中国独家助磨剂醇基原料科研单位
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服务理念：一厂一设计。
“一厂一设计”是针对每一个客户的熟料混合材、粉磨工艺、生产需求进行“量身定制水泥助磨剂配方”，去除“批量”。 化学石膏作为水泥缓凝剂的研究取得了一定的实效，并在一些水泥厂得到了实际应用。化学石膏经改性和除杂后，通过一定的加工工艺，可以作为水泥缓凝剂使用，相比天然石膏具有一定的成本优势。用化学石膏生产的水泥与用天然石膏生产的水泥各项性能指标比较接近，完全满足水泥国家标准的要求。化学石膏作为水泥缓凝剂，使用前的处理工作比较复杂，再加之某些技术尚不成熟，影响了化学石膏作为水泥缓凝剂的推广使用。
1 化学石膏的性能和改性
化学石膏是在工业生产过程中所得到的以 CaSO4·2H2O 或
CaSO4 为主要成分的副产品，包括磷石膏、烟气脱硫石膏、柠
檬酸石膏、氟石膏、硼石膏、钛石膏等。化学石膏在化学成分、
水化动力、凝结特性、物理性能上与天然石膏都比较接近。
1.1 化学石膏的性能
于含有杂质磷（主要是可溶性 P2O5）、氟（主要是水溶性氟）
等，外观颜色呈浅黄色细粉固体，黏性较大，呈酸性，PH 值
为 1~4.5，略有异味。磷石膏中的可溶磷主要以 H3PO4、H2PO-
4、HPO2-4 形式存在，而且附着水含量大，可达到 15-30%，给
磷石膏用作水泥缓凝剂带来了一定的难度。
脱硫石膏主要是火力发电厂用石灰石 - 石膏法去除废气中的 SO2 所产生的以二水硫酸钙为主要成分的副产品，年排放产量在 5000 万吨以上。脱硫石膏附着水 15-25%，外观比较潮湿、呈松散的细小颗粒，纯度可达到 95%。脱硫正常时其产出的脱硫石膏颜色近乎白色微黄 . 有时脱硫不稳定带进较多的煤灰等杂质时颜色发黑，对其利用带来不利影响。脱硫石膏主要杂质为未反应的碳酸钙、氧化铝和氧化硅等。
1.1.3 柠檬酸石膏
柠檬酸石膏是生产柠檬酸过程中所得到的副产品，每生产一吨柠檬酸可产生废渣 2.2 吨，主要成分 CaSO4·2H2O。柠檬酸石膏外观呈白色或浅黄色，附着水含量 40% 左右，主要杂质为未反应的柠檬酸钙及少量未提取的柠檬酸，PH=3.5-4.5。
氟石膏是氢氟酸生产过程的副产品，属于Ⅱ型无水石膏，每生产 1t 氢氟酸产生氟石膏大约 3.6 吨，年排放量超过 200 万吨。氟石膏外观呈灰白色粉末，新排出的氟石膏主要成分是无水硫酸钙，难溶于水，含有未反应的 CaF2 和 H2SO4，呈酸性，PH=4.5-5.0 水化速度极慢。
硼石膏是硼钙石和硫酸反应生产硼酸后的废渣，颜色为灰白色，湿度较大，附着水含量 20-30%，主要杂质为 B2O3。
钛石膏是用硫酸法生产钛白粉时，加入石灰以中和大量的废水所产生的以二水硫酸钙为主要成分的废渣，我国每年排放的钛石膏量超过 900 万吨。钛石膏含 25-30% 的自由水，粘性大，杂质多，主要杂质为 FeSO4、Fe（OH）3、Al（OH）3，呈弱酸性，由于 Fe2O3 含量较大，在潮湿的空气中易变成红色。
1.2 化学石膏作为水泥缓凝剂的改性
水泥用石膏缓凝剂要求石膏中硫酸钙含量大于 65%，附着水含量小于 4%。化学石膏化学成分与天然石膏接近，但附着水含量大，并含有一定量的杂质，直接用作水泥缓凝剂，会堵塞生产设备，并且会影响水泥的性能，因此在用作水泥缓凝剂前必须对其进行改性处理。化学石膏常用的改性处理方法有 ：水洗法、石灰中和法、热处理等方法。水洗法，用适量的水加入到化学石膏中搅拌，静置，去除杂质，烘干成粒后备用。此方法的缺点是用水量大，易造成二次水污染。石灰中和法，将适量的石灰加入到化学石膏中，搅拌均匀，烘干成粒备用。石灰主要成分是 MgO，呈强碱性，可调节化学石膏的 PH 值到合适的范围，此方法的缺点是拌合质量不易控制。煅烧法 ：加水造粒，经过煅烧后具有一定的强度，成球后制成水泥缓凝剂备用，此方法生产成本比较高。
2 化学石膏作为水泥缓凝剂的应用
化学石膏用作水泥缓凝剂，缓凝机理与天然石膏相同，化学石膏与水泥熟料中的 C3A、C4AF 矿物形成水化产物附着在熟料颗粒的表面，形成一层薄膜，延缓了水泥中 C3A、C3S 矿物的快速水化，从而起到了调节水泥凝结时间的作用。化学石膏作为水泥缓凝剂时，掺加量以水泥中的 SO3 总量不超过 3.5%为准。通过实验室小磨试验研究，化学石膏作为水泥缓凝剂能够生产出各项性能达到标准要求的水泥产品，工业生产可根据实际需要生产出不同品种和不同等级的水泥产品。
与天然石膏相比，化学石膏用作水泥缓凝剂时，凝结时间都有所延长。磷石膏、柠檬酸石膏、氟石膏和硼石膏的凝结时间明显延长，延长 40-90min 左右，脱硫石膏和钛石膏的凝结时间与天然石膏差不多。
2.1 对水泥比面积的影响
化学石膏易磨性比天然石膏好，对水泥熟料有一定的助磨作用，在相同的粉磨时间内，水泥比表面积有所提高。脱硫石膏、柠檬酸石膏对水泥的助磨作用明显，与天然石膏缓凝剂相比，水泥的比面积提高 15-20m2/kg。
2.2 对水泥强度的影响
化学石膏中的杂质如 K 盐、Na 盐有利于激发混合材活性的发挥，对水泥强度的提高有促进作用。化学石膏用作缓凝剂掺加量一般在控制在 5-6%，水泥强度发挥比较稳定。化学石膏作为水泥缓凝剂与天然石膏相比，早期抗压强度低 1-2Mpa，但后期强度有所提高。
黑龙江省建筑材料工业规划设计研究院 韦佳
