國(guó)外石膏發(fā)展與綜合利用淺析

    ?    ?美國(guó)是世界最大的石膏生產(chǎn)國(guó)之一，也是最大的石膏進(jìn)口國(guó)之一，2015年總產(chǎn)量為2.69億噸，比2014年增長(zhǎng)4.5%。其中90%用于生產(chǎn)紙面石膏板和石膏制品，剩下的應(yīng)用于水泥緩凝劑和農(nóng)業(yè)等。工業(yè)副產(chǎn)石膏的用量為1.15億噸，比2014年增長(zhǎng)了4.5%，進(jìn)口天然石膏0.39億噸，比2014年的0.37億噸增長(zhǎng)了5.5%，其中絕大部分來(lái)自加拿大沿海各省，其它來(lái)自墨西哥和西班牙。

    ?    ?美國(guó)石膏板的消費(fèi)量與美國(guó)總體石膏消費(fèi)有直接的關(guān)系。2015年美國(guó)石膏板的總消費(fèi)量為20.4億平方米，相比于2014年的20.0億平方米增長(zhǎng)了2.3%。在2011年至2015年之間，美國(guó)石膏板的產(chǎn)量從2011年的17億平方米以27.9%增長(zhǎng)，之前由于經(jīng)濟(jì)危機(jī)的影響，石膏板的產(chǎn)量跌到了一個(gè)最低點(diǎn)。盡管如此美國(guó)石膏板2015的生產(chǎn)水平，仍然遠(yuǎn)低于2005年的33.44億平方米。

    ?    ?2015年美國(guó)國(guó)內(nèi)天然石膏產(chǎn)量為1.15億噸，相比于2014年的1.1億噸增長(zhǎng)了4.5%。其中俄克拉何馬州、得克薩斯州、內(nèi)華達(dá)州、堪薩斯州、艾奧瓦州、阿肯色州占總天然石膏產(chǎn)量的70%以上。如圖2顯示在美國(guó)天然石膏，工業(yè)副產(chǎn)石膏，建筑石膏的產(chǎn)量從1996年到現(xiàn)在的變化，美國(guó)工業(yè)副產(chǎn)石膏一直處于增長(zhǎng)狀態(tài)，目前趨于穩(wěn)定，美國(guó)天然石膏產(chǎn)量與建筑石膏產(chǎn)量之間存在密不可分的關(guān)系，二者到2011年都趨于穩(wěn)定狀態(tài)。

    ?    ?歐洲目前的石膏工業(yè)增長(zhǎng)率甚至高于北美。紙面石膏板在歐洲發(fā)展也很快，其中德國(guó)石膏板產(chǎn)量最大，其次是法國(guó)、英國(guó)、西班牙、斯堪的納維亞(半島)(瑞典、挪威、丹麥、冰島的泛稱(chēng))。盡管歐洲的石膏板工廠平均年產(chǎn)量只有2900萬(wàn)平方米,由于政府嚴(yán)格推進(jìn)建筑節(jié)能,促進(jìn)了石膏板的消費(fèi),所有工廠的生產(chǎn)能力利用系數(shù)都高于90%。

    ?    ?目前歐洲最大的石膏板廠家為德國(guó)的Knauf(可耐福)，在全球60多個(gè)國(guó)家共有140多個(gè)生產(chǎn)廠。2013年公司營(yíng)業(yè)額達(dá)到66億歐元。它的主要市場(chǎng)在西歐及東歐包括土耳其。近年來(lái)東歐、獨(dú)聯(lián)體國(guó)家及中國(guó)在公司業(yè)務(wù)發(fā)展中扮演了重要角色。自1998年以來(lái)，可耐福先后在中國(guó)的蕪湖、太倉(cāng)、天津、東莞投資建設(shè)了4個(gè)石膏板生產(chǎn)基地，并通過(guò)15年來(lái)的努力經(jīng)營(yíng)，最終在中國(guó)高端石膏建材行業(yè)穩(wěn)穩(wěn)占據(jù)一席之地?？赡透Ｍ瑫r(shí)也是干粉料制造商，年產(chǎn)400萬(wàn)噸粉刷石膏、無(wú)水石膏和干粉砂漿。大約有三分之一的原材料是合成石膏。

    ?    ?2010年德國(guó)全國(guó)石膏總產(chǎn)量達(dá)到950萬(wàn)噸，其中天然石膏約435萬(wàn)噸，脫硫石膏約470萬(wàn)噸，其它化學(xué)石膏約45萬(wàn)噸。用在石膏產(chǎn)品行業(yè)約813萬(wàn)噸，用在水泥行業(yè)約137萬(wàn)噸，這與我國(guó)將大部分石膏用于水泥緩凝劑這一情況恰恰相反。在綜合利用方面，約50%～55%采用脫硫石膏，天然石膏比重為45%左右。

    ?    ?日本天然石膏的儲(chǔ)量小，質(zhì)量差，利用副產(chǎn)石膏的積極性很大。2014年日本石膏板產(chǎn)量為5.27億平方米，人均使用量約為4.2平方米/年，人均使用量在全球排名靠前（中國(guó)石膏板人均使用量約為1.5平面米/年）。日本于1901年開(kāi)始在吉野礦山開(kāi)始進(jìn)行天然石膏礦的開(kāi)采，1919年，3S石膏公司成立開(kāi)始產(chǎn)生半水石膏。吉野公司于1922年開(kāi)始生產(chǎn)膏板。二戰(zhàn)期間，石膏產(chǎn)品的生產(chǎn)有所停滯，二戰(zhàn)后恢復(fù)生產(chǎn)。1959年開(kāi)發(fā)磷石膏生產(chǎn)石膏板技術(shù)，1965年脫硫石膏開(kāi)始應(yīng)用于石膏板制造。1985年日本國(guó)內(nèi)的天然石膏停止開(kāi)采，原料主要以國(guó)內(nèi)的化學(xué)副產(chǎn)石膏為主，不足部分依靠進(jìn)口進(jìn)行原料補(bǔ)充。1986年到1996年是日本石膏行業(yè)的黃金期，由于日本傳統(tǒng)的木質(zhì)房屋結(jié)構(gòu)很難達(dá)到防火要求，防火性能好的石膏產(chǎn)品的市場(chǎng)需求開(kāi)始大幅增加。加之這個(gè)時(shí)期，日本的經(jīng)濟(jì)正處于爆發(fā)時(shí)期，建筑市場(chǎng)需求旺盛。1996年后，隨著日本經(jīng)濟(jì)增長(zhǎng)速度的放緩，石膏板的產(chǎn)量也出現(xiàn)了下滑，并日趨穩(wěn)定

經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間的發(fā)展，日本的石膏產(chǎn)業(yè)呈現(xiàn)專(zhuān)業(yè)化、規(guī)?；内厔?shì)。石膏板的生產(chǎn)主要是吉野集團(tuán)公司，其石膏板的銷(xiāo)售量占了日本市場(chǎng)的80%。而齒科用、工業(yè)用、陶瓷用的石膏產(chǎn)品等則主要有3S石膏公司、則武石膏公司、下村石膏公司等。

    ?    ?日本石膏板產(chǎn)品的種類(lèi)齊全，1995年之前，主要是普通石膏板、石膏條板和隔音石膏板。1995年之后，總產(chǎn)量下降的同時(shí)，產(chǎn)品開(kāi)始多樣化，石膏條板逐漸退出歷史舞臺(tái)，裝飾石膏板、防潮石膏板、強(qiáng)化石膏板和硬質(zhì)石膏板等發(fā)展迅速，同時(shí)石膏板的厚度也逐漸增厚，目前9.5mm和12.5mm厚的石膏板是主流產(chǎn)品。

    ?    ?1992年歐洲18個(gè)國(guó)家的脫硫石膏的總產(chǎn)量?jī)H是300余萬(wàn)噸（主要生產(chǎn)國(guó)是德國(guó)）,1999年增至760萬(wàn)噸，2006年進(jìn)一步增至1480萬(wàn)噸（利用量約900萬(wàn)噸，利用率為60.8％）。由于脫硫石膏的來(lái)源較廣、質(zhì)量穩(wěn)定、價(jià)格較低，也相應(yīng)促進(jìn)了歐洲石膏板制造業(yè)的發(fā)展。20世紀(jì)80年代初脫硫石膏在石膏板原料中的含量?jī)H占4％，90年代增至19％，2000年增至44％，2010年則又進(jìn)一步增至60％。

    ?    ?由于歐盟對(duì)脫硫石膏有著嚴(yán)格的質(zhì)量控制，明確了脫硫石膏是不必再經(jīng)加工而可直接用于工業(yè)生產(chǎn)的副產(chǎn)品，并建立了使用脫硫石膏的申報(bào)制度，使此種副產(chǎn)石膏被大量用來(lái)替代天然石膏生產(chǎn)建材產(chǎn)品。目前歐洲天然石膏與脫硫石膏年耗用量之比大致是47％∶53％。

    ?    ?在歐洲，原則上要求新建的石膏板廠應(yīng)盡可能設(shè)于具有煙氣脫硫裝置的燃煤電廠附近，因可顯著降低運(yùn)輸脫硫石膏的耗能，并減少對(duì)環(huán)境的影響，但其前提是建廠的周邊地區(qū)必須有一定的市場(chǎng)。實(shí)際上，仍然有不少石膏板廠是通過(guò)不同的交通工具（鐵路、船舶或貨車(chē)）將FGD石膏（脫硫石膏）運(yùn)送到廠的。

    ?    ?美國(guó)參照德國(guó)的經(jīng)驗(yàn)，某些大型燃煤電廠安裝煙氣脫硫裝置并收集脫硫石膏。1990年美國(guó)政府先后頒布了《凈化空氣法》和《州際凈化空氣的法規(guī)》，促使更多的燃煤電廠安裝煙氣脫硫裝置。2009年美國(guó)全國(guó)已有發(fā)電總量為1.6億KW的燃煤發(fā)電機(jī)組安裝了以石灰石/石灰-石膏脫硫?yàn)橹黧w的裝備，90年代后期起，脫硫石膏在石膏板制造業(yè)中得到日益廣泛的應(yīng)用，并由取代部分天然石膏發(fā)展到全部取代，從而導(dǎo)致若干石膏礦關(guān)閉和待建的石膏礦撤銷(xiāo)。

    ?    ?2009年美國(guó)脫硫石膏的產(chǎn)量為1200萬(wàn)噸，其中905萬(wàn)噸得到使用，利用率達(dá)75.4％。由表中數(shù)字可知，脫硫石膏總量的90％用于生產(chǎn)石膏板。

    ?    ?2015年全美脫硫石膏的產(chǎn)量將達(dá)到2000萬(wàn)噸以上，對(duì)石膏板制造業(yè)而言有可能供大于求，因而必須考慮開(kāi)拓脫硫石膏新的應(yīng)用領(lǐng)域。美國(guó)在探索將脫硫石膏用于制造諸如石膏纖維板等新型產(chǎn)品、自流平石膏以及作為鋼結(jié)構(gòu)的防火被覆層等。

    ?    ?日本自1985年起，停止了天然石膏的開(kāi)采，副產(chǎn)石膏成為了石膏產(chǎn)業(yè)的主要原料，形成了以石膏產(chǎn)業(yè)為中心的循環(huán)經(jīng)濟(jì)模式。磷石膏、脫硫石膏等在副產(chǎn)石膏當(dāng)中占有絕對(duì)比例。近年來(lái)隨著日本磷肥產(chǎn)量的下降，磷石膏的產(chǎn)生量逐年減少，如表1所示，脫硫石膏占原料的比例增加，不足部分，通過(guò)進(jìn)口天然石膏進(jìn)行補(bǔ)充。2014年日本產(chǎn)生磷石膏大約30萬(wàn)噸，進(jìn)口5萬(wàn)噸磷石膏，大約有20萬(wàn)噸磷石膏被吉野石膏綜合利用。2014年日本生產(chǎn)紙面石膏板各種原料當(dāng)中磷石膏僅占總量的4%，2004年磷石膏占石膏板原料的比例為12%。

    ?    ?日本磷石膏的排放標(biāo)準(zhǔn)按照日本磷肥企業(yè)的排放標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行。日本紙面石膏板磷石膏摻量通常為20%，其中10%用中國(guó)磷礦石排放的磷石膏，10%用摩洛哥磷礦石排放的磷石膏。摩洛哥磷礦石放射性超標(biāo)，從中國(guó)某地進(jìn)口的磷礦石鉛、汞含量較高；兩者混摻使用，就能達(dá)到日本相關(guān)的標(biāo)準(zhǔn)要求。

    ?    ?日本在環(huán)保方面形成了嚴(yán)格完善的法規(guī)體系。所有的磷肥廠在新建廠之前必須要在附近建設(shè)好磷石膏綜合利用生產(chǎn)線，廢棄物綜合利用優(yōu)先，杜絕先污染后治理。日本磷肥企業(yè)內(nèi)部也沒(méi)有磷石膏堆場(chǎng)。新產(chǎn)生的磷石膏同步通過(guò)輸送管道運(yùn)送到石膏廠，經(jīng)水洗除雜等工藝處理以后，直接用來(lái)生產(chǎn)紙面石膏板等。

    ?    ?2008年日本石膏板制造業(yè)共耗用石膏原料403萬(wàn)噸，其中68％為國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的以脫硫石膏為主的工業(yè)副產(chǎn)石膏，26％為進(jìn)口的天然石膏（主要由澳大利亞與泰國(guó)進(jìn)口），6％是廢石膏。相比于1989，1998年脫硫石膏用量得到大幅度的提升，其它副產(chǎn)石膏用量緩慢增長(zhǎng)，天然石膏用量減少了一半，廢舊石膏用量增加了5%。而到2013年脫硫石膏與廢舊石膏用量變化不大，其它副產(chǎn)石膏用量下降，天然石膏用得到了提升。

    ?    ?2014年紙面石膏板原料當(dāng)中天然石膏占36%，煙氣脫硫石膏占37%，廢舊石膏板占8%，其它工業(yè)副產(chǎn)石膏占19%。

    ?    ?在日本，雖然禁止開(kāi)采天然石膏礦，但是由于天然石膏幾乎不需用任何的預(yù)處理，而且其制品具有優(yōu)異的性能，使其消費(fèi)量仍然達(dá)到與脫硫石膏相當(dāng)。

    ?    ?（1）日本、美國(guó)以及歐洲地區(qū)人均石膏板使用量遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于我國(guó)人均水平。我國(guó)石膏行業(yè)仍然存在較大發(fā)展空間。

    ?    ?（2）在工業(yè)副產(chǎn)石膏綜合利用方面，歐美及日本注重環(huán)境保護(hù)，建立了嚴(yán)格完善的綜合利用體系，在新建磷肥廠或電廠之前必須在周邊提前建好工業(yè)副產(chǎn)石膏工業(yè)利用工廠，杜絕先污染后治理，這一點(diǎn)非常值得借鑒。

    ?    ?（3）歐洲及美國(guó)不僅僅利用工業(yè)副產(chǎn)石膏大量生產(chǎn)紙面石膏板，還用于諸如自流平石膏、纖維石膏板、鋼結(jié)構(gòu)的防火被覆層等新型產(chǎn)品等領(lǐng)域。我國(guó)應(yīng)積極發(fā)展自流平石膏、纖維石膏板等在歐美已經(jīng)大規(guī)模應(yīng)用的成熟產(chǎn)品。

    ?    ?（4）歐洲的新能源計(jì)劃將致使2050年煤所占能源份額降到最低點(diǎn)。在德國(guó)作為燃煤電廠副產(chǎn)品的脫硫石膏其2050年產(chǎn)量將僅為2010年的8％。屆時(shí)天然石膏需求量或?qū)⒃龃蟆?/span>