脱硫石膏综合利用：技术、政策与未来展望

在当今环保与可持续发展的大背景下，工业副产石膏的综合利用已成为一个备受关注的焦点。其中，脱硫石膏作为重要的工业副产石膏之一，其综合利用的现状、技术路径、政策支持以及未来发展方向，都值得我们深入探讨。本文将从专业角度出发，为您详细解读脱硫石膏综合利用的全貌。

一、脱硫石膏综合利用现状

据中国建筑材料联合会发布的《大宗固废利用年度报告 2024》显示，2023 年全国脱硫石膏产生量约为 1.58 亿吨，其中 1.26 亿吨得到了有效综合利用，综合利用率达到了 80%。这一数据表明，我国在脱硫石膏综合利用方面已经取得了较为显著的成果。从具体的利用途径来看，脱硫石膏主要被用于水泥缓凝剂（占比 52%）、纸面石膏板 / 抹灰石膏（占比 24%），这两项合计消纳了近四分之三的脱硫石膏。此外，还有 11% 用于农业土壤改良与路基，8% 用于矿山充填或筑路，5% 被制成砌块等其他建材。

二、脱硫石膏综合利用技术路径

（一）水泥缓凝剂

将脱硫石膏送入桨叶烘干机，在 160℃的条件下，经过 30 秒的脱水处理，使其含水量降低至 3% 以内。同时，喷入 0.3% 的醇胺进行打散改性，这样可以提高 SO₃ 的溶出率 15%。经过这一处理过程后，脱硫石膏可以直接作为硅酸盐水泥缓凝剂使用，从而替代天然石膏，有效节约了自然资源。

（二）纸面石膏板 / 抹灰石膏

湿石膏被送入 165 - 175℃的 LD 流化床，在其中停留 15 分钟，一步完成脱水，得到 β - 半水石膏。这种技术的热效率高达 78%，相比老式回转窑节煤 28%。随后，熟石膏粉会进入纸面石膏板或干混抹灰石膏生产线，生产出的产品在市场上具有广泛的用途。

（三）农业土壤改良与路基

在农业领域，脱硫石膏也有着独特的应用价值。通过场外破碎机将脱硫石膏粉碎至粒径小于等于 2mm，然后利用拖拉机按照 15t·ha⁻¹ 的比例均匀撒入耕地，并随即进行旋耕，深度控制在 0 - 20cm。这一过程可以使土壤中的交换性 Na⁺ 下降 28%，导水率提高 1.8 倍，有效改善土壤结构。同样粒径的石膏还可以与碎石就地拌和，作为公路基层胶结料使用，为基础设施建设提供支持。

（四）矿山充填 / 筑路填料

在矿山和道路建设方面，脱硫石膏同样发挥着重要作用。在立式砂仓中，将脱硫石膏调成质量浓度为 72 - 75% 的膏体浆，通过管道泵送至井下采空区或露天路基。这种膏体浆在 3 - 5 小时内初凝，28 天后的强度可达 2 - 3MPa，形成矿山胶结充填体或道路基层，有效解决了矿山采空区的安全问题和道路基层的稳定性问题。

（五）其他建材（砌块、自流平）

将脱硫石膏先在 180℃的条件下轻烧，得到 β - 半水石膏。然后，再复合 5 - 8% 的矿渣和 0.5% 的碱激发剂，控制水膏比为 0.35。经过 28 天的养护，其抗压强度可达 15 - 20MPa。这种处理后的石膏可以注模制成石膏砌块，或者加水搅拌成为自流平砂浆，广泛应用于建筑领域。

（六）碳化固定 CO₂ 联产硫酸铵

这一技术路径具有显著的环保和经济效益。将脱硫石膏浆液送入密闭碳化塔，在 0.6MPa、60℃的条件下，与 CO₂、NH₃ 三相并流反应 5 分钟，CaSO₄ 的转化率可达 97%。生成的轻质 CaCO₃ 经过离心、洗涤、闪蒸干燥后，可作为造纸填料或 PVC 填料使用。而滤液经过三效蒸发 - 结晶后，可以得到 94.5% 的硫酸铵颗粒，直接作为无氯氮肥使用。这一过程不仅实现了负碳排放，还实现了化肥的联产，具有双重收益。

（七）制作硫酸钙晶须

以脱硫石膏为原料，通过 0.5%CuCl₂ 水热媒晶（135℃、液固比 4:1、2 小时）一步制得长径比 30 - 60 的硫酸钙晶须。这种晶须平均直径为 1 - 3µm，白度达到 92%，2 小时抗折强度为 7.5MPa，可直接用于 PA6/橡胶增强或造纸填料。该工艺无需高温煅烧，能耗仅为 160kgce·t⁻¹，吨石膏可减排 0.45tCO₂e，产品售价在 3500 - 4000 元·t⁻¹之间，为高值化利用提供了有力的技术支撑。

三、脱硫石膏环境风险

尽管脱硫石膏的综合利用具有诸多优势，但如果堆存不当，也会带来一系列环境风险。

（一）水环境风险

据阿拉善右旗调峰热源厂变更项目环境影响报告书（批复文号：阿右环审〔2023〕5 号）显示，在枯水期，脱硫石膏临时堆场下游 15m 处的监测井中，SO₄²⁻ 的浓度高达 1350mg/L，超出《农田灌溉水质标准限值》（GB 5084 - 2021）规定的 250mg/L 的 4.4 倍。同时，Ca²⁺ 的值为 460mg/L，较背景值（80mg/L）升高了 5.8 倍，TDS（总溶解性固体）达到 2800mg/L，较背景值 560mg/L 升高了 5 倍。模拟预测结果显示，10 年后下游 500m 范围内地下水 SO₄²⁻ 将超过 500mg/L，不符合 GB/T 14848 - 2017Ⅲ类水标准，土地存在盐碱化风险。

（二）土壤环境风险

清华大学在内蒙古进行的三年连续覆尘试验（论文发表于《Journal of Environmental Sciences》，DOI:10.1016/j.jes.2023.02.018）表明，年沉降 2.1kg/m² 的脱硫石膏会使 0 - 20cm 表层土的 pH 值从 8.1 升至 9.2，全盐量从 1.8g/kg 增至 4.7g/kg，容重增加 17%，饱和导水率下降 60%，SAR 值增至 6.4。在盐碱与板结的协同作用下，小麦发芽率从 92% 降至 63%，株高降低 28%，土壤生态系统功能明显退化。

（三）土地占用风险

阿拉善右旗调峰热源厂变更项目环境影响报告书（批复文号：阿右环审〔2023〕5 号）还指出，2×1000MW 机组每年排放 23.2 万吨脱硫石膏。按照堆高 10m、容重 1.3t/m³ 计算，单位产品占地 0.78m²/t，需要的堆场容积为 17.8 万 m³，每年占用土地 1.8 公顷（含配套设施建设）。这一数字比天然石膏露天矿山的 0.30m²/t 高出 2.6 倍。30 年服役期内，总占地面积将达到 54 公顷，对草原景观造成不可逆的切割。服务期满后的复垦费用约为 120 万元 / 公顷，总计 6480 万元，占项目环保投资的 14%，长期占用土地和高额的复垦成本共同构成了显著的土地资源压力。

四、脱硫石膏综合利用目标规划

（一）2025 年目标

到2025年，我国脱硫石膏的综合利用率预期要达到75%以上。这一目标的设定基于国家发展改革委《“十四五”循环经济发展规划》中提出的“大宗固废综合利用率大于60%”的约束性目标，以及工信部《建材行业碳达峰实施方案》中提出的到2025年建材行业副产石膏替代率≥30%的指导性目标。

（二）2030 年目标

到2030年，全国脱硫石膏年利用量计划突破2亿吨，综合利用率稳定在95%以上，堆存率控制在5%以内，实现“产用基本平衡”。具体目标包括：

1. 60%用于水泥缓凝剂、纸面石膏板等基础建材；

2. 20%用于α-高强石膏、硫酸钙晶须等高性能材料；

3. 20%用于土壤改良、矿山充填、路基材料等大宗消纳场景。

此外，高值化产品（如α-高强石膏、晶须、轻质CaCO₃）的占比将从2023年的不足5%提升至20%，产值贡献力争达到45%，实现“用量翻番、产值翻两番”。

（三）2035 年远景目标

《“十四五”工业绿色发展规划》和《建材行业碳达峰实施方案》均将“脱硫石膏零堆存”列入2035年远景指标：

1. 2035年起，新建火电、钢铁烧结项目配套脱硫石膏必须100%就地转化，不得设置永久堆场；

2. 推广“碳化-氨循环”“硫酸钙晶须固定CO₂”技术，到2035年形成年固定CO₂500万吨能力，吨石膏碳足迹降至-0.15t CO₂e，实现“负碳石膏”示范。

五、脱硫石膏综合利用的政策支持

（一）国家政策

1. 法律义务（强制性）

脱硫工程必须与主体工程“三同时”，副产物优先考虑综合利用；暂无利用条件时，贮存场须符合GB 18599-2020《一般工业固体废物贮存和填埋污染控制标准》。

噪声、废气、废水、固废全面达标，厂界噪声须满足GB 12348-2008。

依据：《石灰石/石灰-石膏湿法烟气脱硫工程通用技术规范》（HJ 2001-2018）第5.1.7条。

适用范围：新建、改建燃煤（含生物质）电厂、烧结机脱硫工程。

2. 综合利用导向

产生量集中地区应依法限制天然石膏开采；提高堆存处置成本；引导用于水泥缓凝剂并完善税收优惠。

依据：《工业和信息化部关于工业副产石膏综合利用的指导意见》（工信部节〔2011〕73号）。

适用范围：全国；产生量集中省份（如山东、内蒙古、江苏等）。

3. 税收优惠

以脱硫石膏为原料生产水泥缓凝剂、α-高强石膏、纸面石膏板等，增值税即征即退70%。

依据：《资源综合利用产品和劳务增值税优惠目录》（财税〔2015〕78号，财政部、国家税务总局，2015；2022年再确认继续执行）。

适用范围：取得省级以上资源综合利用认定、产品原料70%以上来自脱硫石膏。

4. 技术改造补贴

中央及地方财政将“工业副产石膏综合利用技术改造项目”纳入重点支持范围；对符合条件的项目按固定资产投资给予最高10%、不超过1000万元补助。

依据：《工业副产石膏综合利用的指导意见》第三条；财政部《工业转型升级资金管理办法》（财建〔2016〕797号）。

适用范围：列入省级年度工业绿色改造计划的项目。

5. 绿色金融

综合利用项目享受人民银行碳减排支持工具（2021-今）60%低成本资金；绿色债券、绿色信贷优先支持。

依据：《绿色债券支持项目目录（2021年版）》（发改环资〔2021〕958号）。

适用范围：符合《目录》3.2.2“工业固废高值化利用”条件的项目。

（二）地方政策

1. 山东

天然石膏矿山资源税税率由6%提高至10%，倒逼使用副产石膏。

对新建α-高强石膏、晶须、轻质CaCO₃项目，按设备投资额10%、最高500万元一次性奖励。

依据：《山东省人民政府办公厅关于加快工业副产石膏综合利用的意见》（鲁政办字〔2022〕47号）。

适用范围：2022-06发布，有效期至2025年底。

2. 内蒙古

新建10万吨/年及以上脱硫石膏高值化生产线，给予200万元一次性奖励；列入自治区绿色制造名单的企业再奖50万元。

依据：《内蒙古自治区工业副产石膏综合利用管理办法》（内工信节综字〔2021〕267号）。

适用范围：奖励资金由自治区绿色制造专项资金列支。

3. 江苏

禁止新设天然石膏开采区块。

对利用副产石膏生产绿色建材的企业，按销售额1%给予奖励，每年最高300万元。

依据：《江苏省绿色建材生产和应用奖励实施细则》（苏工信节能〔2021〕413号）。

适用范围：与省级绿色制造示范同步考核。

4. 贵州

在“以用定产”政策框架下，对利用量>产量、且产品达到GB/T 37785-2020一级品的企业，按利用量20元/吨给予补贴，单户年度上限500万元。

依据：《贵州省工业副产石膏综合利用资金管理办法（试行）》（黔工信〔2021〕92号）。

适用范围：2021-09起实施，每年滚动安排省级财政资金1亿元。

5. 重庆

对长江干支流沿线1km范围内现存脱硫石膏堆场实施“清零”整治，2025年底前完成；按期完成并通过验收的，按实际清运量30元/吨给予补助。依据：《重庆市长江沿岸固废清零行动方案》（渝环〔2023〕44号）。

适用范围：市级财政与区县财政1:1配套。

六、欧美等主要工业国脱硫石膏产生与处置现状

欧美国家的脱硫石膏产生量总体呈稳中有降的趋势，综合利用率普遍高于95%，综合利用途径主要集中在建材与土壤改良领域。

（一）美国

据美国环境保护署（US EPA）2024年发布的《Coal Combustion Residuals Report》显示，2023年美国FGD石膏产量为4400万吨，综合利用量为4270万吨，利用率高达97%。其中，82%用于墙板厂，10%用于水泥缓凝剂，5%用于农业改良。

（二）欧盟

据欧盟石膏协会（EUROGYPSUM）2024年统计数据，2023年欧盟27国FGD石膏产量为4700万吨，利用量为4520万吨，利用率96%。其中，德国、波兰、意大利三国合计占比62%。

（三）日本

据日本经济产业省2024年发布的《副产物石膏利用实态调查》显示，2023年日本FGD石膏产量为560万吨，利用量为550万吨，利用率98%，几乎全部用于石膏板及水泥生产。

 

七、欧美等主要工业国立法、补贴与碳市场政策

（一）美国

美国环境保护署（EPA）的CCR Rule（40 CFR Part 257）2015版规定，新建填埋场仅当综合利用不可行时才允许填埋，并且每5年需提交一次利用可行性报告。

（二）欧盟

欧盟的Waste Framework Directive 2008/98/EC第11条设定了2025年建筑拆除及工业副产石膏回收率≥70%的约束目标。

（三）资金补贴

1. 德国

《循环经济法补贴细则》(KrWG-FördV 2022) 对利用FGD石膏替代天然石膏>80%的墙板生产线，给予30万欧元/条一次性投资补贴。

2. 荷兰

荷兰SDE++ 2024春季招标，将“脱硫石膏制备α-高强石膏”列入碳减排技术目录，补贴上限€83/t CO₂。

（四）碳市场支撑

1. 欧盟

   EU-ETS 2021-2030配额分配规则将天然石膏煅烧工序纳入碳泄漏高风险名单，需购买100%配额；而采用FGD石膏的同等工序获得0.88t CO₂免费配额/t产品，直接降低碳成本€65/t石膏（按€80/t CO₂计）。

八、国内外均无针对脱硫石膏综合利用的碳减排方法学

截至2025年10月，中国CCER机制尚未发布专门针对“脱硫石膏综合利用”的独立方法学。但在国家发改委、工信部发布的《2025-2030脱硫石膏品质提升与高值化利用技术汇编》中提出：“将脱硫石膏资源化项目纳入CCER审定范围”。此外，陕西省2024年度第二批工业领域碳达峰试点通知，把“固废利用碳汇项目（CCER）”列为官方试点类型，明确支持脱硫石膏等高值利用项目申报开发。

国外的CDM、VCS、GS等机构也未出台相关的方法学，因此脱硫石膏现阶段想依靠碳市场获取部分收益存在较大困难。

九、国内外脱硫石膏综合利用最新技术与案例

（一）国内案例

1. 甘肃君大宗-脱硫石膏高强生态墙材项目

官方来源：甘肃省工信厅《2024年甘肃省技术创新项目计划汇编》

项目名称：资源化利用工业石膏开发高强生态墙材制品关键技术研究与应用

实施期限：2024-2025年

总投资：600万元

关键技术：

常压添加矿化剂，诱导脱硫石膏生成高强耐水矿物

优化晶体成核条件，密度730kg/m³（空心）、923kg/m³（实心）

软化系数0.71，远高于普通石膏砌块0.34

减排效果：吨砌块替代粘土砖+水泥砂浆，综合减排约0.25t CO₂e

经济效益：预计新增销售收入500万元/年；产品售价较普通砌块高15%，因轻质高强节省施工人工>20%

2. 山东金信新型建材-α高强石膏生产线

官方来源：2024年8月发布的《我国脱硫石膏的综合利用现状与展望》

建设规模：2万t/a α-高强石膏

总投资：约5000万元（设备+土建）

关键技术：

加压水溶液法（0.35MPa、125℃）连续转晶，离心-闪蒸干燥一体化，能耗90kgce/t

减排效果：吨产品替代天然石膏减排0.32t CO₂e，年减排6400t CO₂e

经济效益：α-石膏售价1800-2000元/t，成本620元/t，吨净利≈400元；年净利润>800万元，投资回收期6.2年

（二）国外案例

1. 欧盟"FGD to Carbonate"中试（德国、荷兰）

官方来源：EU Horizon 2020结题报告（2024-03）

项目名称：FGD to Carbonate-Mineralization Pilot

建设规模：1.2万t FGD gypsum/年

总投资：1200万欧元（欧盟资助60%）

关键技术：

氨-碳化中试线，0.6MPa、55℃，CaSO₄转化率96%

产出轻质CaCO₃+硫酸铵，封闭循环氨水<2kg/t

减排效果：年固定CO₂2640t；产品CaCO₃白度96%，粒径0.8µm

经济效益：CaCO₃售价120欧元/t，硫酸铵150欧元/t；年销售收入约450万欧元，投资回收期3.5年（含补贴）

2. 印度LWP古吉拉特α-石膏+晶须联产工厂

官方来源：LWP公司2024年投资者简报+印度古邦工业部备案

建设规模：5000t/a晶须+2万t/aα-高强石膏

总投资：3000万美元（2024年3月投产）

关键技术：

水热晶须（135℃, 0.4% CuCl₂）+加压水溶液双路线

连续离心+闪蒸干燥，能耗110kgce/t

减排效果：吨产品负碳0.45t CO₂e（含替代+固定），年减排1.1万t CO₂e

经济效益：晶须出口价4200元/t，α-石膏2200元/t；年净利润约1200万美元，IRR>18%

（三）国外最新技术路线（2024-2025年）

1. 美国CarbonFree"SkyMine®"氨-碳化联产

技术来源：CarbonFree公司+美国DOE资助，2024年GHGT-17会议报告

工艺特点：

NaOH-NaHCO₃循环，0.7MPa、75℃，硫酸钙转化率98%

产出沉淀CaCO₃+Na₂SO₄，吨石膏固定0.25t CO₂

产品性能：CaCO₃纯度>98%，白度96%，粒径1-2µm

减排效果：负碳0.25t CO₂e/t石膏；副产品Na₂SO₄售价约80美元/t

经济性：DOE资助1.7亿美元，德州1万t/a示范装置IRR>15%

2. 德国Knauf Werne-100%FGD纸面石膏板**

技术来源：Knauf公司2024年度可持续发展报告+EU ETS公开数据

工艺特点：

连续式沸腾炉β-半水煅烧，热效率82%

全线3000万m²/年，100%FGD gypsum原料

性能指标：吨板能耗1.5kgce/m²，碳足迹0.65kg CO₂e/m²（比天然石膏路线低40%）

减排效果：年替代天然石膏约30万t，减排9.5万t CO₂e

经济效益：EU-ETS免费配额节省碳成本约600万欧元/年；产品溢价5%，年增利润约1500万欧元

十、脱硫石膏与磷石膏的对比

脱硫石膏与磷石膏虽同为国家大宗固废综合利用目录中的重点工业副产石膏，但利用路径与处置难度差异显著。脱硫石膏因纯度高、杂质少，已规模化用于水泥缓凝剂、纸面石膏板等建材领域，成为替代天然石膏的“零碳”原料。而磷石膏受可溶磷、氟及微量放射性元素制约，需经水洗、煅烧或中和预处理才能安全利用，目前仍以堆存为主，仅少量用于石膏砌块、硫酸联产水泥或土壤改良。高成本除杂与批次波动大是其规模化消纳的核心瓶颈。

十一、结论与展望

脱硫石膏的综合利用不仅有助于减少工业固体废弃物的堆存，降低对环境的影响，还能有效替代天然石膏，节约自然资源，实现经济效益与环境效益的双赢。随着技术的不断进步和政策的持续支持，脱硫石膏的综合利用前景广阔。未来，我们应进一步加强技术研发，提高脱硫石膏的高值化利用率，同时完善相关政策法规，推动脱硫石膏综合利用产业的可持续发展，为实现国家的双碳目标做出重要贡献。

（一）技术研发方向

1. 高值化产品开发

继续推进α-高强石膏、硫酸钙晶须等高值化产品的研发和生产，提高产品的附加值和市场竞争力。

探索新的应用领域，如3D打印材料、高性能复合材料等，拓展脱硫石膏的应用范围。

2. 低碳技术应用

推广碳化固定CO₂联产技术，实现脱硫石膏的负碳排放，进一步降低碳足迹。

优化现有工艺，降低能耗，提高资源利用效率。

3. 智能化生产

引入智能化设备和自动化控制系统，提高生产效率和产品质量的稳定性。

建立大数据平台，实现生产过程的实时监控和优化管理。

（二）政策支持与完善

1. 法规标准

完善脱硫石膏综合利用的法律法规，明确各环节的责任和义务，确保综合利用的规范化和标准化。

制定更严格的环境标准，推动企业采用更环保的处理技术和工艺。

2. 经济激励

加大对脱硫石膏综合利用项目的财政补贴和税收优惠力度，降低企业成本，提高企业参与的积极性。

推动绿色金融发展，为综合利用项目提供更多的资金支持，包括低息贷款、绿色债券等。

3. 市场机制

建立健全碳交易市场，将脱硫石膏综合利用纳入碳减排项目，通过碳交易机制为企业带来额外收益。

推动“以用定产”政策的落实，确保脱硫石膏的产生量与利用量相匹配，避免新的堆存问题。

（三）产业协同与合作

1. 产业链整合

加强上下游企业的合作，形成完整的产业链条，从脱硫石膏的产生、收集、运输到综合利用，实现资源的高效配置。

推动跨行业合作，如建材、化工、农业等行业的协同利用，拓展脱硫石膏的应用领域。

2. 区域协同

鼓励区域间的合作与交流，共享技术和经验，解决区域间脱硫石膏利用不平衡的问题。

建立区域性的综合利用示范基地，发挥示范引领作用，推动区域产业的协同发展。

3. 国际合作

加强与国际先进国家的合作，引进先进的技术和管理经验，提升我国脱硫石膏综合利用的整体水平。

参与国际标准的制定，提高我国在国际脱硫石膏综合利用领域的话语权和影响力。

十二、结语

脱硫石膏的综合利用是我国实现绿色发展和可持续发展的重要举措。通过技术创新、政策支持和产业协同，我们可以有效解决脱硫石膏的环境问题，实现资源的高效利用，为我国的生态文明建设和碳达峰、碳中和目标做出重要贡献。希望本文的分析和展望能够为相关企业和研究机构提供有益的参考，共同推动脱硫石膏综合利用产业的发展。

来源：中国砂浆网

 

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