第２２卷第３期济南大学学报（自然科学版）
Ｖ０１．２２Ｎｏ．３
竺翌！竺：星』Ｑ型垦型垒兰Ｑ￡型型！！垦坚兰！！羔Ｑ兰』！盟垒盟ｉ塾！：垒堡尘：２１１１：兰翌！
文章编号：１６７１—３５５９｛２００８】０３—０２４４—０４
煅烧温度对脱硫石膏性能影响
姜伟，范立瑛，王志
（济南大学材料科学与工程学院，山东济南２５００２２）
摘要：在不同温度下对脱硫石膏进行煅烧处理，以确定脱硫石膏的最佳煅烧温度及其影响因素，并利用ＤＴＡ、ＳＥＭ—
ＥＤＳ等测试手段分析脱硫石膏的性能。研究表明：煅烧温度在１８０ｏＣ时，石膏水化晶体发育完整。生长致密，在凝结时间、标准’稠度及强度等方面均表现出优异的性能。
关键词：脱硫石膏；煅烧；无水石膏；性能中图分类号：ＴＱｌ７７．３
文献标识码：Ａ
ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＣａｌｃｉｎｉｎｇＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ’ｏｎｔｈｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｆＦｌｕｅＧａｓＤｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ
Ｇｙｐｓｕｍ
ＪＩＡＮＧ
Ｗｅｉ，ＦＡＮＬｉ—ｙｉｎｇ，ＷＡＮＧＺｈｉ
（Ｓｃｈｏｏｌ
ｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＪｉｎａｎ，Ｊｉｎａｎ２５００２２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｂｅｓｔｃａｌｃｉｎｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｄｕｒｉｎｇｆｌｕｅｇａｓｄｅｓｕｌｌＤｌｈｕｒｉｚａｔｉｏｎｃａｌｃｉｎｅｄｇｙｐｓｕｍ
ａｔ
ｇｙｐｓｕｍｆｏｒ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ，ａｎｄｔｈｅ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｇｙｐｓｕｍ
ｗａｓ
ｔｅｓｔｅｄｂｙ
ｍｅａｎｓｏｆＤＴＡ，ＳＥＭ—ＥＤＳａｎｄｏｔｈｅｒｋｉｎｄｓ
ｏｆｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｇｙｐｓｕｍｃｒｙｓｔａｌｇｒｏｗｓｐｅｒｆｅｃｔｌｙａｎｄｃｏｍｐａｃｔｌｙ，ａｎｄｓｈｏｗｓｅｘｅｅＵｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｉｎｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇｔｉｍｅ，
１８０℃．
ｓｔａｎｄａｒｄｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｗｈｅｎｃａｌｃｉｎｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｕｅ
ｇａｓｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎｇｙｐｓｕｍ（ＦＧＤ）；ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ；ａｎｈｙｄｒｏｕｓｇｙｐｓｕｍ；ｐｒｏｐｅｒｔｙ
脱硫石膏现在已经是一种应用广泛的绿色环保材料，但是其煅烧工艺，一直是影响脱硫石膏制品质量和应用的主要因素。若脱硫石膏煅烧温度低，则制品中二水硫酸钙的含量较高，产品质量下降；若煅烧温度过高，则转化为无水石膏含量较大，且燃料的增多将大大提高脱硫石膏的生产成本。因此，确定合理的煅烧温度和时间是保证产品质量的重要环节。实验选用脱硫石膏在不同温度下进行煅烧处理，根据煅烧后石膏性能的对比来确定其最佳煅烧温度。
１脱硫石膏烧结温度分析
烟气脱硫石膏，是对含硫燃料燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产品，主要来源于燃煤电厂的烟气脱硫（Ｆｌｕｅ
ＧａｓＤｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａ—
ｔｉｏｎ，ＦＧＤ）工艺。脱硫石膏的主要成分是结晶硫酸钙（ＣａＳＯ。－２Ｈ：Ｏ），颜色微黄，其酸碱度与天然石膏相当，呈中性或略偏碱性。化学成分与天然石膏相近，其ＣａＳ０４＋ＣａＳ０４・２Ｈ２０一般在９０％以上，天然石膏的ＣａＳＯ。＋ＣａＳＯ。・２Ｈ：０一般范围在７０％。８０％［１—２Ｉ。
通过差热分析，发现随着温度的升高，差热曲线上的峰谷变化反映了试样的各个反应阶段：主要是二水石膏转变为半水石膏，然后再转变为无水石膏Ⅲ型过程的两个吸热反应和无水石膏Ⅲ型转变为无水石膏Ⅱ型的过程的放热反应，属于结晶转变。二
收稻日期：２００７—１２—２６
作者简介：姜伟（１９８３～），男，山东聊城人，硕士生；王志
（１９６２一），男，山东青岛人，教授，博士。
万方数据
第３期姜伟，等：煅烧温度对脱硫石膏性能影响
２４５
水石膏转变为半水石膏的温度变化范围主要是在
１２０％～２２０ｏＣ之间，根据初步试验研究结果，选取
１５０℃～２００℃为实验烧结温度区间‘３ｌ。
２实验内容
２．１原料
实验主要原料为山东黄台电厂产生的脱硫石膏，其游离水含量是７．３％，结晶水含量是２０％。实验所用脱硫石膏成分分析如表ｌ。
表１脱硫石膏主要化学成分埘
％
成分
Ｓｉ０２
Ｆｅ２０３Ａ１２０３
ＣａＯＭｌ；ｏ
ＳＯｓ脱硫石膏４．７０
０．１７
０．４３
３６．６５
１．４３
４７．７６
２．２实验方法
对脱硫石膏进行研磨、筛分，在４０℃烘箱内烘干３ｄ（粉料厚度均匀且不超过１０ｍｍ），再将烘干的试样在１５０℃、１６０℃、１７０ｏＣ、１８０℃、１９０℃、２００℃煅烧２ｈ获得熟石膏粉，密封后陈化７ｄ；对熟石膏粉做细度、凝结时间、标准稠度用水量、ＸＲＤ、ＳＥＭ测试，以及水化石膏块（４０ｍｍ×４０
ｍｍ）２ｈ、绝干抗
折、抗压及ＳＥＭ分析测试。
三相分析法：建筑石膏中的主要脱水相Ｂ半水石膏在高纯度酒精水溶液中不能水化成二水石膏，而其中的可溶性无水石膏（ＩＩＩ—ＣａＳＯ。）则可在高纯度酒精水溶液中水化生成半水石膏。因此，通过Ｂ半水石膏在高纯度酒精中的增量即可推算出其中无水石膏的含量，最后通过测定其在一定温度下的失重并综合考虑以上两个因素又能计算出建筑石膏中残余的二水石膏含量（Ⅲ型无水石膏与吸附水不会同时存在）ＨＪ。
３结果与分析
３．１
脱硫石膏基本性能分析
在对脱硫石膏分析中发现，脱硫石膏所含成分
和天然石膏相近，没有根本的区别，其主要杂质为碳酸钙、氧化铝和氧化硅；脱硫石膏游离水含量明显大于天然石膏，这是由于脱硫石膏的制备采用湿法的原因；脱硫石膏含有１．４３％的ＭｇＯ有可能使脱硫石膏碱度超过８．５，使其粘结力降低；另外脱硫石膏中含有的碱、盐等物质会造成石膏泛碱。
图１、图２分别为脱硫二水石膏和脱硫半水石膏水化后的ＳＥＭ图。
由图１可以看出：脱硫二水石膏颗粒主要集中在４０“ｍ一６０ｖＬｍ，颗粒分布集中，主要以单独的棱柱状结晶微粒存在，通过激光粒度分析可以发现脱
万方数据
图１脱硫二水石膏
图２脱硫半水石膏水化后
硫石膏的颗粒级配较天然石膏差。图２显示脱硫石膏水化后晶体为纤维状，颗粒结构紧密。虽然脱硫石膏和天然石膏有着相近的性质，在抗折、抗压等性能上，脱硫石膏大大优于天然石膏；但是脱硫石膏相比天然石膏，存在含水量较大，颗粒级配差等缺陷，严重制约了脱硫石膏的应用∞曲－。３．２实验结果与机理分析
实验中脱硫石膏的煅烧均采用炉体升高到特定温度后再放入石膏的方法。图３为不同温度下煅烧后脱硫石膏的结晶形态。从图３ａ和图３ｂ可以看出，脱硫石膏中存在一些没有脱水的二水石膏，说明脱硫石膏在１５０℃和１６０ｏＣ温度煅烧下脱水不够彻底，煅烧温度还偏低。从图３ｃ至图３９可以看出，在
１７０
ｏＣ～２００℃温度下煅烧的脱硫石膏已经完全脱
水，但是与１８０ｃｃ下煅烧的脱硫石膏相比，１７０℃处理的石膏结晶颗粒比较细小，１９０ｏＣ和２００ｏＣ处理的石膏水化后出现较多的空洞，在１８０℃煅烧处理的熟石膏结晶粗大、完整，表现出优异的性能。为进一步研究１８０ｏＣ熟石膏的转化过程及结晶形态，试验中在１８０ｏＣ温度下，分别采用脱硫石膏随炉体升温至１８０℃和炉体升温至１８０ｃＣ后再放入脱硫石膏两种处理工艺。从图３ｅ可以看出，石膏晶体颗粒呈针状，而且搭接情况好，体现在强度较高。
从不同温度下煅烧处理后脱硫石膏的水化结晶
状态可以看出，脱硫石膏水化产物多为纤维状、不规则晶体，通过三相分析法发现，半水石膏含量相差不大。但随着煅烧温度的升高，脱硫石膏水化浆体孑Ｌ洞减少、致密程度有所增加。这是因为随着煅烧温度提高，煅烧后的半水石膏颗粒粒度降低，颗粒变的细小，比表面积增大，与水接触区域多，在半水石膏
水化过程中起到晶种的效果，致使水化后二水石膏
济南大学学报（自然科学版）
第２２卷
圈３不同温度煅烧下脱硫石膏结晶状态
万方数据
过饱和溶液的饱和度下降，加快半水石膏的水化反应及凝结速度。
在１９０℃、２００℃煅烧处理的脱硫石膏，由于水浆比变大，在石膏块干燥过程中出现大量气孔，降低了石膏的强度，但由于石膏中存在很多由Ⅲ型石膏转化后的半水石膏，对颗粒的粘结和裂纹的愈合起到了良好的作用，因此总体强度变化并不很大。
图４、图５分别为不同温度煅烧后脱硫石膏的标准稠度及抗折抗压强度变化曲线图。从图４中可以看出半水石膏的标准稠度随着煅烧温度的提高而增大。通常情况下，标准稠度越小，水化后石膏的强度也就越高，但是由图５可以看出（Ｂ：２ｈ湿抗折强度，Ｃ：２ｈ湿抗压强度），强度随煅烧温度的提高而变大，在１８０℃的时候达到最大，煅烧温度继续升高，强度会稍有降低，但是变化不大。这是因为在较低温度煅烧的试样标准稠度较低，颗粒粒径变化不大，水化后颗粒之间没有较好的级配，因此表现为强度比较低。卜１０１；随着煅烧温度提高，标准稠度明显提高，这可能是由于较大的脱硫石膏颗粒表面出现剥落，增大了比表面积及水浆比，在石膏水化硬化过程中，因为水含量较多导致出现大量的气孔，严重影响了石膏的强度。
黯
Ｏ
Ｏ
童
０
卿簧Ｏ旺释Ｏ
蜷
Ｏ
盯铂豁鲫昭蚴
Ｏ
１５０
１６０
１７０
１８０
１９０２００
煅烧温度点，℃
圈４脱硫石膏标准稠度
图５ａ为水化２ｈ脱硫石膏试块的抗折、抗压强度，图５ｂ为绝对干燥后脱硫石膏试块的抗压强度。可以看出不同温度下煅烧的脱硫石膏在抗折强度方面变化不大，但是在抗压强度有明显的变化趋势。
仅就凝结时间和标准稠度用水量指标来说，脱硫石膏在１５０℃煅烧效果最好，但正如前面所分析的那样，低于１７０℃时，脱硫石膏的脱水处理不够彻底，内部存在较多的二水石膏，半水石膏含量较少。从实验结果可以看出，在１５０ｏＣ煅烧处理后脱硫石膏，其２ｈ湿强度和干强度都是最低的。对于１８０ｏＣ煅烧的石膏，无论从颗粒的晶体形貌还是凝结时间、强
度上都比较突出，而１９０℃和２００ｏＣ煅烧的熟石膏，
第３期
姜伟．等：煅烧温度对脱硫石膏性能影响
煅烧温度点，℃
ａ永化２ｈ砌块抗折、抗压强度
煅烧温度点，℃ｂ绝干砌块抗压强度图５脱葡ｌＦｒ抗折、抗压强度
虽然在强度等方面与１８０ｏＣ煅烧的产物相差不大，但是考虑到水浆比过大和能源等因素，宜选择在１８０℃温度下煅烧处理脱硫石膏。
实验测得在１８０℃与炉体同步升温的脱硫石膏产物，其初凝时间７ｍｉｎ，终凝时间１２ｍｉｎ，标准稠度为０。８２，强度均高于其它温度煅烧的石膏。因此煅烧温度宜选定１８０℃，并采用脱硫石膏与炉体同步升温、保温２ｈ的工艺。
３结论
（１）脱硫石膏煅烧后结构发生变化，结晶粗大
万方数据
完整、呈放射簇状生长。随着煅烧温度提高，煅烧后的半水石膏颗粒粒径变的细小，粒径分布合理，比表面积增大，降低了二水石膏过饱和溶液的饱和度，加快半水石膏的水化及凝结。但颗粒太小则会加大标准稠度用水量，导致水化速度过快，生成的石膏晶体不均匀，因此需控制石膏的粒度。
（２）采用脱硫石膏与炉体同步升温、保温２
ｈ
工艺，煅烧脱硫石膏的产物水化晶体发育完整，生长致密，在凝结时间、标准稠度及强度等方面均表现出
优异的性能。参考文献：
［１］
ＣｏｍｅｓＳ，ｆｒａｎｃｏｉｓＭ，ＰｅｌｌｉｓｓｅｒＣ。ｅｔａ１．Ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄ
ｃｏｍ—ｐａｘａｔｉｖｅｓｔｕｄｙ
ｏｆｃｏａｔ
ｃｏｍｂｕｓｔｉｏｎ
ｒｅｓｉｄｕｅｓｆｒｏｍ
ａ
ｐｒｉ—ｍａｒｙ
ａｎｄ
Ａｄｄｉｔｉｏｎａｌｆｌｕｅｇａｓｓｅｃｏｎｄａｒｙｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎｐｒｏｃｅｓｓ［Ｊ］．Ｃｅｍｅｎｔ
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材工业出版社，２００３：１４４—１４７．
［５］张慧明．燃煤锅炉烟气脱硫概论［Ｊ］．环境科学进展，１９９７（５）：
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贺文斌，黄燕生．无机胶凝材料［Ｍ］．武汉：武汉工业大学出版社，１９９１：５—２０．
第２２卷第３期济南大学学报（自然科学版）
Ｖ０１．２２Ｎｏ．３
竺翌！竺：星』Ｑ型垦型垒兰Ｑ￡型型！！垦坚兰！！羔Ｑ兰』！盟垒盟ｉ塾！：垒堡尘：２１１１：兰翌！
文章编号：１６７１—３５５９｛２００８】０３—０２４４—０４
煅烧温度对脱硫石膏性能影响
姜伟，范立瑛，王志
（济南大学材料科学与工程学院，山东济南２５００２２）
摘要：在不同温度下对脱硫石膏进行煅烧处理，以确定脱硫石膏的最佳煅烧温度及其影响因素，并利用ＤＴＡ、ＳＥＭ—
ＥＤＳ等测试手段分析脱硫石膏的性能。研究表明：煅烧温度在１８０ｏＣ时，石膏水化晶体发育完整。生长致密，在凝结时间、标准’稠度及强度等方面均表现出优异的性能。
关键词：脱硫石膏；煅烧；无水石膏；性能中图分类号：ＴＱｌ７７．３
文献标识码：Ａ
ＥｆｆｅｃｔｓｏｆＣａｌｃｉｎｉｎｇＴｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ’ｏｎｔｈｅＳｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓ
ｏｆＦｌｕｅＧａｓＤｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎ
Ｇｙｐｓｕｍ
ＪＩＡＮＧ
Ｗｅｉ，ＦＡＮＬｉ—ｙｉｎｇ，ＷＡＮＧＺｈｉ
（Ｓｃｈｏｏｌ
ｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅ
ａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＪｉｎａｎ，Ｊｉｎａｎ２５００２２，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｂｅｓｔｃａｌｃｉｎｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｉｎｆｌｕｅｎｃｉｎｇｆａｃｔｏｒｓｈａｖｅｂｅｅｎｄｅｔｅｒｍｉｎｅｄｄｕｒｉｎｇｆｌｕｅｇａｓｄｅｓｕｌｌＤｌｈｕｒｉｚａｔｉｏｎｃａｌｃｉｎｅｄｇｙｐｓｕｍ
ａｔ
ｇｙｐｓｕｍｆｏｒ
ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｓ，ａｎｄｔｈｅ
ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｇｙｐｓｕｍ
ｗａｓ
ｔｅｓｔｅｄｂｙ
ｍｅａｎｓｏｆＤＴＡ，ＳＥＭ—ＥＤＳａｎｄｏｔｈｅｒｋｉｎｄｓ
ｏｆｍｅｔｈｏｄｓ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｇｙｐｓｕｍｃｒｙｓｔａｌｇｒｏｗｓｐｅｒｆｅｃｔｌｙａｎｄｃｏｍｐａｃｔｌｙ，ａｎｄｓｈｏｗｓｅｘｅｅＵｅｎｔｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｓｉｎｔｈｅｓｅｔｔｉｎｇｔｉｍｅ，
１８０℃．
ｓｔａｎｄａｒｄｃｏｎｓｉｓｔｅｎｃｙａｎｄｓｔｒｅｎｇｔｈｗｈｅｎｃａｌｃｉｎｉｎｇｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｉｓ
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ｆｌｕｅ
ｇａｓｄｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａｔｉｏｎｇｙｐｓｕｍ（ＦＧＤ）；ｃａｌｃｉｎａｔｉｏｎ；ａｎｈｙｄｒｏｕｓｇｙｐｓｕｍ；ｐｒｏｐｅｒｔｙ
脱硫石膏现在已经是一种应用广泛的绿色环保材料，但是其煅烧工艺，一直是影响脱硫石膏制品质量和应用的主要因素。若脱硫石膏煅烧温度低，则制品中二水硫酸钙的含量较高，产品质量下降；若煅烧温度过高，则转化为无水石膏含量较大，且燃料的增多将大大提高脱硫石膏的生产成本。因此，确定合理的煅烧温度和时间是保证产品质量的重要环节。实验选用脱硫石膏在不同温度下进行煅烧处理，根据煅烧后石膏性能的对比来确定其最佳煅烧温度。
１脱硫石膏烧结温度分析
烟气脱硫石膏，是对含硫燃料燃烧后产生的烟气进行脱硫净化处理而得到的工业副产品，主要来源于燃煤电厂的烟气脱硫（Ｆｌｕｅ
ＧａｓＤｅｓｕｌｐｈｕｒｉｚａ—
ｔｉｏｎ，ＦＧＤ）工艺。脱硫石膏的主要成分是结晶硫酸钙（ＣａＳＯ。－２Ｈ：Ｏ），颜色微黄，其酸碱度与天然石膏相当，呈中性或略偏碱性。化学成分与天然石膏相近，其ＣａＳ０４＋ＣａＳ０４・２Ｈ２０一般在９０％以上，天然石膏的ＣａＳＯ。＋ＣａＳＯ。・２Ｈ：０一般范围在７０％。８０％［１—２Ｉ。
通过差热分析，发现随着温度的升高，差热曲线上的峰谷变化反映了试样的各个反应阶段：主要是二水石膏转变为半水石膏，然后再转变为无水石膏Ⅲ型过程的两个吸热反应和无水石膏Ⅲ型转变为无水石膏Ⅱ型的过程的放热反应，属于结晶转变。二
收稻日期：２００７—１２—２６
作者简介：姜伟（１９８３～），男，山东聊城人，硕士生；王志
（１９６２一），男，山东青岛人，教授，博士。
万方数据
第３期姜伟，等：煅烧温度对脱硫石膏性能影响
２４５
水石膏转变为半水石膏的温度变化范围主要是在
１２０％～２２０ｏＣ之间，根据初步试验研究结果，选取
１５０℃～２００℃为实验烧结温度区间‘３ｌ。
２实验内容
２．１原料
实验主要原料为山东黄台电厂产生的脱硫石膏，其游离水含量是７．３％，结晶水含量是２０％。实验所用脱硫石膏成分分析如表ｌ。
表１脱硫石膏主要化学成分埘
％
成分
Ｓｉ０２
Ｆｅ２０３Ａ１２０３
ＣａＯＭｌ；ｏ
ＳＯｓ脱硫石膏４．７０
０．１７
０．４３
３６．６５
１．４３
４７．７６
２．２实验方法
对脱硫石膏进行研磨、筛分，在４０℃烘箱内烘干３ｄ（粉料厚度均匀且不超过１０ｍｍ），再将烘干的试样在１５０℃、１６０℃、１７０ｏＣ、１８０℃、１９０℃、２００℃煅烧２ｈ获得熟石膏粉，密封后陈化７ｄ；对熟石膏粉做细度、凝结时间、标准稠度用水量、ＸＲＤ、ＳＥＭ测试，以及水化石膏块（４０ｍｍ×４０
ｍｍ）２ｈ、绝干抗
折、抗压及ＳＥＭ分析测试。
三相分析法：建筑石膏中的主要脱水相Ｂ半水石膏在高纯度酒精水溶液中不能水化成二水石膏，而其中的可溶性无水石膏（ＩＩＩ—ＣａＳＯ。）则可在高纯度酒精水溶液中水化生成半水石膏。因此，通过Ｂ半水石膏在高纯度酒精中的增量即可推算出其中无水石膏的含量，最后通过测定其在一定温度下的失重并综合考虑以上两个因素又能计算出建筑石膏中残余的二水石膏含量（Ⅲ型无水石膏与吸附水不会同时存在）ＨＪ。
３结果与分析
３．１
脱硫石膏基本性能分析
在对脱硫石膏分析中发现，脱硫石膏所含成分
和天然石膏相近，没有根本的区别，其主要杂质为碳酸钙、氧化铝和氧化硅；脱硫石膏游离水含量明显大于天然石膏，这是由于脱硫石膏的制备采用湿法的原因；脱硫石膏含有１．４３％的ＭｇＯ有可能使脱硫石膏碱度超过８．５，使其粘结力降低；另外脱硫石膏中含有的碱、盐等物质会造成石膏泛碱。
图１、图２分别为脱硫二水石膏和脱硫半水石膏水化后的ＳＥＭ图。
由图１可以看出：脱硫二水石膏颗粒主要集中在４０“ｍ一６０ｖＬｍ，颗粒分布集中，主要以单独的棱柱状结晶微粒存在，通过激光粒度分析可以发现脱
万方数据
图１脱硫二水石膏
图２脱硫半水石膏水化后
硫石膏的颗粒级配较天然石膏差。图２显示脱硫石膏水化后晶体为纤维状，颗粒结构紧密。虽然脱硫石膏和天然石膏有着相近的性质，在抗折、抗压等性能上，脱硫石膏大大优于天然石膏；但是脱硫石膏相比天然石膏，存在含水量较大，颗粒级配差等缺陷，严重制约了脱硫石膏的应用∞曲－。３．２实验结果与机理分析
实验中脱硫石膏的煅烧均采用炉体升高到特定温度后再放入石膏的方法。图３为不同温度下煅烧后脱硫石膏的结晶形态。从图３ａ和图３ｂ可以看出，脱硫石膏中存在一些没有脱水的二水石膏，说明脱硫石膏在１５０℃和１６０ｏＣ温度煅烧下脱水不够彻底，煅烧温度还偏低。从图３ｃ至图３９可以看出，在
１７０
ｏＣ～２００℃温度下煅烧的脱硫石膏已经完全脱
水，但是与１８０ｃｃ下煅烧的脱硫石膏相比，１７０℃处理的石膏结晶颗粒比较细小，１９０ｏＣ和２００ｏＣ处理的石膏水化后出现较多的空洞，在１８０℃煅烧处理的熟石膏结晶粗大、完整，表现出优异的性能。为进一步研究１８０ｏＣ熟石膏的转化过程及结晶形态，试验中在１８０ｏＣ温度下，分别采用脱硫石膏随炉体升温至１８０℃和炉体升温至１８０ｃＣ后再放入脱硫石膏两种处理工艺。从图３ｅ可以看出，石膏晶体颗粒呈针状，而且搭接情况好，体现在强度较高。
从不同温度下煅烧处理后脱硫石膏的水化结晶
状态可以看出，脱硫石膏水化产物多为纤维状、不规则晶体，通过三相分析法发现，半水石膏含量相差不大。但随着煅烧温度的升高，脱硫石膏水化浆体孑Ｌ洞减少、致密程度有所增加。这是因为随着煅烧温度提高，煅烧后的半水石膏颗粒粒度降低，颗粒变的细小，比表面积增大，与水接触区域多，在半水石膏
水化过程中起到晶种的效果，致使水化后二水石膏
济南大学学报（自然科学版）
第２２卷
圈３不同温度煅烧下脱硫石膏结晶状态
万方数据
过饱和溶液的饱和度下降，加快半水石膏的水化反应及凝结速度。
在１９０℃、２００℃煅烧处理的脱硫石膏，由于水浆比变大，在石膏块干燥过程中出现大量气孔，降低了石膏的强度，但由于石膏中存在很多由Ⅲ型石膏转化后的半水石膏，对颗粒的粘结和裂纹的愈合起到了良好的作用，因此总体强度变化并不很大。
图４、图５分别为不同温度煅烧后脱硫石膏的标准稠度及抗折抗压强度变化曲线图。从图４中可以看出半水石膏的标准稠度随着煅烧温度的提高而增大。通常情况下，标准稠度越小，水化后石膏的强度也就越高，但是由图５可以看出（Ｂ：２ｈ湿抗折强度，Ｃ：２ｈ湿抗压强度），强度随煅烧温度的提高而变大，在１８０℃的时候达到最大，煅烧温度继续升高，强度会稍有降低，但是变化不大。这是因为在较低温度煅烧的试样标准稠度较低，颗粒粒径变化不大，水化后颗粒之间没有较好的级配，因此表现为强度比较低。卜１０１；随着煅烧温度提高，标准稠度明显提高，这可能是由于较大的脱硫石膏颗粒表面出现剥落，增大了比表面积及水浆比，在石膏水化硬化过程中，因为水含量较多导致出现大量的气孔，严重影响了石膏的强度。
黯
Ｏ
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卿簧Ｏ旺释Ｏ
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１５０
１６０
１７０
１８０
１９０２００
煅烧温度点，℃
圈４脱硫石膏标准稠度
图５ａ为水化２ｈ脱硫石膏试块的抗折、抗压强度，图５ｂ为绝对干燥后脱硫石膏试块的抗压强度。可以看出不同温度下煅烧的脱硫石膏在抗折强度方面变化不大，但是在抗压强度有明显的变化趋势。
仅就凝结时间和标准稠度用水量指标来说，脱硫石膏在１５０℃煅烧效果最好，但正如前面所分析的那样，低于１７０℃时，脱硫石膏的脱水处理不够彻底，内部存在较多的二水石膏，半水石膏含量较少。从实验结果可以看出，在１５０ｏＣ煅烧处理后脱硫石膏，其２ｈ湿强度和干强度都是最低的。对于１８０ｏＣ煅烧的石膏，无论从颗粒的晶体形貌还是凝结时间、强
度上都比较突出，而１９０℃和２００ｏＣ煅烧的熟石膏，
第３期
姜伟．等：煅烧温度对脱硫石膏性能影响
煅烧温度点，℃
ａ永化２ｈ砌块抗折、抗压强度
煅烧温度点，℃ｂ绝干砌块抗压强度图５脱葡ｌＦｒ抗折、抗压强度
虽然在强度等方面与１８０ｏＣ煅烧的产物相差不大，但是考虑到水浆比过大和能源等因素，宜选择在１８０℃温度下煅烧处理脱硫石膏。
实验测得在１８０℃与炉体同步升温的脱硫石膏产物，其初凝时间７ｍｉｎ，终凝时间１２ｍｉｎ，标准稠度为０。８２，强度均高于其它温度煅烧的石膏。因此煅烧温度宜选定１８０℃，并采用脱硫石膏与炉体同步升温、保温２ｈ的工艺。
３结论
（１）脱硫石膏煅烧后结构发生变化，结晶粗大
万方数据
完整、呈放射簇状生长。随着煅烧温度提高，煅烧后的半水石膏颗粒粒径变的细小，粒径分布合理，比表面积增大，降低了二水石膏过饱和溶液的饱和度，加快半水石膏的水化及凝结。但颗粒太小则会加大标准稠度用水量，导致水化速度过快，生成的石膏晶体不均匀，因此需控制石膏的粒度。
（２）采用脱硫石膏与炉体同步升温、保温２
ｈ
工艺，煅烧脱硫石膏的产物水化晶体发育完整，生长致密，在凝结时间、标准稠度及强度等方面均表现出
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