)度（200目以上）、顆粒主要集中在30-60μm之間，級(jí)配遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于天然石膏磨細(xì)后的石膏粉。因此，現(xiàn)有的以天然石膏為原料的熟石膏的煅燒設(shè)備和生產(chǎn)工藝并不能完全照搬，要采用針對(duì)化學(xué)石膏設(shè)計(jì)的生產(chǎn)工藝和設(shè)備；比如，脫硫石膏不適合流態(tài)化煅燒設(shè)備，因?yàn)樗教?，還未燒就很容易被吹出來了；還如，用天然石膏生產(chǎn)高強(qiáng)石膏的蒸壓釜，脫硫石膏就無法直接放入蒸壓；另外脫硫石膏粒徑分布非常狹窄，加工成熟石膏粉后，必須要對(duì)其進(jìn)行粉磨改性、產(chǎn)生級(jí)差，才能使其具有更好的凝結(jié)強(qiáng)度；而在粉磨改性中，碾壓力形成級(jí)差產(chǎn)生的改性效果不好，而劈裂力形成的效果最好，碰撞力次之；因此，改性磨的選擇要注意它的力學(xué)特點(diǎn)。

（3）高含水量 ,流動(dòng)性差，只適合皮帶輸送。

（4）雜質(zhì)成分上的差異，導(dǎo)致其脫水特性、易磨性及煅燒后的熟石膏粉在力學(xué)性能、流變性能等宏觀特征上的不同。

（5）脫硫石膏的產(chǎn)出在全國分布比較均勻，特別是石膏產(chǎn)品大量消費(fèi)地的東部發(fā)達(dá)地區(qū)脫硫石膏的產(chǎn)量也很大，而且脫硫石膏的品位又很高，一般都在90%以上；這樣就彌補(bǔ)了我國高品位的天然石膏儲(chǔ)量小、產(chǎn)量低、其產(chǎn)品遠(yuǎn)離消費(fèi)地的重大缺陷。

2、脫硫石膏的利用原則

（1）堅(jiān)持?jǐn)U大利用、高效利用、清潔利用、物盡其用的原則，重點(diǎn)推進(jìn)量大面廣、資源化潛力大的脫硫石膏回收與再生利用,合理延長產(chǎn)業(yè)鏈,開發(fā)高附加值的綜合利用產(chǎn)品,減少二次污染,提高資源利用效率,實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、環(huán)境效益的有機(jī)統(tǒng)一。

（2）堅(jiān)持市場(chǎng)導(dǎo)向原則，因地制宜，產(chǎn)銷對(duì)路，確定脫硫石膏綜合利用的優(yōu)先發(fā)展領(lǐng)域，提高資源利用效率、減少廢棄物排放的重要措施，成為企業(yè)健康發(fā)展的驅(qū)動(dòng)力。

（3）綜合考慮，脫硫石膏深加工生產(chǎn)線要與電廠煙氣脫硫系統(tǒng)有機(jī)結(jié)合，無縫銜接；同時(shí)脫硫石膏深加工生產(chǎn)不能產(chǎn)生新的污染源，盡可能利用電廠的余熱為熱源。

3、脫硫石膏的直接利用

（1）經(jīng)過干燥后可用作水泥緩凝劑；

（2）經(jīng)過配制后可用作鹽堿地的改良。

四、脫硫石膏深加工工藝和裝備市場(chǎng)簡介

至2000年底，我國燃煤火電的裝機(jī)容量為3億千瓦，而煙氣脫硫工程項(xiàng)目年市場(chǎng)營業(yè)額還基本是零；但從國家發(fā)改委強(qiáng)制燃煤電廠必須安裝煙氣脫硫裝置的2003年起，在短短幾年的時(shí)間內(nèi)煙氣脫硫工程年市場(chǎng)營業(yè)額就暴增到現(xiàn)在的500億左右，基本上今年達(dá)到頂峰；不過，隨著國內(nèi)煙氣脫硫工程技術(shù)和市場(chǎng)的日益完善和成熟，市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)越來越激烈。就在全國上百家脫硫公司為即將盛極而衰的煙氣脫硫市場(chǎng)爭(zhēng)的你死我活的時(shí)候，卻都忽略了脫硫后的副產(chǎn)品、特別是占煙氣脫硫市場(chǎng)88%以上的濕法脫硫后所產(chǎn)生的副產(chǎn)品——脫硫石膏的綜合利用和處理設(shè)備及技術(shù)的潛在市場(chǎng)。在石灰石—石膏濕法脫硫過程中，每吸收一噸二氧化硫就要產(chǎn)生2.7噸脫硫石膏；到2010年我國將有4.6億千瓦的燃煤發(fā)電機(jī)組安裝煙氣脫硫裝置；根據(jù)我國電煤的含硫量，因此在2010年之后，每年將要產(chǎn)生億噸濕法脫硫的副產(chǎn)品——脫硫石膏。2007年我國天然石膏的產(chǎn)量為5000多萬噸，只有700萬噸轉(zhuǎn)化為半水石膏粉，這是因?yàn)楝F(xiàn)有生產(chǎn)工藝生產(chǎn)出的半水石膏粉質(zhì)量技術(shù)指標(biāo)低，因此加工成的石膏墻材軟化系數(shù)和強(qiáng)度都很低，不能用于承重墻體和地面材料等，這樣即使脫硫石膏全部取代了天然石膏，仍可能有幾千萬噸的脫硫石膏無法利用。因此，脫硫石膏的綜合利用已是迫在眉睫的任務(wù)；類似的歷史經(jīng)驗(yàn)告訴我們，如果脫硫石膏不能很好的進(jìn)行綜合利用，二氧化硫的減排就不能真正的、不打折扣的實(shí)施。

根據(jù)當(dāng)前市場(chǎng)情況，處理每萬噸脫硫石膏的設(shè)備為100萬元，如果處理全部脫硫石膏的三分之一，就可達(dá)到數(shù)十億元的市場(chǎng)額，如果開展進(jìn)一步的深加工，其設(shè)備還有數(shù)十億元的市場(chǎng)額；另外這些設(shè)備與技術(shù)還可以用于處理與脫硫石膏類似的、每年排放量也達(dá)4千萬噸的磷石膏的綜合治理，同樣有不菲的利潤。

總之，本產(chǎn)業(yè)對(duì)于節(jié)能減排、發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、清潔生產(chǎn)、實(shí)現(xiàn)燃煤電廠廢渣零排放、建設(shè)資源節(jié)約性社會(huì)有著極其重要的社會(huì)意義和經(jīng)濟(jì)意義。

五、建筑石膏及其生產(chǎn)設(shè)備的市場(chǎng)分析

1、建筑石膏的主要用途和市場(chǎng)分析

1.1石膏砌塊

石膏砌塊的生產(chǎn)在國外已有百余年歷史，目前世界上許多國家的生產(chǎn)都已基本實(shí)現(xiàn)機(jī)械化和自動(dòng)化。其中法國的年產(chǎn)量在1700萬平米以上，德國為600萬平米，荷蘭為300萬平米，另外俄羅斯、東歐的波蘭、保加利亞、羅馬尼亞和亞洲的韓國、印度、伊朗都有較大規(guī)模的生產(chǎn)。石膏砌塊具有質(zhì)量輕、可取代粘土磚、少毀耕地等優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑物中作為非承重墻使用，能夠增大有效使用面積10%左右。普通石膏砌塊是由普通石膏粉加水?dāng)嚢?經(jīng)澆注成型、凝結(jié)硬化而成；同其它新型墻體材料綜合比較來看，它是國內(nèi)建筑行業(yè)性能最優(yōu)良、使用效果最好、價(jià)格最低的新型墻材（其價(jià)格甚至低于粘土磚的成墻價(jià)格），完全符合國家關(guān)于推廣新型建材的產(chǎn)業(yè)導(dǎo)向，但由于種種原因，石膏砌塊目前在全國還沒有得到很好的推廣應(yīng)用；2006年我國新型墻體材料產(chǎn)銷量為5.75億立方米，如果其中5%（約3000萬立方米）由石膏砌塊取代，每年可轉(zhuǎn)化2000萬噸的脫硫石膏。

1.2石膏砂漿

石膏砂漿是水泥砂漿的換代產(chǎn)品，它能夠克服水泥砂漿抹墻后出現(xiàn)空鼓、干裂、脫落等現(xiàn)象，與各種墻體基材都能很好地粘結(jié)，尤其適用頂棚抹灰，在加氣砼墻上效果更佳，同時(shí)它還具有以下特點(diǎn)：

(1)表面裝飾性：墻面致密光滑而不起灰，有較高的強(qiáng)度而不收縮，外觀典雅，無氣味、無裂紋。

(2)防火性能：在發(fā)生火災(zāi)時(shí)，石膏硬化體有大量結(jié)晶水在熱作用下釋放出來，形成蒸汽，阻擋了火焰的蔓延，同時(shí)在整個(gè)脫水過程中吸收了大量的熱，從而提高了耐火性能。

(3)保溫隔熱：石膏硬化體是一種多孔質(zhì)材料，導(dǎo)熱系數(shù)小，保溫隔熱性能好。

(4)施工方便：有良好的和易性、保水性，現(xiàn)場(chǎng)加水?dāng)嚢杈鶆蚝笾苯由蠅δɑ?，操作自如，勞?dòng)強(qiáng)度低，材料消耗少。

(5)節(jié)省工期：抹灰層凝結(jié)硬化塊，養(yǎng)護(hù)周期短，整個(gè)硬化及強(qiáng)度達(dá)標(biāo)過程１～２天全部完成，可大大提高工作效率，加快工程進(jìn)度。

(6)具有呼吸功能：當(dāng)室內(nèi)環(huán)境濕度較大時(shí)，呼吸孔自動(dòng)吸濕；在相反條件下，能自動(dòng)釋放儲(chǔ)備的水份，反復(fù)循環(huán)，將室內(nèi)濕度控制在適宜范圍之內(nèi)，為居住者創(chuàng)造了良好舒適的生活環(huán)境。

(7)有利冬季施工：施工不受季節(jié)限制，尤其冬季(－５℃以上)搶工期時(shí)，其水化速度不因氣溫低而明顯減慢，只要拌合水不結(jié)冰，即具有早強(qiáng)快凝的特性，是冬季室內(nèi)抹灰施工的好材料。  

目前，北京的石膏砂漿市場(chǎng)已成熟，每年銷售量達(dá)15萬噸左右，價(jià)格每噸為500元（未摻砂）；另外，天津、山西、河北、遼寧、吉林、黑龍 江、上海等地區(qū)的大中城市應(yīng)用也很廣泛。而根據(jù)上海市“十一五”環(huán)境保護(hù)規(guī)劃重點(diǎn)科研項(xiàng)目（編號(hào)滬環(huán)科05－15）《上海燃煤電廠煙氣脫硫石膏利用前景分析》。石膏砂漿的保溫性能對(duì)我國推廣節(jié)能住宅，特別是高層節(jié)能住宅，意義重大。隨著上海建筑砂漿商品化和建筑節(jié)能工作的全面推進(jìn)，石膏砂漿系列產(chǎn)品作為高品質(zhì)的新型建材已顯示出廣闊的應(yīng)用前景。按上海每年新增2000萬m2住宅面積、每10000m2建筑使用1400m3(合2700噸)水泥砂漿、內(nèi)墻墻面和天花板面占整個(gè)建筑需粉刷表面及砌筑所用砂漿量的近70%計(jì)算，上海每年建筑內(nèi)墻需要378萬噸石膏砂漿，按石膏與料1:3比例計(jì)算，每年可消耗脫硫石膏94.5萬噸。隨著上海建筑砂漿商品化和建筑節(jié)能工作的全面推進(jìn)，石膏砂漿系列產(chǎn)品作為高品質(zhì)的新型建材已顯示出廣闊的應(yīng)用前景。

1.3紙面石膏板

近十年來，在紙面石膏板的引領(lǐng)下，石膏深加工產(chǎn)品市場(chǎng)得到了十倍以上的飛速發(fā)展，其產(chǎn)品原料的比例已從十年前僅占我國石膏礦產(chǎn)量的10%左右提高到2007年的30%；1997年我國大陸年產(chǎn)紙面石膏板8200多萬㎡，而到2007年的年產(chǎn)量已達(dá)到9億多㎡，年產(chǎn)量的平均增長幅度達(dá)到了30%；這相當(dāng)于同期我國GDP增長幅度的三倍；從而成為當(dāng)前建筑石膏最主要的用途，但規(guī)模較大的一些紙面石膏板生產(chǎn)廠家都是自己生產(chǎn)建筑石膏，形成制粉、制板一條龍生產(chǎn)線。因此，籌建大型建筑石膏生產(chǎn)企業(yè)，首先要考慮是否有大的用戶?，F(xiàn)在我國紙面石膏板已進(jìn)入市場(chǎng)成熟期，純利潤僅有5%左右；整個(gè)市場(chǎng)“北新建材”占據(jù)半壁江山，生產(chǎn)廠遍布全國；幾家外國跨國公司分瓜市場(chǎng)的15%，不到35%的市場(chǎng)由四百多家的中小企業(yè)竟?fàn)?，從而使這些中小企業(yè)舉步艱難，瀕臨破產(chǎn)；因此，一般企業(yè)已很難再進(jìn)入紙面石膏板的市場(chǎng)。

2、建筑石膏生產(chǎn)設(shè)備的市場(chǎng)分析

由于用天然石膏生產(chǎn)建筑石膏的現(xiàn)行工藝是采用對(duì)粉狀物料的煅燒，而脫硫石膏就是粉狀的；因此，用脫硫石膏生產(chǎn)建筑石膏的設(shè)備與天然石膏的變化不大；但也并不能完全照搬，要根據(jù)脫硫石膏和天然石膏的不同點(diǎn)對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)工藝和設(shè)備進(jìn)行選擇與改造；比如，脫硫石膏不適合流態(tài)化煅燒設(shè)備，因?yàn)樗教?，有的未燒就被吹出來了，為解決這個(gè)問題需要加大均化倉，并不斷倒倉。目前用天然石膏生產(chǎn)建筑石膏的設(shè)備主要有：連續(xù)炒鍋、回轉(zhuǎn)窯、沸騰爐、流化床煅燒爐、以及沙司基打磨、彼特磨、斯德動(dòng)態(tài)煅燒爐等；總體來說都很成熟，但各有千秋，因此競(jìng)爭(zhēng)激烈。

六、高強(qiáng)石膏及其生產(chǎn)設(shè)備的市場(chǎng)分析

1、高強(qiáng)石膏的主要用途和市場(chǎng)分析

由于建筑石膏（即β-半水石膏，或稱普通石膏粉）物理強(qiáng)度低，主要用于紙面石膏板、石膏砌塊和部分裝飾材料，用途用量均有限；而高強(qiáng)石膏（即α-半水石膏）物理強(qiáng)度一般為普通石膏粉的三倍以上，因此它不僅能夠替代建筑石膏以降低成本，而且它的用途更為廣泛；例如：干燥抗壓強(qiáng)度在25Mpa～40Mpa的高強(qiáng)石膏粉主要用于陶瓷模具和建材產(chǎn)品；干燥抗壓強(qiáng)度在60Mpa以上的高強(qiáng)石膏主要用于各種如牙科、鑄造等特殊模具，但這種超高強(qiáng)石膏其生產(chǎn)設(shè)備成昂貴，原料須用天然的纖維石膏。

1.1高強(qiáng)陶模石膏粉的市場(chǎng)分析

陶模石膏粉的技術(shù)指標(biāo)要求特點(diǎn)：

（1）以要求濕抗折強(qiáng)度為主；

（2）即要求濕抗折強(qiáng)度，又要求一定的吸水率（而用脫硫石膏做原料生產(chǎn)出的熟石膏粉，在同樣的吸水率條件下，其濕抗折強(qiáng)度要遠(yuǎn)高于用天然石膏生產(chǎn)的熟石膏粉）；

（3）陶瓷的注漿模和滾壓模對(duì)濕抗折強(qiáng)度和吸水率要求的側(cè)重不同。

陶模石膏粉的市場(chǎng)特點(diǎn)：

（1）我國陶瓷年產(chǎn)量占全球的一半，陶模石膏粉用量巨大，達(dá)四百萬噸左右；

（2）廣東潮汕、福建德化地區(qū)每年需要高強(qiáng)陶模石膏粉約150萬噸，批發(fā)商進(jìn)價(jià)為600多元/噸；

在上述兩地區(qū)所用脫硫石膏生產(chǎn)高強(qiáng)陶模石膏粉的利潤分析：目前，上述兩地區(qū)因無天然石膏資源，所用高強(qiáng)陶模石膏粉均從湖南、湖北運(yùn)進(jìn)，其中長短途運(yùn)費(fèi)為150元/噸～170元/噸，石膏礦原料為150元/噸，稅費(fèi)約50元/噸；而在上述兩地區(qū)用脫硫石膏生產(chǎn)高強(qiáng)陶模石膏粉，運(yùn)費(fèi)可降低120元/噸～150元/噸，原料節(jié)約80元/噸，稅費(fèi)（廢渣利用免稅）節(jié)約50元/噸，共可降低成本250元/噸，加上原有的正常利潤，每噸高強(qiáng)陶模粉的利潤至少可達(dá)300元/噸。

（3）市場(chǎng)非常成熟，無須市場(chǎng)推廣應(yīng)用；

（我國陶瓷的主要產(chǎn)地為：廣東佛山和潮州、福建德化和永春、河北唐山和邯鄲、湖南醴陵、山東淄博、江西景德鎮(zhèn)、山西朔州等）

1.2自流平石膏市場(chǎng)的分析

自流平石膏簡介

自流平石膏是自流平地面找平石膏的簡稱，它是一種在混凝土樓板墊層上能流動(dòng)攤平；即在自身重力作用下形成平滑表面，成為較為理想的建筑物地面找平層，是鋪設(shè)地毯、木地板和各種地面裝飾材料的基層材料。建筑物室內(nèi)地面?zhèn)鹘y(tǒng)做法是先用水泥砂漿做找平層，然后再做面層。這種做法既費(fèi)工又費(fèi)時(shí)，特別是找平層，需手工抹平。而用自流平石膏，則可直接在墊層上澆灌出找平層，待其硬化后，用戶又可根據(jù)自己意愿在石膏找平層上做飾面層。

采用自流平石膏施工的地面，尺寸準(zhǔn)確，平整度極為突出，不空鼓、不開裂。澆灌24小時(shí)后，即可在上面行走；48小時(shí)后可以在上面進(jìn)行作業(yè)。干燥后，一般不需進(jìn)行修整，其平整度即能達(dá)到高水平，可直接在地面上鋪貼PVC板或地毯等。若做實(shí)木地板或粘貼地面磚，用粘結(jié)劑量極少，既減少了樓地面重量，又節(jié)省了大量粘結(jié)劑。由于自流平石膏地面導(dǎo)熱系數(shù)大大低于水泥砂漿地面，腳踩在其上面沒有冰冷感覺。

采用自流平地面找平材料做高標(biāo)準(zhǔn)室內(nèi)地面省時(shí)、省工，可以不用高級(jí)抹灰工即可完成。作業(yè)時(shí)輕松方便，效率高。并且可以采用泵送施工，日鋪地面可達(dá)800—1000m2。用這種方法，還可以做出無縫隙大面積地面。

目前，自流平石膏在日本和西歐國家應(yīng)用比較普遍，有成熟的生產(chǎn)技術(shù)及配套的施工機(jī)具。  自流平石膏市場(chǎng)前景

我國每年新增建筑量近20億平方米，若按其中二分之一（10億平方米）的地面采用自流平石膏，每平方米需要20公斤自流平石膏（粉），共需2000萬噸自流平石膏（粉），而它其中的成份50%由高強(qiáng)石膏，即每年需求1000萬噸的高強(qiáng)石膏來生產(chǎn)自流平石膏。

1.3高摻砂型石膏砂漿的市場(chǎng)分析

以高強(qiáng)石膏為主配制的高摻砂型石膏砂漿除了具備一般石膏砂漿所應(yīng)具有的通常優(yōu)點(diǎn)和施工后相同的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)以外, 高摻砂型石膏砂漿與普通的石膏砂漿相比，還具有以下優(yōu)點(diǎn)：

（1）配砂量不同，最終施工原料成本大大降低

普通石膏與砂配比為1:1，即一噸普通石膏使用時(shí)配摻一噸的建筑用砂；而高強(qiáng)石膏與砂配比為1:3；因此，用高強(qiáng)石膏配制的石膏砂漿成本低

（2）降低60%的長途運(yùn)費(fèi)，距離越遠(yuǎn)，所降費(fèi)用數(shù)額越大；

（3）施工速度可提高一倍左右同樣條件下，同一個(gè)人，如果用普通石膏砂漿一天能抹20平米（粘性大，不易抹開），用高摻砂型石膏砂漿最少能抹30—40平米，這樣提高了施工速度，縮短了施工周期，就這一項(xiàng)的成本下降也是可觀的。

由此可見，用高強(qiáng)石膏配制的高摻砂型石膏砂漿將會(huì)成為石膏砂漿主流產(chǎn)品。

1.4粉煤灰高強(qiáng)石膏砌塊的市場(chǎng)分析

粉煤灰高強(qiáng)石膏砌塊是新型綠色墻體材料石膏砌塊中的一種，與普通石膏砌塊一樣，具有質(zhì)量輕、可取代粘土磚、少毀耕地等優(yōu)點(diǎn)，在高層建筑物中作為非承重墻使用，能夠增大有效使用面積10%左右。普通石膏砌塊是由普通石膏粉加水?dāng)嚢?經(jīng)澆注成型、凝結(jié)硬化而成；而粉煤灰脫硫石膏砌塊則是由脫硫石膏經(jīng)過高溫蒸煮成α-半水石膏漿體（或高強(qiáng)石膏加水）混合粉煤灰后直接澆鑄成型的；由于粉煤灰主要由二氧化硅和三氧化二鋁組成，當(dāng)有石膏存在時(shí)，會(huì)生成水化硫鋁酸鈣結(jié)晶這種水硬化膠凝材料，這樣粉煤灰高強(qiáng)石膏砌塊不僅具備普通石膏砌塊的全部優(yōu)點(diǎn)，而且還有以下四個(gè)優(yōu)點(diǎn)：（1）強(qiáng)度更高，容重更低；（2）由于強(qiáng)度高，所以無需像普通石膏一樣添加水泥，反而可在砌塊制品中摻入30%以上的粉煤灰等電廠廢渣；（3）克服了普通脫硫石膏砌塊的干收縮性；（4）軟化系數(shù)高于普通脫硫石膏砌塊，提高了石膏砌塊防水性能

2、目前高強(qiáng)石膏產(chǎn)銷特點(diǎn)分析

目前我國市場(chǎng)上銷售的高強(qiáng)石膏全部由天然石膏加工而成，但由于我國可以生產(chǎn)高強(qiáng)石膏的高品位天然石膏儲(chǔ)量少、產(chǎn)量受限制，形成了賣方市場(chǎng)；再加上天然石膏地域分布不均，產(chǎn)地遠(yuǎn)離消費(fèi)地；從而造成消費(fèi)地區(qū)的高強(qiáng)石膏價(jià)格高，進(jìn)一步發(fā)展石膏深加工產(chǎn)品受制約；例如，國外已經(jīng)很成熟的自流平石膏就因高強(qiáng)石膏的量價(jià)原因不能大面積推廣應(yīng)用。

3、高強(qiáng)石膏生產(chǎn)設(shè)備的市場(chǎng)分析

3.1高強(qiáng)石膏生產(chǎn)設(shè)備和工藝簡介

生產(chǎn)高強(qiáng)石膏傳統(tǒng)工藝有兩種：蒸壓法和水熱法；前者設(shè)備投資較小，工藝相對(duì)簡單，主要用于生產(chǎn)干抗壓強(qiáng)度在30MPa—40Mpa之間的、用于建筑材料和陶瓷模具，這種高強(qiáng)石膏強(qiáng)度完全可以滿足建筑材料和陶瓷模具，且價(jià)格較低，市場(chǎng)需求量很大；而后者設(shè)備投資大，工藝復(fù)雜，主要用于生產(chǎn)干抗壓強(qiáng)度在60Mpa以上的、用于牙齒模具、鑄造模具等，價(jià)格高昂，用量很小。目前，國內(nèi)有近百條以天然石膏為原料、采 用蒸壓法工藝生產(chǎn)高強(qiáng)石膏的生產(chǎn)線，其中大多數(shù)是建立在寧夏石膏研究院的技術(shù)基礎(chǔ)上的。

但由于傳統(tǒng)的蒸壓法工藝是采用塊狀的天然石膏為原料，所以這種工藝及其蒸壓設(shè)備就不能直接用于粉末狀的脫硫石膏；國外對(duì)于用脫硫石膏采用蒸壓法生產(chǎn)高強(qiáng)石膏時(shí)，首先要將脫硫石膏干燥和擠壓成塊狀，然后再應(yīng)用傳統(tǒng)的蒸壓法工藝；這種工藝不僅增加了干燥——壓塊——再濕蒸——再粉碎的兩組往復(fù)無效的工藝環(huán)節(jié)，還增加了能耗。因此，國內(nèi)有企業(yè)根據(jù)高強(qiáng)石膏的生產(chǎn)工藝和脫硫石膏的特點(diǎn)，發(fā)明了 “全封閉式熟石膏粉生產(chǎn)工藝”（發(fā)明專利號(hào)：200610012448.0）；它與以天然石膏為原料的高強(qiáng)石膏生產(chǎn)工藝——蒸壓法相比，它減去了干燥、壓塊、蒸壓反應(yīng)后的再破碎這些往復(fù)工藝過程；即減少了設(shè)備投資和工藝環(huán)節(jié)，又降低了能耗和加快了生產(chǎn)效率；目前，已利用這項(xiàng)技術(shù)和相應(yīng)設(shè)備，以脫硫石膏為原料生產(chǎn)出了合格的高強(qiáng)石膏粉?！叭忾]式熟石膏粉生產(chǎn)工藝”還具有以下特點(diǎn)：（1）工藝簡潔，集烘干、煅燒、蒸壓反應(yīng)為一體；（2）同一設(shè)備能生產(chǎn)多種產(chǎn)品（建筑石膏、高強(qiáng)石膏、陶模石膏）；（3）無需除塵設(shè)備，潔凈生產(chǎn)；（4）壓力炒鍋沒有熱空氣排出，與其它采用蒸汽熱源的熟石膏生產(chǎn)設(shè)備相比，可降低熱耗40%--70%，從而產(chǎn)品成本低；（5）最低能利用100℃左右的各種熱源，尤其能夠有效利用蒸汽熱能（請(qǐng)參看《石膏建材》2008年第一期21頁）。

4、用脫硫石膏生產(chǎn)高強(qiáng)石膏設(shè)備的市場(chǎng)分析

由于我國高品位的天然石膏儲(chǔ)量小、產(chǎn)地遠(yuǎn)離消費(fèi)地；而脫硫石膏品位高、地域分布又很均勻；另外，高強(qiáng)石膏的應(yīng)用領(lǐng)域又更加廣闊；因此用脫硫石膏取代天然石膏生產(chǎn)高強(qiáng)石膏必然是大勢(shì)所趨；如果按每萬噸高強(qiáng)石膏生產(chǎn)設(shè)備的市場(chǎng)價(jià)為100萬元，這個(gè)市場(chǎng)總量就可達(dá)數(shù)十億元。

七、石膏砌塊生產(chǎn)設(shè)備的市場(chǎng)分析

目前，國內(nèi)石膏砌塊生產(chǎn)企業(yè)普遍規(guī)模較小，生產(chǎn)設(shè)備以全自動(dòng)單機(jī)組或手工機(jī)組為主，全自動(dòng)單機(jī)組年產(chǎn)可達(dá)12萬平方米左右，它是將澆注、凝固、脫模合并在1臺(tái)機(jī)組中進(jìn)行，由于受熟石膏粉化學(xué)特性的制約，等待石膏凝固的時(shí)間6～10分鐘遠(yuǎn)大于注漿1分鐘、脫模2分鐘的時(shí)間，下次注漿必須等上次澆注、凝固、脫模、復(fù)位后，共需15分鐘左右才能進(jìn)行下一次生產(chǎn)；各道工序生產(chǎn)能力不配套，生產(chǎn)呈斷續(xù)性進(jìn)行，致使生產(chǎn)效率低，綜合成本高。為了克服傳統(tǒng)石膏砌塊生產(chǎn)設(shè)備的上述缺點(diǎn)，國內(nèi)有企業(yè)發(fā)明了連注式石膏砌塊生產(chǎn)線，將注漿、凝固、脫模相分離，在移動(dòng)中完成水化反應(yīng)，使攪拌注漿、水化凝固、脫模成型同時(shí)進(jìn)行，如下圖所示：    這種生產(chǎn)線的產(chǎn)量不受石膏凝結(jié)時(shí)間快慢的影響；從而設(shè)備性價(jià)比高，生產(chǎn)出的石膏砌塊成本低；其配套模具及相關(guān)部件還可根據(jù)用戶要求調(diào)整更換，滿足市場(chǎng)需求的變化而生產(chǎn)出不同的砌塊種類及規(guī)格（厚度）；年產(chǎn)量可達(dá)60萬平方米，其價(jià)格僅相當(dāng)于同產(chǎn)量規(guī)模的二分之一。

隨著建筑市場(chǎng)對(duì)石膏砌塊優(yōu)良性能的認(rèn)可、市場(chǎng)需求量的增大，原有小規(guī)模的生產(chǎn)已經(jīng)不能滿足較大建筑工地的施工進(jìn)度；因此，更經(jīng)濟(jì)、更迅捷的、可更換規(guī)格的連注式石膏砌塊生產(chǎn)線最有發(fā)展前景；我們按每60萬平方米（約6萬立方米）的連注式石膏砌塊生產(chǎn)線售價(jià)200萬元計(jì)算，單機(jī)組和連注式生產(chǎn)線各占石膏砌塊生產(chǎn)設(shè)備市場(chǎng)的一半，單機(jī)組的市場(chǎng)額為20億，而連注式生產(chǎn)線的市場(chǎng)額為10億。

八、紙面石膏板生產(chǎn)設(shè)備的市場(chǎng)分析

大的紙面石膏板生產(chǎn)企業(yè)已形成固定的產(chǎn)業(yè)組合，小的紙面石膏板生產(chǎn)設(shè)備廠家不是轉(zhuǎn)產(chǎn)，就是轉(zhuǎn)向外銷第三世界國家。

九、環(huán)保政策對(duì)熟石膏粉生產(chǎn)設(shè)備的要求

我國東部地區(qū)已嚴(yán)禁一般企業(yè)再用煤做熱源，絕不容許在處理燃煤脫硫廢棄物的同時(shí)又排放二氧化硫。因此，熟石膏粉（它包括建筑石膏和高強(qiáng)石膏）的生產(chǎn)設(shè)備只能采用重油、天然氣、煤氣或電廠的過熱蒸汽；但前三種燃料受價(jià)格和地域分布的局限，難以普及；然而做為脫硫石膏，主要產(chǎn)生在燃煤電廠，因此采用電廠的過熱蒸汽做生產(chǎn)熟石膏粉設(shè)備的熱源最為理想。不過對(duì)于蒸汽來說，它的熱能釋放并不是隨溫度的變化均勻分布，而是當(dāng)蒸汽轉(zhuǎn)化冷凝成水時(shí)，85%的熱能才能釋放出來。例如：常壓下，100℃的液態(tài)水的熱焓為100千卡/kg，而100℃蒸汽的熱焓為639千卡/kg，其汽化熱為539千卡/kg，即100℃的蒸汽轉(zhuǎn)化為液態(tài)水時(shí)，釋放出的熱能占蒸汽總熱能的84.35%。不同溫度的過熱蒸汽和100℃熱水的熱焓值如表1所列。

所以，在熟石膏粉生產(chǎn)過程中，如果要最大限度地利用過熱蒸汽的熱能，就必須獲得過熱蒸汽釋放的汽化

熱熱能，這樣才可以將84%以上的熱能提供給熟石膏粉的生產(chǎn)中，成為有效能源。另外，生產(chǎn)熟石膏粉需要一

定的溫度范圍，如下圖所示： 一般工業(yè)常見的石膏脫水轉(zhuǎn)變溫度注：此圖摘自中國建材工業(yè)出版社出版的《石膏建筑材料》第73頁，由武漢工業(yè)大學(xué)岳文海教授所著而過熱蒸汽的換熱溫度如果按排出100℃的熱水考慮，過熱蒸汽的熱交換平均溫度（℃）可通過公式（1）來概算：換熱溫度=（過熱蒸汽初始溫度+100）÷2×蒸汽熱焓釋放比例+100×汽化水熱焓釋放比例                       ------------公式（1）

總結(jié)上述數(shù)據(jù)，可以通過下面的計(jì)算得到250℃的過熱蒸汽、能效最大時(shí)所提供的熱交換平均溫度為：

（250+100）÷2×0.076+100×0.924=105.7（℃）

過熱蒸汽為300℃時(shí)，則為：

（300+100）÷2×0.113+100×0.887=111.3（℃）

由此可見，過熱蒸汽在250℃~300℃時(shí)，只能滿足生產(chǎn)α-半水石膏（即高強(qiáng)石膏）的溫度條件；如果要生產(chǎn)β-半水石膏（即建筑石膏）就必

須解決熱交換溫度偏低的問題。

十、脫硫石膏前瞻性的應(yīng)用及其研發(fā)方向

1、石膏代木產(chǎn)品——高強(qiáng)度纖維石膏板

1.1纖維石膏板簡介

纖維石膏板（或稱石膏纖維板），它是一種以石膏粉為主要原料，以各種纖維（如玻璃纖維、紙纖維、植物纖維等）為增強(qiáng)材料的一種新型建筑石膏板材。該產(chǎn)品除具有紙面石膏板的優(yōu)點(diǎn)外，還具有很高的抗沖擊能力，內(nèi)部粘結(jié)牢固，抗壓能力強(qiáng)，在防火、防潮、握釘力等方面具有更好的性能，其保溫隔熱性能也優(yōu)于紙面石膏板。由于外表省去了護(hù)面紙，其應(yīng)用范圍比紙面石膏板還有所擴(kuò)大，并且更加環(huán)保，這是因?yàn)樯a(chǎn)每平米紙面石膏析消耗0.5㎏(護(hù)面)紙,2007年我國產(chǎn)紙面石膏板9億多㎡共消耗紙50多萬噸(約為130多萬m3木材)，而生產(chǎn)一噸紙需消耗2.5m3木材,相當(dāng)于20幾棵大樹，造林成材要經(jīng)歷12-16年，一畝地一般只能出材5立方；并且造紙業(yè)是世界第五大能源消耗者, 生產(chǎn)一噸紙約0.4噸煤,相當(dāng)于生產(chǎn)一噸鋼鐵的能耗，同時(shí)還要消耗水200 m3。

1.2纖維石膏板的用途和市場(chǎng)

纖維石膏板具有相當(dāng)大的應(yīng)用靈活性和廣泛性，可作干墻板、墻襯、隔墻板、瓦片及磚的背板、預(yù)制板外包覆層、天花板塊、地板、防火門及立柱、護(hù)墻板以及特殊應(yīng)用，如列車車廂隔板及船的隔倉板、室外保溫裝飾板等。纖維石膏板還可像木質(zhì)板一樣機(jī)加工，制成各種飾面板、疊層板等用于室內(nèi)的墻壁、家具、地板、屋頂基層及預(yù)制房屋等，而它由于不含甲醛，由全天然材料制成，無害無毒是一種綠色建材，并且可代替珍貴的森林資源。2006年我國木質(zhì)人造板產(chǎn)銷量達(dá)7428萬立方米，其中使用了甲醛類膠粘劑450萬噸，其危害不可忽視；如果纖維石膏板取代木質(zhì)人造板產(chǎn)銷量的十分之一，每年就可消化一千萬噸以上的石膏。

1.3纖維石膏板的傳統(tǒng)生產(chǎn)工藝

傳統(tǒng)工藝主要的缺點(diǎn)是：（1）采用干燥的建筑石膏粉再加水而生產(chǎn)，然后再干燥，工藝往復(fù)，能耗大；（2）與紙面石膏板相比，生產(chǎn)工藝復(fù)雜，設(shè)備昂貴，生產(chǎn)成本高；（3）本身強(qiáng)度與建筑用木制刨花板的強(qiáng)度還有很大的差距，用途受到局限。

1.4纖維石膏板的創(chuàng)新生產(chǎn)工藝

作者提出脫硫石膏深加工發(fā)展方向之一是煙氣脫硫系統(tǒng)聯(lián)產(chǎn)石膏制品；這是由于脫硫石膏在產(chǎn)出后含有較大比例的水分，根據(jù)傳統(tǒng)工藝采用脫硫石膏生產(chǎn)石膏制品的過程是：先烘干水分，生產(chǎn)出建筑石膏粉，然后再加水，最后經(jīng)攪拌和澆注成石膏制品；而本方案的生產(chǎn)工藝中無需對(duì)脫硫石膏進(jìn)行烘干，采用“水熱法”脫去脫硫石膏的一個(gè)半結(jié)晶水，獲得α-半水石膏的漿體，然后澆注或壓制成石膏制品。因此，本項(xiàng)技術(shù)方案既節(jié)約工業(yè)用水，也沒有先干燥、再加水的相反生產(chǎn)工藝，全套技術(shù)既科學(xué)又簡練，又節(jié)約能源，同時(shí)還節(jié)省干燥設(shè)備及其投資；另外， 這種工藝生產(chǎn)出的石膏制品強(qiáng)度高，比傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的纖維石膏板強(qiáng)度高30%，從而使其用途更加廣泛。由此可見，聯(lián)產(chǎn)石膏制品生產(chǎn)系統(tǒng)進(jìn)入WFGD系統(tǒng)不僅能、增值，還可以省去WFGD系統(tǒng)中的真空皮帶脫水裝置。

2、高保溫的充氣石膏板的應(yīng)用與研發(fā)

2.1問題的提出

我國房屋建筑的設(shè)計(jì)使用壽命是70年，但當(dāng)前房屋建筑的外保溫隔熱層主要采用聚苯材料，而它的使用壽命只有15年，甚至不到15年就開始粉化脫落，從而影響建筑節(jié)能效果；這樣在建筑物的正常存續(xù)期間需要多次更換外保溫隔熱層，不僅麻煩，而且會(huì)因更換外保溫隔熱層的費(fèi)用問題引起業(yè)主和業(yè)主之間、業(yè)主和房地產(chǎn)開發(fā)公司以及物業(yè)的各種糾紛。因此，可用于建筑物外墻的、能達(dá)到國家節(jié)能標(biāo)準(zhǔn)的石膏保溫墻體材料的研發(fā)和推廣應(yīng)用就非常重要和迫切。

2.2不同材料的導(dǎo)熱系數(shù)

2.3石膏保溫外墻體的研發(fā)方向

在相同外部條件下，決定材料導(dǎo)熱系數(shù)高低的主要因素是材料的氣孔率，而材料本身物質(zhì)的導(dǎo)熱系數(shù)對(duì)于材料整體的導(dǎo)熱系數(shù)則不是主要因素；例如，上表中玻璃微珠的主要礦物相是二氧化硅和三氧化二鋁，這兩種礦物的導(dǎo)熱系數(shù)分別是11 W/(m·k)和27 W/(m·k)，均高于石膏的導(dǎo)熱系數(shù)（0.2～0.28 W/(m·k)）；但由于玻璃微珠的氣孔率遠(yuǎn)高于充氣石膏板的，因此玻璃微珠的導(dǎo)熱系數(shù)僅是充氣石膏板的17%～24%。

另外，材料本身物質(zhì)的強(qiáng)度是形成其氣孔率的決定因素，材料本身物質(zhì)的強(qiáng)度高，就可以使材料的形成較高的氣孔率，從而形成較低的導(dǎo)熱系數(shù)；反之，亦反；例如，可以制成很細(xì)的鋼網(wǎng)，而不能制成很細(xì)的石膏網(wǎng)。上表中，各材料本身物質(zhì)的強(qiáng)度與其導(dǎo)熱系數(shù)之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系也證明了上述觀點(diǎn)；例如，同是充氣石膏板，由高強(qiáng)石膏生產(chǎn)出的充氣石膏板，其導(dǎo)熱系數(shù)就低于建筑石膏生產(chǎn)出的充氣石膏板；這說明盡管這兩種充氣石膏板的本身礦物相都是石膏，但由于高強(qiáng)石膏的強(qiáng)度是建筑石膏三倍，高強(qiáng)石膏生產(chǎn)出的充氣石膏板的氣孔率高于建筑石膏的；因此，前者的導(dǎo)熱系數(shù)低于后者的。

我們還知道采用水熱法生產(chǎn)出的高強(qiáng)石膏，其強(qiáng)度又遠(yuǎn)高于蒸壓法生產(chǎn)出的高強(qiáng)石膏，由此可見：如果采用連續(xù)式水熱法生產(chǎn)出的高強(qiáng)石膏漿液直接生產(chǎn)充氣石膏板，不僅可以降低制粉能耗，而還會(huì)進(jìn)一步提高充氣石膏板的氣孔率，從而進(jìn)一步降低現(xiàn)在工藝條件下生產(chǎn)的充氣石膏板的導(dǎo)熱系數(shù)，用于建筑物的外墻保溫，達(dá)到既不增加墻體厚度，又能達(dá)到節(jié)能60%～65%的領(lǐng)先指標(biāo)；從而取代現(xiàn)在通用的建筑物外墻外保溫材料——聚苯材料，克服其易老化的重大缺陷；如果這種高保溫隔熱的充氣石膏板能開發(fā)成功，它的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益將無法估量！目前，這種高保溫隔熱充氣石膏板的研究工作主要是：充氣石膏板連續(xù)成型設(shè)備的研發(fā)及其與連續(xù)式水熱法生產(chǎn)出的高強(qiáng)石膏漿液澆注過程的銜接工藝設(shè)計(jì)，另外是高強(qiáng)石膏漿液的各種添加劑的選擇與配比。

3、石膏纖維

3.1石膏纖維簡介

石膏纖維又名石膏晶須，它指具有均一的橫截面、完整的外形、完善的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，長徑比達(dá)到5～1000甚至更高的纖維狀單晶體。晶須的長度一般為10～1000μm，直徑一般在0.01～10 μm，最典型晶須的直徑在1 μm左右。目前已經(jīng)工業(yè)化生產(chǎn)的晶須有碳化硅、氮化硅、氧化鋁、鈦酸鉀、硫酸鈣（石膏）晶須等；它們的突出特點(diǎn)是其強(qiáng)度極高，可以作為復(fù)合材料的增強(qiáng)組元使用。就目前世界高新技術(shù)領(lǐng)域分析，在所有纖維材料的大家族之中，雖然不能說石膏纖維是各項(xiàng)性能最好的，但它確實(shí)是所有纖維材料中生產(chǎn)工藝最簡單、生產(chǎn)技術(shù)最成熟、生產(chǎn)成本最低的；因此，它必然會(huì)得到更快速更廣泛的推廣應(yīng)用。 石膏纖維用作中等強(qiáng)度的填充劑，特別是細(xì)徑纖維的補(bǔ)強(qiáng)效果與其它高性能纖維的增強(qiáng)效果相同，但價(jià)格僅為碳化硅纖維的1/300～1/1000；與塑料配合使用時(shí)，可提高抗拉強(qiáng)度、彎曲強(qiáng)度、彈性率和熱變溫度；也可代替石棉作摩擦材料、建筑材料、保溫材料。另外，石膏纖維還具有良好的電特性、阻燃性、耐熱性、絕緣性、熱傳導(dǎo)性，耐堿性、穩(wěn)定性、對(duì)水和有機(jī)溶劑還都具有親和性，從而可以用于各種材料優(yōu)良性能的提高和補(bǔ)充。而最重要的是石膏纖維還具有一般纖維材料無法比擬的優(yōu)點(diǎn)：它對(duì)人體無害，能夠在人的胃液中分解；因此，石膏纖維將是一種極有發(fā)展前途的無機(jī)纖維新材料。

3.2石膏纖維的生產(chǎn)工藝及其研發(fā)方向

目前，石膏纖維成熟的生產(chǎn)工藝是水熱法；但原料采用的是高品位的優(yōu)質(zhì)天然石膏，這樣就限制了石膏纖維的廣泛應(yīng)用；脫硫石膏品位高，它是否與優(yōu)質(zhì)天然石膏一樣也可以工業(yè)化生產(chǎn)石膏纖維那將是脫硫石膏產(chǎn)業(yè)中的一個(gè)重要的科研內(nèi)容，另外再就是石膏纖維生產(chǎn)中所用催化劑的選擇和配比。

十一、我國脫硫石膏產(chǎn)業(yè)展望

雖然我國的石膏深加工工業(yè)近十年來在紙面石膏板的引領(lǐng)下，石膏深加工產(chǎn)品市場(chǎng)得到了十倍以上的飛速發(fā)展，其產(chǎn)品原料的比例已從十年前僅占我國天然石膏礦產(chǎn)量的10%左右提高到2007年的30%；紙面石膏板的年產(chǎn)量已達(dá)近10億平方米，但它已進(jìn)入了平穩(wěn)發(fā)展階段；作者預(yù)測(cè)下一個(gè)十年還是一個(gè)石膏行業(yè)迅速發(fā)展的黃金時(shí)期，但它將是石膏做為高強(qiáng)度的膠凝材料發(fā)展最為迅猛的階段；再加上脫硫石膏品位高、雜質(zhì)少、消費(fèi)地亦有大量供給；因此，如果處理每萬噸脫硫石膏的設(shè)備為100萬元，處理全部脫硫石膏的三分之一，就可達(dá)到數(shù)十億元的市場(chǎng)額；進(jìn)一步的深加工，其設(shè)備也有數(shù)十億元的市場(chǎng)額；另外這些設(shè)備與技術(shù)還可以用于處理與脫硫石膏類似的、每年排放量也達(dá)4千萬噸的磷石膏的綜合治理，這個(gè)市場(chǎng)總額可達(dá)近百億；而更為可觀的是脫硫石膏的綜合利用所產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益，按每噸脫硫石膏綜合利用所產(chǎn)生的純利潤為50元，那么幾千萬噸的脫硫石膏和磷石膏每年就可以產(chǎn)生數(shù)十億的純利潤，由此而產(chǎn)生的社會(huì)效益更是無法用數(shù)字衡量！總之，脫硫石膏產(chǎn)出較均勻的分布特點(diǎn)，改變了原有的石膏產(chǎn)品生產(chǎn)地區(qū)遠(yuǎn)離消費(fèi)地區(qū)的狀況，這必然要打破原有的石膏產(chǎn)業(yè)分布格局；而脫硫石膏與天然石膏不同的物理形態(tài)，則使高強(qiáng)石膏生產(chǎn)設(shè)備發(fā)生重大革新；脫硫石膏的高品位特點(diǎn)，又促進(jìn)了石膏產(chǎn)品的延伸發(fā)展；另外，脫硫石膏是被強(qiáng)制產(chǎn)出的，不加利用又污染環(huán)境，不同于天然石膏呈自然狀態(tài)深埋地下，對(duì)環(huán)境沒有影響，這樣在發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟(jì)、節(jié)能減排的政策推動(dòng)下，脫硫石膏深加工產(chǎn)業(yè)必然是會(huì)超速發(fā)展。因此，一場(chǎng)石膏產(chǎn)業(yè)的大洗牌大發(fā)展開始了！那么在這次機(jī)會(huì)難得的石膏產(chǎn)業(yè)大洗牌中，誰先領(lǐng)悟和把握先機(jī)、誰掌握了先進(jìn)的生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備（特別是高強(qiáng)石膏的）、誰壟斷了我國東部地區(qū)即石膏產(chǎn)品主要消費(fèi)地區(qū)的脫硫石膏資源，誰就會(huì)成為石膏產(chǎn)業(yè)新霸主！

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