半干法脱硫技术具有投资少、占地小等特点,得到广泛应用,但其脱硫副产物—脱硫灰中含有大量亚硫酸钙,难以有效利用,只能堆弃或填埋,造成资源浪费和环境污染。开展改善脱硫灰性能的研究,获得大量高附加值利用脱硫灰资源的新技术,具有重要的社会意义和经济意义。在研究了脱硫灰物理化学特性的基础上,提出了煅烧氧化改性脱硫灰制备石膏基自流平材料的改性利用方法。利用正交试验研究了改性剂加入方式、改性剂添加量以及煅烧温度对石膏基胶凝材料强度的影响,结果表明同时煅烧脱硫灰和改性剂混合料的改性工艺,可以制备出力学性能较好的改性脱硫灰石膏基胶凝材料,28 d抗压强度可以达到16.98 MPa。煅烧改性脱硫灰时,Ca(OH)2和硫酸盐能够有效激发粉煤灰活性,增大石膏基胶凝材料的强度。通过正交试验优化了石膏基自流平材料的原料配比,进一步研究了保水剂、减水剂、消泡剂等外加剂添加量对石膏基自流平材料强度的影响,结果表明当原料配比为改性脱硫灰石膏基胶凝材料:水泥:硫铝酸盐水泥:细砂:半水石膏=46:15:15:4,同时外掺0.1%保水剂、6%复合减水剂以及0.05%消泡剂等外加剂时,可以制备出符合《JCT/1023-2007石膏基自流平材料》标准要求的石膏基自流平材料,且长期使用体积稳定性良好。提出了常压盐溶液中氧化改性脱硫灰,制备α-半水石膏的改性利用方法。研究发现常压盐溶液(Ca Cl2和Mg Cl2混合溶液)中,α-半水石膏的生成过程可划分为亚硫酸钙氧化阶段和二水石膏向α-半水石膏转化两个阶段。考察了Mn Cl2催化剂、柠檬酸转晶剂的添加量和盐溶液p H对制备过程的影响,结果显示当催化剂添加量为1.00×10-3 mol/L,盐溶液p H=5,转晶剂添加量为0.02%时,氧化改性反应时间缩短为7.5 h,制备出短棒状,粒度较均匀,长径比约为1.5~3的α-半水石膏。制备的α-半水石膏2 h抗折、抗压强度分别为3.52 MPa和15.86 MPa,是普通建筑半水石膏的2.9和4.3倍。