钛石膏是在钛白粉生产过程中产生的副产物,主要由硫酸法钛白粉生产工艺中产生。这种工业废渣的化学组成与天然石膏类似,但含有较多杂质(如Fe₂O₃含量可达10-15%),外观呈红棕色或灰黄色泥浆状。需要重点关注其物理特性,特别是含水率通常高达30-40%,在自然干燥后会形成块状固体,堆积密度约为1.2-1.5g/cm³,其pH值呈弱酸性(5.5-6.5范围)。
从矿物学角度看,钛石膏主要成分为二水硫酸钙(CaSO₄·2H₂O含量60-80%),同时含有未完全反应的钛铁矿(FeTiO₃)及硫酸亚铁等成分。与天然石膏相比,其结晶形态更为细密,晶体粒径多在5-15μm范围,这种微观结构直接影响其后续加工性能。值得注意的是其中可溶性盐含量(如MgSO₄、Na₂SO₄)可能高达2-3%,这在建材应用中需要特别处理。
钛石膏的处理方式直接关系到环境效益,每生产1吨钛白粉约产生4-6吨钛石膏。目前主要处置方式是筑坝堆存,但会占用大量土地(每万吨占地约1.5亩)并存在渗滤液污染风险。值得开发的资源化途径包括用作水泥缓凝剂(替代20-30%天然石膏)、土壤改良剂(调节盐碱地pH值)或路基材料(需经800-1000℃煅烧处理),这些应用都能显著提升这种工业副产物的经济价值。
在技术参数方面,优质钛石膏的附着水含量应控制在12%以下,SO₃含量不低于35%,白度指标(ISO标准)通常为40-55度。国内年产量已超1000万吨,主要集中在我国钛白粉主产区(四川、山东、河南等地)。随着环保要求提高(GB 30760-2014《钛石膏》行业标准),如何实现其无害化、规模化利用正成为研究热点,特别是开发免煅烧改性技术(如添加有机酸活化)可大幅降低处理能耗。