鈦石膏是在鈦白粉生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的副產(chǎn)物,主要由硫酸法鈦白粉生產(chǎn)工藝中產(chǎn)生。這種工業(yè)廢渣的化學(xué)組成與天然石膏類似,但含有較多雜質(zhì)(如Fe?O?含量可達(dá)10-15%),外觀呈紅棕色或灰黃色泥漿狀。需要重點(diǎn)關(guān)注其物理特性,特別是含水率通常高達(dá)30-40%,在自然干燥后會(huì)形成塊狀固體,堆積密度約為1.2-1.5g/cm3,其pH值呈弱酸性(5.5-6.5范圍)。
從礦物學(xué)角度看,鈦石膏主要成分為二水硫酸鈣(CaSO?·2H?O含量60-80%),同時(shí)含有未完全反應(yīng)的鈦鐵礦(FeTiO?)及硫酸亞鐵等成分。與天然石膏相比,其結(jié)晶形態(tài)更為細(xì)密,晶體粒徑多在5-15μm范圍,這種微觀結(jié)構(gòu)直接影響其后續(xù)加工性能。值得注意的是其中可溶性鹽含量(如MgSO?、Na?SO?)可能高達(dá)2-3%,這在建材應(yīng)用中需要特別處理。
鈦石膏的處理方式直接關(guān)系到環(huán)境效益,每生產(chǎn)1噸鈦白粉約產(chǎn)生4-6噸鈦石膏。目前主要處置方式是筑壩堆存,但會(huì)占用大量土地(每萬(wàn)噸占地約1.5畝)并存在滲濾液污染風(fēng)險(xiǎn)。值得開(kāi)發(fā)的資源化途徑包括用作水泥緩凝劑(替代20-30%天然石膏)、土壤改良劑(調(diào)節(jié)鹽堿地pH值)或路基材料(需經(jīng)800-1000℃煅燒處理),這些應(yīng)用都能顯著提升這種工業(yè)副產(chǎn)物的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。
在技術(shù)參數(shù)方面,優(yōu)質(zhì)鈦石膏的附著水含量應(yīng)控制在12%以下,SO?含量不低于35%,白度指標(biāo)(ISO標(biāo)準(zhǔn))通常為40-55度。國(guó)內(nèi)年產(chǎn)量已超1000萬(wàn)噸,主要集中在我國(guó)鈦白粉主產(chǎn)區(qū)(四川、山東、河南等地)。隨著環(huán)保要求提高(GB 30760-2014《鈦石膏》行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)),如何實(shí)現(xiàn)其無(wú)害化、規(guī)?;谜蔀檠芯繜狳c(diǎn),特別是開(kāi)發(fā)免煅燒改性技術(shù)(如添加有機(jī)酸活化)可大幅降低處理能耗。