工业副产石膏包括脱硫石膏、磷石膏、天然石膏、氟石膏等，目前广为利用的一般为脱硫石膏、天然石膏和磷石膏。脱硫石膏杂质少、品位纯度较高，利用处理难度比较磷石膏而言要低得多，这里重点介绍磷石膏的处理工艺和应用。同时，我们在利用磷石膏生产和新建脱硫石膏生产线生产建筑石膏粉都取得了良好的效果。
磷石膏是磷肥厂生产磷肥时伴生的工业废渣，其主要化学成分为CaSO4·2H2O(二水硫酸钙)，含量在70%～80%之间，PH值一般为2～5。每生产一吨磷肥可产生四～五吨磷石膏。全国每年约以二～三千万吨/年递增，加上原几十年未处理的量，每个化肥厂周围堆积如山，占田压地，严重的污染环境。
磷石膏因各地出产的磷矿石不同，杂质的含量和组成十分复杂，其主要杂质一般为可溶磷、共晶磷、可溶氟、难溶氟、有机化合物和各种无机盐（钾盐、钠盐、镁盐等）等，这样就给直接利用磷石膏来生产建筑石膏粉的工艺选择带来极大困难。国内目前磷石膏的处理一般是采用水洗、分筛、浮选的原料预处理方式去除部分杂质，然后干燥附着水,再采用炒制的二步法工艺来生产建筑石膏粉，由于工序复杂、能耗高等诸多不利因素，故而大多生产规模不大，利用甚少。
实际上，磷石膏的物理、化学特征和天然石膏具有共同的规律，经科学的烘干、锻烧转化后可得到五种形态和七种变体，烧成并改性处理后的石膏粉和石膏制品在水化动力、凝结特性、物理性能上与天然石膏基本一样。只是因为杂质的存在和原始状态不同以及具有再生石膏的部分特征，又有别于天然石膏；故在生产工艺上必须采取针对措施。
综上所述，在我国高品位天然石膏缺乏且分布不均的条件下，将磷石膏变废为宝既具有紧迫性和可行性又具有巨大的商机,为此国内外纷纷研制各种生产工艺，可谓“百花齐放，百家争鸣”。
我厂从90年代初研究磷石膏至今，积累了大量数据，现研制的“粉碎分筛锻烧窑”一步法将烘干—粉碎—锻烧—分选（去掉杂物）—改性一次完成（见工艺流程简图），建成以我厂十多项自有知识产权专利技术为支撑的数条生产线，以最少的设备投入，最低的煤耗、电耗，生产高品位的熟石膏粉及各种制品。
工业副产石膏煅烧工艺简介
（一）石膏原料的预处理：
因磷肥厂所使用的各批次磷矿石不同，生产出来的磷石膏各批次的堆积时间也不一样，这样就直接造成了磷石膏原料的不均匀性。原料的不均匀给后续石膏煅烧工艺控制的稳定性带来非常不利的影响，所以磷石膏原料煅烧前必须进行预处理。磷石膏预处理的方式一般为：使用拌和装置将一定比例的生石灰和磷石膏原料充分拌和，静置后再作为煅烧原料使用。这样不仅磷石膏原料的酸性可以得到有效控制，而且磷石膏原料的杂质含量和组成、外表水的含量等指标可达到一定的均匀水平。
（二）供热工序：
磷石膏附着水10～25%，化合水14～18%，烘干锻烧能耗远高于天然石膏，最节能的办法当然是用烟气直接供热，这样烟气的质量以及炉子的效率就是关键之一：我厂研制的GXDF型沸腾炉由九项专利技术组成，系国家火炬计划项目，其性能为：燃尽率99%，热效率≥96，烟气林格曼黑度1级；在燃烧炉内固硫60～80%并二次燃尽后经炉内除尘器除尘为锻烧窑提供飞灰率10%，飞灰中残碳≤2%，300～950℃的净化烟气，保证熟石膏品质，不影响成品白度。
（三）烘干—粉碎—锻烧—分选工序：
磷石膏生成前磷矿就已磨成<80目矿粉，用硫酸置换反应生成磷石膏后外形和粒度没有明显变化，但磷石膏中常含少量未磨碎的磷矿石，又因长期野外堆放常混入石块，煤粒、沙粒、泥、垃圾等并结块，带来的问题是：1）烘干前这些杂质粘在湿状态的磷石膏中无法分筛；2）烘干后这些杂质若不分离，磨入石膏中将严重影响石膏的品质；3）结块的磷石膏无法保证锻烧的均匀性。因此我厂研制的烘干粉碎分筛锻烧窑，在磷石膏入窑烘干到最佳粉碎工段设计一组“柔性粉碎装置”，只能粉碎结块，不能粉碎其他杂质。锻烧工序完成后用气力将合格的熟石膏分选至下一工序，将所有的杂质分离出窑外处理，这样将烘干、粉碎、锻烧、分筛四个工序在窑内一气呵成,同时窑内石膏煅烧的温度、时间、风量等参数可方便调节，锻烧后的石膏经改性、均化、冷却入库。
由于锻烧工序是在高温高湿条件下完成，β石膏中富含共生的α石膏，以至在CaSO4含量>80%时，熟石膏2小时抗折均可达2。5Mpa以上。
经该工艺锻烧后的熟石膏经权威部门检测，可溶磷减少83%，可溶氟减少75%，大大降低了毒性。
（四）磷石膏的改性工序：
磷石膏锻烧后基本保持磷矿粉外形，并非石膏粉外形，加上各种杂质成份粘附在表面，绝大多数磷石膏烧成后不粘纸，强度较低，白度差，必须进行改性处理。为此，我们研制了每小时产量7t/h、14t/h、28t/h各种规格的JNGXM型改性磨，体积小，运转平稳，性能稳定，功率配置小。粉磨每吨熟石膏粉电耗为0.9～1.8kw.h/t熟石膏。熟石膏改性后，使用性能有重大的改善：1）不添加任何粘结剂时可粘纸粘布；2）强度提高0.4～0.8Mpa；3）白度大幅度提高；4）比表面积至少提高1000cm2/g，级配均匀；5）初、终凝时间稳定。
（五）成品的均化—冷却—陈化工序：
由于磷石膏颗粒大小的不均匀，这样必然造成在窑内受热脱水的不均匀，另石膏物料煅烧后物料料温在100℃以上，这样的物料直接进仓是非常不利的，会造成成品石膏的物理化学性能的不稳定。针对这一情况，我厂特别研制了一套均化冷却装置，较好的解决了这一问题，使磷石膏粉成品的三相水平可达：半水石膏含量80%～90%、二水石膏和无水石膏含量分别小于5%。这样成品的二小时抗折强度、初终凝时间等性能指标可达到很高的水平。
工业副产石膏煅烧线的应用：
我厂粉碎分筛煅烧窑一步法用磷石膏生产建筑石膏粉生产线自开发、研制到投入市场应用以来，已在全国各地建立了多条成功的磷石膏建筑石膏粉生产线，也获得了用户的广泛好评。用户对我厂磷石膏生产工艺的评价是我厂工艺具有以下五个特点：1、由于是一步法烟气直接换热，沸腾炉的热效率高达99%以上，煅烧系统总装机功率小，所以整条生产线煤耗、电耗省，以原料附着水10%、结晶水16～18%的含水标准计算，可达到46公斤标煤/吨产品、7.5～12度电/吨产品的国内外先进能耗水平。2、整条生产线设备数量少，设备投资较少。3、由于设备较少，在生产实际中故障点相对少，设备检修、维护十分方便。4、由于对石膏煅烧过程中的物料均化和成品的均化、冷却、陈化和改性采取了有力措施及丰富经验，磷石膏成品的三相水平和材料物理性能指标可达目前建筑石膏粉国家标准的优等品水平，且十分稳定。5、生产工艺为微负压密闭操作，且采用高效、可靠收尘系统，所以制粉车间粉尘浓度≦100ppm,尾气排放≦50ppm，完全可达国家节能减排要求。
目前我厂设计建设和应用的磷石膏生产线，已投入生产的数量有十几条，年产能力150万吨已上，主要用于制造和生产建筑石膏粉、水泥缓凝剂和纸面石膏板、砌块、粉刷石膏等石膏制品。（附表一）
结语：
1、合理利用我国工业副产石膏资源是“功在当代、利在千秋”的大事。我厂磷石膏及脱硫石膏处理工艺具有节能、环保、投入少、产出高等特点，具有广阔的市场开发前景和显著的经济、环保效益，可为我国节能减排、实现绿色GDP事业作出巨大的贡献。 2、此工艺进行适当调整，也可用于天然石膏生产建筑石膏粉，能耗水平更低。目前我厂已设计、制造天然石膏制粉线多条，年产能力均达到10万吨以上，广泛用于纸面石膏板、砌块、粉刷石膏的生产。
3、脱硫石膏比磷石膏杂质少、品位纯度较高，此工艺稍加调整也完全适用，且成品熟粉的各项指标要明显优于磷石膏。我厂已成功建设年产5万吨脱硫石膏制粉线，主要用于纸面石膏板的生产。同时，在磷石膏生产建筑石膏粉厂家用脱硫石膏生产建筑石膏粉也完全达到用户要求（附表二）。在凝结时间上，我们认为在工艺上进行调整是完全可达到和超过《建筑石膏》（GB/T9776-88）和新的标准技术要求的。另外，针对电厂大都有富余蒸汽、热空气等余热资源的有利条件，我厂利用电厂余热来煅烧脱硫石膏的工艺也在加紧研制中。
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