[发明专利]一种含有半干法脱硫石膏的生产矿井膏体充填料的方法

说明书

所属技术领域

本发明属于环境保护工程领域和矿业工程领域，特别涉及一种含有半干法脱硫石膏的生产矿井膏体充填料的方法。

技术背景

燃煤烟气脱硫净化后再向大气中排放是国内外快速发展的一项环保技术，已经在各主要工业领域被广泛采用，其中以石灰或消石灰作为脱硫介质时会产生大量的脱硫石膏。早期的脱硫技术以湿法和干法两种方式为主，湿法脱硫产生大量污泥状的脱硫石膏，而干法脱硫的产物一般与粉煤灰或炉渣一起排出，不会单独排放脱硫石膏。湿法脱硫的石膏目前大量被应用于生产各类建筑材料，已经形成了一套基本成熟的技术体系。

半干法脱硫是近些年快速发展的一类脱硫技术，与湿法脱硫相比，具有不产生污水、脱硫产物不用脱水烘干、占地少、投资小等特点。半干法脱硫的电力消耗仅为湿法脱硫的25％-50％。因此与湿法脱硫相比，半干法脱硫在节能减排方面具有跨越式的进步。但是半干法脱硫要想达到湿法脱硫同样的脱硫效率需要更高的Ca/S比，因此半干法脱硫的脱硫产物中经常含有更多的剩余Ca(OH)₂(或CaO)以及KCl、NaCl等盐类。这就使得对湿法脱硫石膏已经比较成熟的综合利用技术又遇到了新的挑战。

在脱硫石膏的利用方面，发明专利“以脱硫石膏为早强剂的混凝土胶凝材料(CN1640845A)”提供了一种混凝土胶凝材料，它含有25-29重量％水泥、40-48重量％矿渣粉、17-21重量％粉煤灰和2-18重量％脱硫石膏，以混凝土胶凝材料的总重量为基准。通过在矿渣粉、粉煤灰等掺合料的加入量超过50重量％的混凝土胶凝材料中加入脱硫石膏，可以明显提高大掺量掺合料混凝土的早期强度，后期强度的增长也很明显。而且还有效利用了燃煤发电厂产生的废弃物，减少了环境污染。该专利所描述的脱硫石膏颜色灰白，经过离心真空脱水后含水率为10-20％，呈粉末状，0.045mm方孔筛筛余为1.0％。脱硫石膏的主要成分是CaSO₄·2H₂O(石膏)，少量杂质为CaCO₃(方解石)和SiO₂(α-石英)。从以上描述可以看出，该发明所使用的石膏为湿法脱硫石膏，而加入量只有2-18％，并需要加入25-29％的水泥。

上海大学的杨瑞海等发明了“脱硫石膏制备干粉批墙腻子的方法(CN101050072)”该发明涉及一种以脱硫石膏为主要原料制备脱硫石膏干粉批墙腻子的方法，属化学建筑材料和固体废弃物综合利用技术领域。该发明的脱硫石膏干粉批墙腻子各组分及其重量百分比为：脱硫石膏65-80％，增钙剂5-15％，粉状填充料10-20％，复合激发剂0.5-3％，粘结剂0.5-2％，缓凝剂0.1-0.2％，保水剂0.2-0.5％，聚丙烯纤维0.05-0.15％。该发明的脱硫石膏干粉批墙腻子利用脱硫石膏替代天然石膏制备脱硫石膏干粉批墙腻子，可以降低腻子的成本，充分利用资源，减少脱硫石膏堆放的面积，节约宝贵的土地资源，达到环保、利废的双重功效，且能够与建筑内外墙基面牢固粘结，具有刮涂层不开裂、不易脱落、耐碱、耐水、无毒、无味等优点。该发明脱硫石膏掺量高达65-80％，但仍然是以湿法脱硫的脱硫石膏为主要原材料，同时批墙腻子所需要的强度较低，只有砌筑砂浆强度的1/5-1/20。

上述公开的各种脱硫石膏综合利用的技术都是采用湿法脱硫石膏。

发明内容

本发明目的是为了解决半干法脱硫石膏的经济利用问题，采用使用固体废弃物作为矿井膏体充填料的胶凝材料，不需加入水泥，并大大提高了脱硫石膏的掺量。

采用半干法石灰脱硫的副产物虽然也称为“半干法脱硫石膏”但其主要成分并不是CaSO₄·nH₂O或CaSO₃·nH₂O，而是Ca(OH)₂，CaCO₃等，并含有较高的K、Na的氯化物盐类。这就使得原来的一些脱硫石膏的综合利用技术不再适用。