石膏

石膏（Gypsum）石膏又称石膏，是以水合硫酸钙为主要成分的单斜矿物，广泛存在于人类生产生活中。石膏是一种常见的矿物，一般呈白色或灰色、红、棕色，主要分布在北美、欧洲、亚洲、非洲和澳大利亚等地。石膏按成分可分为生石膏（二水硫酸钙）硬石膏（无水硫酸钙）和半水石膏（半水硫酸钙）硬石膏和半水石膏可以通过加热和煅烧由生石膏制备。

在建筑材料领域，石膏可以直接作为建筑粘结材料，也可以装饰在内墙和天花板上，石膏制成的天花板和墙面装饰具有耐火性、隔音、保温等多种功能。在医学治疗中，石膏通常用于治疗骨折、骨折等疾病，用膏药固定患处能有效促进康复。在艺术领域，它已被许多文化用于雕塑材料，包括古埃及、美索不达米亚、古罗马、拜占庭帝国和中世纪英格兰等。

石膏的形成过程主要包括溶解沉淀和蒸发沉淀两种机制。

溶解沉淀机制

在沉积岩形成过程中，由于地下流体的流动和沉积环境的变化，产生了含石膏离子（硫酸根离子和钙离子）泥岩或盐岩中的石膏晶体逐渐溶解，然后，这些离子会随着水流移动到新的位置并下沉，这些离子会逐渐聚集形成新的石膏晶体，这也是溶解沉淀的机理。

蒸发沉淀机制

石膏的另一种形成机理是蒸发沉淀，主要适用于石膏容易形成和堆积的地方，如干燥的盐湖、滨海沼泽、化工厂污水处理系统等。当水中的盐浓度降低到一定程度后，随着水分的蒸发，水中的盐类物质逐渐沉淀，从而可以形成大量的石膏晶体。

石膏按成分可分为生石膏、硬石膏和半水石膏是三种类型。石膏的主要成分是二水硫酸钙， 是以石膏石为主要原料，粉碎而成、煅烧、它是一种常见的建筑用石膏材料，采用粉碎和选择性湿法制成。

硬石膏主要由硫酸钙和氧化钙组成，又称矿渣石膏，用于炼铁、炼钢、在炼铜等冶金过程中产生，也叫矿渣石膏。硬石膏因其强度高，一般用于高强度建筑石膏板、耐火材料等。

半水石膏的主要成分是半水硫酸钙，由石膏或硬石膏水化，煅烧干燥而成。半水石膏在适当条件下加水反应后可形成石膏。半水石膏虽然强度低，但可以用来制备其生石膏。因此，半水石膏可广泛用于制作复杂的建筑装饰、雕塑、模具等。

主要成分

石膏矿的主要化学成分是二水硫酸钙。这意味着每个石膏分子由一个钙离子组成、一个硫酸根离子和两个结晶水分子。这些成分的存在赋予了石膏矿特殊的晶体结构和化学特性。

石膏

结晶水

石膏矿是一种含结晶水的硫酸钙矿物。结晶水在石膏矿中以两个水分子的形式存在，与硫酸钙分子结合形成稳定的晶体结构。结晶水的存在赋予石膏矿独特的性质，如溶解性和可塑性。但在高温或高压条件下，石膏矿可能失去部分或全部结晶水，变成硬石膏。石膏中结晶水的形成、它在稳定性和化学反应中起着重要作用，对石膏矿的研究和利用具有重要意义。

杂质变种

石膏矿可能含有少量杂质，品种不同。常见的杂质包括钠、钾、铁、镁和其他元素，这些杂质可以与石膏矿共存或由地质作用引起。此外，石膏矿也有很多品种，比如磷石膏，其晶体结构和化学成分略有变化。此外，石膏还可以表现出不同的形态变化，如丝状、纤维状或蝴蝶状，取决于形成过程和地质环境。在研究石膏矿的性质和应用时，要了解它的杂质、品种和形态变化对全面了解石膏矿的特性非常重要。

密度

石膏的密度约为2.3-2.7 g/cm³。不同石膏制品的密度不同，如玻璃纤维增强石膏板的密度约为1.6 g/cm³。

熔点

石膏的熔点约为1450 ℃当石膏在空气中加热时，它会失去水分，首先转化为半水石膏，如果进一步加热，则转化为硬石膏。

莫氏硬度

石膏的莫氏硬度在2左右，属于比较软的矿石。莫氏硬度是用来描述矿物或材料抗刮擦和磨损能力的指标。莫氏硬度从1到10，其中1代表最软，10代表最硬。由于石膏硬度低，容易被摩擦或外力刮伤或磨损。这种相对较低的硬度也是石膏被广泛应用于建筑和装饰领域的原因之一，因为石膏可以相对容易地切割、雕刻并加工成各种形状和结构。

吸湿性

因为石膏吸水性强，容易受到环境中潮湿空气的影响，还会吸收液态水和水蒸气，导致软化、变脆和破裂。石膏吸水后会明显降低强度。此外，石膏制品长期浸泡在水中后，二水硫酸钙晶体会被破坏，进一步降低其性能。石膏在适当的温度下加水后稍加搅拌即可形成可塑性很好的浆料，因此广泛应用于建筑装饰等领域，如墙体、天花板、雕塑以及陶瓷等。

透明性

石膏在晶体状态下是一种无色透明的物质，但由于地球 结皮和不同硬度晶体的生长，石膏会形成各种纹理和条纹，影响石膏的透明度。

隔热性

硬石膏具有良好的保温性和耐火性，能有效保护建筑结构，在发生火灾时能起到一定的保护身体的作用。

石膏的晶体结构属于单斜晶系，晶胞中含有硫酸钙和结晶水。石膏晶体呈现层状结构，每一层都由硫酸钙离子和水分子组成。在每一层中，硫酸钙离子相互平行（010）表面排列，形成硫酸钙的分子层。这些分子层通过氢键与结晶水分子相连。石膏分子层间存在相互作用力，主要是由于氢键和钙离子硫酸根离子的离子作用力。这种相互作用使得石膏具有一定的稳定性和结晶形态。

反应性

石膏是中等水溶性的（2 ℃时约为0.2-5.25 g/L）与大多数其他盐相比，它表现出逆向溶解性，并且在较高温度下其溶解性降低。石膏是一种比较稳定的物质，在常温下可以保存很长时间，不会发生大的变化或分解。粉状石膏可以在干燥条件下储存很长时间。石膏在高温下（大约107 ~ 1703356℃）结晶水会流失，变成半水硫酸钙（半水石膏）硬石膏可以通过进一步加热和煅烧半水石膏来制备。溶解性

半水石膏与适量的水混合可以得到可塑性石膏浆，在这个过程中，半水石膏会与水发生化学反应，生成生石膏（二水硫酸钙）这个反应叫做石膏的水化反应(hydration)向半水石膏中加入水，首先部分石膏溶解在水中，然后发生上述反应生成石膏。由于石膏的溶解度小于半水石膏，在过饱和溶液中石膏会沉淀析出，促使上述反应继续向右进行，直至完全转化为二水石膏。

石膏是一种常见的矿物，广泛分布于世界各地的岩层中，是重要的工业原料。在世界范围内，石膏主要分布在北美、欧洲、亚洲、非洲和澳大利亚等地。中国是世界上石膏资源最丰富的国家之一，主要分布在中国甘肃、内蒙古、山西等地区。

石膏可以在地下或地表开采。地下石膏矿床一般位于地下几十米至几百米深处。开采地下石膏往往需要地下挖掘和爆破、钻探和其他获取矿石的技术。地下矿床开采应注意安全因素和环境保护。地表石膏矿床位于地表或地下浅层，开采相对简单。石膏矿通常由挖掘机和其他设备挖掘，然后粉碎、筛选和清洗等。开采后的石膏通常被干燥以降低其含水量，并将其转化为石膏粉或石膏板。

鉴定石膏的好坏涉及到很多方面。首先考虑它的纯度高纯石膏含量超过90%且无明显杂质。其次，实力优质石膏要有足够的机械强度，能承受压力和重量的负荷，不易损坏。吸水率也是评价品质的因素之一好的石膏应该具有适中的吸水性和释放水分的能力。最后，适应性是鉴定石膏质量的重要考虑因素不同的应用领域对石膏有不同的要求例如，建筑材料需要良好的加工性能和附着力，而食品添加剂需要符合卫生和安全标准。鉴定石膏质量可以通过实验室检测、物理性能测试和外观特征观察等，并参考相关标准和认证机构的评价。

通过使用不同的原料和制备条件，可以获得不同类型的石膏。石膏的制备方法主要有以下几种：

石膏熟料法

将天然石膏粉或石膏矿粉碎过筛，然后高温处理（大约1400 ℃）煅烧，除去结晶水，制成石膏熟料。石膏熟料与适量的水或蒸汽混合形成半液态石膏浆，按要求加工、成型等处理。

醇法制备

将一定量的天然石膏粉加入到甲醇或乙醇中，同时加入一定量的过磷酸钙和其他添加剂，然后进行高速搅拌和脱水处理，最终得到石膏粉。

干燥石膏法

将天然石膏或石膏熟料加入到一定量的水中，形成石膏浆，然后过滤干燥，最终得到石膏粉。

建筑材料领域

石膏是一种重要的建筑材料石膏与纤维材料复合可制备石膏板，可广泛用于室内隔断、吊顶、建筑物的墙面装饰和防火隔离等。石膏经焙烧研磨制得的石膏粉可用于修补室内墙壁和制备涂料。石膏制成的石膏地板是无缝的、光滑的地面材料。因为石膏地板容易清洁、抗磨损、防潮等特点，可广泛应用于工厂、计算机房和其他需要清洁卫生场所。

医疗领域

石膏也广泛应用于医疗领域，因为它可以成型、由于石膏的渗透性和柔韧性，可以用来固定和支撑病人受伤的部位。在口腔医学领域，需要对牙齿进行诊断和治疗，必须对牙齿进行印模。冲压时需要制作精细的石膏模型，石膏压花机可以帮助制作精确的石膏模型。此外，石膏还可以用来制作假肢、膏药移印等医疗产品。同时，石膏在中医中的应用也很广泛。石膏因其性寒，常用于清热解毒、在消肿止痛的治疗上，适用于发热、流感、肺炎等疾病。此外，石膏中的铁、Cu、锌依赖于白细胞内源性物质(LGM)刺激抗感染免疫，可能与ti有关、Ca等元素有关。抗病毒方面，3356石膏中的δδ34S与ATP共存、通过APG和酶的作用，与S同位素产生分馏，增加δ34S的血药浓度，表现出抗病毒作用。石膏化合物中的金属离子与有机成分结合成为有效的抗病毒成分，通过进入细胞与核酸相互作用，保护机体免受病毒侵害。

艺术领域

石膏在艺术领域应用广泛。在建筑、在雕塑等领域，石膏制品可以作为原型制作轻质材料，如泡沫塑料。再通过模制、石膏浮雕是通过绘画和细节处理制成的，具有光滑的纹理、造型优美等特点。石膏大理石质地细腻，可以做成白色的支撑材料经过特殊处理，可以用来画各种图案，比如壁画、摆设等。

农业领域

石膏也广泛用于农业。首先，石膏可以改善土壤结构，尤其是粘土，改善排水和根系延伸。其次，石膏可以调节土壤的酸碱度，中和酸性土壤，提高pH值。此外，石膏还是土壤中钙和硫的来源，促进植物生长，提高果实品质。

食品领域

石膏在食品领域有许多应用。它被广泛用作豆腐、奶酪和酸奶等乳制品的凝固剂可以赋予食物所需的质地和味道。此外，石膏还被用作食品添加剂，调节食物的酸碱度、稳定质地，延长保质期，起乳化剂和稳定剂的作用。在糖果制造中，石膏有助于提供糖果的结构和味道。

磷石膏（PG）它是湿法磷酸生产中产生的副产品。主要由二水硫酸钙组成，含有少量磷、氟、重金属残酸等杂质。

废弃物处理

磷石膏的处理方法包括回收和再利用、焚烧、填埋或稳定化等。回收再利用磷石膏可用于土壤改良、建筑材料或水泥制造等。焚烧可以有效处理磷石膏中的有机物和污染物。填埋和稳定化可以封闭废物，防止土壤和水的进一步污染。

污染物释放

磷石膏可能含有一些有害化学物质，如重金属和放射性元素。在处理和处置过程中，应采取措施防止这些化学品的释放和扩散。例如，在废物填埋场或储存设施中，可以采取防渗措施，如防渗层和收集系统，以防止废物中的污染物泄漏到土壤和地下水中。

资源浪费

磷石膏是一种有用的副产品，通过回收再利用可以最大限度地减少资源浪费。例如，磷石膏可用于改良土壤，增加其肥力和保水能力。此外，磷石膏还可以作为建筑材料生产中的添加剂，改善材料的性能，减少对环境的影响。