在我們的日常生活中，石膏可謂是一位低調(diào)卻又無(wú)處不在的 “多面手”。從教室中的粉筆，到醫(yī)院里的骨折固定材料，再到建筑領(lǐng)域的各種制品，石膏以其獨(dú)特的性質(zhì)和多樣的用途，悄然融入了我們生活的方方面面。今天，就讓我們一同走進(jìn)石膏的世界，揭開(kāi)它神秘的面紗。

一，化學(xué)組成

石膏的主要化學(xué)成分是硫酸鈣（CaSO4）的水合物。常見(jiàn)的石膏礦為二水石膏，其化學(xué)式為CaSO4 ?2H2O，理論組成中，CaO約占 32.5% ，SO3約占 46.6%，H2O約占 20.9% 。此外，石膏中還可能含有少量的無(wú)機(jī)物、有機(jī)物、硫化物等雜質(zhì)。其中無(wú)機(jī)元素除了較高含量的鈣，還可能有鋁、鐵、鈉、鎂、硅等。

二，物理性質(zhì)

1，顏色：純凈的石膏通常為白色，但由于雜質(zhì)的存在，其顏色可以呈現(xiàn)出灰色、紅色、褐色等多種色彩。例如，含有機(jī)質(zhì)雜質(zhì)時(shí)可能呈灰色，含氧化鐵等雜質(zhì)時(shí)可能呈現(xiàn)紅色或褐色 。

2，硬度：石膏的莫氏硬度較低，約為 2，質(zhì)地相對(duì)較軟，用指甲即可在其表面留下劃痕。

3，密度：石膏的密度一般在 2.3g/cm3 左右，相對(duì)較輕，這使得在一些應(yīng)用場(chǎng)景中，使用石膏制品可減輕結(jié)構(gòu)的負(fù)荷 。

4，形態(tài)：石膏晶體形態(tài)多樣，常見(jiàn)的有板狀、柱狀、纖維狀等。在自然界中，石膏通常以塊狀或纖維狀集合體的形式存在 。例如纖維石膏，具有良好的柔韌性和拉伸強(qiáng)度，常被用于一些特殊的工業(yè)或藝術(shù)用途中 。

三，化學(xué)性質(zhì)

1，溶解性：在常溫下，石膏在水中的溶解度較低，且其溶解度隨溫度升高而增加。但總體而言，石膏在水中溶解的速度較為緩慢。例如，在 28°C 時(shí)，石膏在水中的溶解度約為 2.1 - 2.6g/L 。在一些鹽溶液和鹽水中，石膏的溶解度還會(huì)受到溶液中其他離子濃度的影響，如在氯化鈉溶液中，石膏的溶解度會(huì)在一定程度上發(fā)生變化 。

2，熱穩(wěn)定性：石膏的熱穩(wěn)定性較差。當(dāng)加熱到約 150°C 時(shí)，二水石膏開(kāi)始失去結(jié)晶水，逐步轉(zhuǎn)化為半水石膏。隨著溫度繼續(xù)升高至約 200°C，半水石膏會(huì)進(jìn)一步失去結(jié)晶水，轉(zhuǎn)變?yōu)橛彩唷．?dāng)溫度達(dá)到更高時(shí)，硬石膏會(huì)發(fā)生分解反應(yīng)，釋放出二氧化硫（SO2）和氧氣（O2） 。這一系列的熱分解過(guò)程在石膏的加工和應(yīng)用中具有重要意義，例如在建筑石膏的生產(chǎn)過(guò)程中，就是利用控制加熱溫度來(lái)制備不同類型的石膏產(chǎn)品 。

3，化學(xué)反應(yīng)活性：在一定條件下，石膏可以與其他化學(xué)物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)。例如，石膏與某些酸反應(yīng)時(shí)，硫酸鈣中的硫酸根離子可能會(huì)與酸中的氫離子結(jié)合，生成相應(yīng)的硫酸鹽和硫酸 。在一些工業(yè)廢氣處理過(guò)程中，可以利用石膏與二氧化硫等酸性氣體發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，從而達(dá)到脫硫的目的 。在農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，石膏也可以與土壤中的一些堿性物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，起到改良土壤酸堿度的作用 。

四，天然石膏：美麗與脆弱并存

我們?nèi)粘Ｋ?jiàn)的石膏多為白色粉末狀，加水后能變成可塑形的膏狀物。但在大自然中，石膏有著更為驚艷的模樣。地層中的石膏通常以白色或無(wú)色透明的晶體形態(tài)存在，有時(shí)因含有雜質(zhì)，還會(huì)呈現(xiàn)出淺紅、淺灰、淺黃等豐富色彩。其晶體形態(tài)多樣，有塊狀、板狀、柱狀或纖維狀，甚至能形成壯觀的晶簇。在墨西哥北部的 “水晶洞” 中，石膏晶體柱長(zhǎng)達(dá) 10 多米，堪稱大自然的鬼斧神工之作。

盡管石膏晶體看起來(lái)堅(jiān)硬冰冷，但實(shí)際上它非常柔軟。石膏的摩氏硬度僅為 2，是最軟的礦物之一，用手指甲就能輕易刻出痕跡，而且它還容易碎裂。這是因?yàn)槠渚w結(jié)構(gòu)較為松散，也正因如此，開(kāi)采出來(lái)的石膏通常會(huì)被磨成粉末，以便后續(xù)加工利用。

五，石膏的生產(chǎn)工藝：從礦石到實(shí)用材料

將天然石膏轉(zhuǎn)化為我們?nèi)粘Ｊ褂玫牟牧?，需要?jīng)過(guò)一系列復(fù)雜的生產(chǎn)流程。以 β 型熟石膏為例，其生產(chǎn)工藝流程一般包括礦石儲(chǔ)存、破碎、均化、煅燒脫水、陳化、粉磨與混合，最后進(jìn)行包裝。在這個(gè)過(guò)程中，生石膏從采場(chǎng)運(yùn)來(lái)后，先進(jìn)行儲(chǔ)存和精選，以確保給料的連續(xù)性和質(zhì)量穩(wěn)定性。接著，通過(guò)顎式破碎機(jī)進(jìn)行一段破碎，將其粒度減小至 8cm 以下，再經(jīng)錘式破碎機(jī)進(jìn)行二段破碎，使其粒度達(dá)到 2cm 以下。隨后，通過(guò)斗式提升機(jī)將破碎后的石膏送入煅燒窯中煅燒。通過(guò)精準(zhǔn)控制窯內(nèi)溫度，可以分別生產(chǎn)出 β 型半水石膏、無(wú)水石膏及過(guò)燒石膏。

而 α 型濕法煅燒工藝及流程則有所不同，它一般是從石膏原料倉(cāng)開(kāi)始，經(jīng)過(guò)篩分機(jī)篩選，然后進(jìn)入高壓釜進(jìn)行蒸壓及烘干，接著進(jìn)行破粉碎、均化儲(chǔ)存，最后將 α 和 β 石膏混合并包裝搬運(yùn)。用水熱法生產(chǎn) α 型半水石膏時(shí)，流程為石膏原礦先進(jìn)行破碎，再磨粉，隨后加入反應(yīng)釜，并在其中加水與藥劑進(jìn)行反應(yīng)，之后經(jīng)過(guò)清洗、脫水干燥，最終完成包裝。