石膏矿基本知识概述

　　石膏矿是一种以钙的硫酸盐矿物为主要组分的非金属矿产，主要矿物为石膏和硬石膏，共生矿物常有石盐、钾石盐、光卤石等。石膏矿以地下开采为主。石膏矿除主要用作建筑材料和水泥原料外，还可用来制造硫酸。 广泛用于橡胶、塑料、肥料、农药、油漆、纺织、食品、医药、日用化工、工艺美术、文教等部门。

　　一、石膏的物化性质

　　1.物理性质

　　密度：石膏的密度约为2.3-2.7 g/cm³。不同的石膏产品密度有所变化，例如，玻璃纤维增强石膏板密度在约为1.6 g/cm³。

　　熔点：生石膏的熔点约为1450 ℃，当生石膏在空气中加热时，它会失去水分并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：石膏的莫氏硬度大约为2，属于相对较软的矿石。莫氏硬度是用来描述矿物或材料抵抗刮痕和磨损的能力的指标。莫氏硬度刻度从1到10，其中1代表最软，10代表最硬。由于石膏的硬度较低，它在摩擦或外力作用下很容易被划伤或磨损。这种相对较低的硬度也是石膏被广泛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被切割、雕刻和加工成各种形状和结构。

　　吸湿性：因为生石膏具有较强的吸水性，所以其容易受到环境中的潮湿空气影响，还会吸收液态水和水蒸气，导致变软、变脆和破裂。石膏在吸收水分后，会使其强度显著降低。此外，石膏制品长时间被水浸泡后，二水硫酸钙晶体会遭到破坏，使其性能进一步降低。生石膏在温度适宜的情况下，可加水后稍微搅拌，形成具有良好可塑性的泥浆，因此被广泛应用于建筑和装饰领域，如墙面、天花板、雕塑以及陶瓷等。

　　透明性：石膏在晶体状态下是无色的透明物质，但是由于在地壳中存在着微量的杂质和硬度不同的晶体生长，石膏会形成各种纹理和条纹，这就影响了石膏的透明性。

　　隔热性：硬石膏具有较好的隔热性和防火性能，能够有效地保护建筑结构，在火灾发生时发挥一定的护体作用。

　　2.化学性质

　　反应性：石膏是中等水溶性的(在2 °C时约为0.2-5.25 g/L)，与大多数其他盐相比，它表现出逆行溶解度，在较高温度下溶解度降低。石膏是一种相对稳定的物质，在常温下可以保存很长时间而不会发生重大的变化或分解。在干燥的条件下，粉末状的石膏可以长时间保存。石膏在高温下(大约107~170 ℃)可以失去结晶水，变成半水硫酸钙(半水石膏)。半水石膏进一步加热煅烧可以制备出硬石膏。

　　溶解性：将半水石膏与适量的水搅和可以得到具有可塑性的石膏浆体，在此过程中半水石膏将与水发生化学反应生成生石膏(二水硫酸钙)，该反应叫作石膏的水化反应，简称水化(Hydration)。

　　二、石膏的性状

　　石膏在水中的溶解度适中，大约在25℃时每升水能溶解2.0至2.5克。其晶体结构呈层状，通常呈现透明或洁白无瑕的颜色，质地相对松软且易碎。经过烧制后，石膏会转变为粉末状物质。石膏的主要成分是硫酸钙(CaSO4·2H2O)，它存在两种形态：软石膏，也被称为二水石膏;以及硬石膏，即无水石膏。

　　三、石膏的来源

　　石膏别称生石膏，是一种以硫酸钙的水合物为主要成分组成的单斜晶系矿物，广泛存在于人类的生产和生活中。石膏的形成过程主要包括溶解沉淀和蒸发沉淀两种机制。在沉积岩形成过程中，由于在地下流体中的流动和沉积环境的变化，含有石膏产生离子(硫酸根离子和钙离子)的泥岩或盐岩中的石膏晶体逐渐溶解，随后，这些离子会随着水流迁移到新的位置并下沉，这些离子逐渐聚集，形成新的石膏晶体。

　　四、石膏的作用

　　石膏，这一在水中溶解度适中的矿物质，不仅具有独特的物理特性，更承载着深厚的历史底蕴和药用价值。从古至今，石膏在多个领域发挥着其独特的作用，为人类的生活和健康贡献着力量。

　　1.中医领域的应用

　　生石膏因其寒凉的性质，在中医上常被用于治疗外感热病、高热导致的烦渴以及肺热引发的咳喘等症状，其中，白虎汤便是其代表方剂。而经过煅烧的石膏，则更多地被应用于止血以及湿疹等病症的治疗。

　　生石膏在工业与建筑领域有着广泛的应用。其独特的物理和化学性质，使得它在这些领域中发挥着不可或缺的作用。然而，需要注意的是，由于其寒凉性质，脾胃虚寒者在接触或使用时仍应保持谨慎。在使用过程中，建议与甘草等调和药性的药物进行合理配伍，以确保安全有效地发挥其作用。

　　2.建材领域的应用

　　在建材领域，生石膏发挥着至关重要的作用。其中，石膏板以其轻质且防火隔音的特性，被广泛应用于吊顶和隔墙的建造中，甚至包括耐水石膏板，特别适用于卫生间等潮湿环境。此外，石膏线条也是不可或缺的装饰材料，它能够美化墙面与天花板，增强空间的立体感，是打造法式风格装修的关键元素。

　　3.工业原料的应用

　　生石膏在工业领域同样具有广泛的应用。它可以被制成模具，用于铸造各种形状的金属制品。同时，石膏还是陶瓷制造过程中的重要原料，能够提高陶瓷的硬度和耐火性。此外，生石膏还可以作为食品添加剂使用，例如在豆腐制作中作为凝固剂，赋予豆腐独特的口感。另外，防火涂料和纸袋包装材料中也含有石膏成分，以提高产品的防火性能和耐用性。

　　五、石膏的分布情况

　　中国在石膏矿的储量上位居世界首位。“六朝古都”南京的地下就蕴藏着丰富的“石膏湖”，已探明储量高达11亿吨。中国石膏储量位居世界第一，尤其是南京的“石膏湖”储量丰富，全国石膏资源以硬石膏为主，分布广泛。我国石膏矿产资源储量位居世界前列，已探明的各类石膏保有储量约达704.3亿吨，覆盖了23个省、市、自治区。石膏的资源储量在全球范围内广泛分布。除中国外，美国、德国等地也拥有丰富的石膏资源，支持全球石膏工业的持续发展。中国、美国、德国、法国、意大利等国也拥有丰富的石膏资源，这些资源为石膏的广泛应用提供了坚实的物质基础。

　　六、我国主要的石膏矿区

　　我国天然石膏储量全球领先，达704.3亿吨，位居全球榜首。这些资源广泛分布于23个省、市、自治区，其中硬石膏占比超过六成。然而，优质的特级及一级石膏仅占8%，纤维石膏则更为稀少，仅占1.8%。当前，我国拥有石膏矿山生产企业660余家，其中大型矿山27家，中型矿山126家，它们共同构成了行业的主力军，产量占据总产量的40%。而乡镇小型矿山虽然数量众多，但其产量却占据了高达60%的份额。全国23个省都有石膏矿产出，其中以山东省石膏矿最多，主要石膏矿区有山东枣庄底阁镇，内蒙古鄂托克旗、湖北应城、吉林浑江、江苏南京、山东大汶口、广西钦州、山西太原、宁夏中卫石膏矿等。优质石膏资源主要分布于湖北应城和荆门、湖南衡山、广东三水、山东枣庄、山西平陆等地区。

　　七、石膏的分类

　　按照成分的不同，石膏可以分为生石膏、硬石膏和半水石膏三种类型。

　　生石膏的主要成分是二水硫酸钙， 是以石膏石为主要原料，经过破碎、煅烧、粉碎和选择性湿法法制得的，是一种较为常见的建筑用石膏材料。

　　硬石膏的主要成分为硫酸钙和氧化钙也被称为炉渣石膏，是在炼铁、炼钢、炼铜等冶金工艺中产生的，因此也被称为炉渣石膏。由于硬石膏的强度较高，一般用于高强度的建筑石膏板、耐火材料等。

　　半水石膏的主要成分是半水硫酸钙，是由生石膏或硬石膏水化后通过煅烧干燥制备的。半水石膏在适当条件下加水反应后，能形成生石膏。虽然半水石膏的强度较低，但是其可以制备其生石膏。因此半水石膏可广泛用于制作造型复杂的建筑装饰、雕塑、模具等。

　　石膏矿作为重要的非金属矿产资源，广泛应用于建筑、建材、医疗、农业和工业模具等领域，其资源分布广泛但优质矿床相对集中。随着绿色建筑和环保材料需求的增长，石膏板、水泥缓凝剂等产品市场持续扩大，推动石膏矿开采与深加工技术升级。未来，高效利用、低能耗开采及高附加值产品开发将成为行业发展重点，同时需注重资源可持续利用与生态环境保护。