石膏(石膏)、硬石膏(硬石膏)
石膏和硬石膏主要是盐湖化学沉积的产物，常与石盐、钾盐和光卤石共生。两种石膏经常一起产生，并且可以相互转化(表3-18-1和表3-18-2)。通常称为石膏矿或硬石膏矿，是指矿石中的主要矿物成分，有时也统称为石膏。
表3-18-1石膏和硬石膏的矿物特征
表3-18-2石膏的理化性质
二。矿石类型和工业要求
(1)矿石类型和特征
根据矿石的矿物和含量，石膏和硬石膏矿石(caso 4·2h2o+caso 4 > 55%)的主要类型列于表3-18-3。
表3-18-3石膏和硬石膏矿石的主要类型
根据石膏的形状，可分为透明石膏、纤维石膏、雪花石膏、普通石膏、土石膏五种；根据硬石膏的形态，可分为块状硬石膏、泥质硬石膏、碳酸盐硬石膏、白云石硬石膏和石膏硬石膏。
各种石膏的矿石特征见表3-18-4。
表3-18-4各种石膏矿石特征
(2)工业要求
不同用途石膏和硬石膏的质量要求见表3-18-5，石膏和硬石膏矿床的一般工业指标见表3-18-6。
表3-18-5不同用途石膏和硬石膏的质量要求
注:不同用途对石膏和硬石膏矿石中杂质的要求不同。石膏板限制K+、Na+和Cl-的含量；硫酸生产对MgO含量有限制；医药和食品对As、S、Se、Cr3+、F-、Cl-和MgCl2有限制；但是，放射性元素的含量在建筑、医药和食品中是有限的。石膏和硬石膏中杂质的种类和含量可以在具体的工业指标中确定。
表3-18-6石膏和硬石膏矿床一般工业指标
注:①对于低质量的矿石，应充分考虑采矿贫化的影响，并相应提高矿石品位要求。②纤维石膏、层状石膏和硬石膏的线性矿物含量= =rx+krc。其中rx是纤维石膏线的矿物含量；Rc为层状石膏，硬石膏线含矿量高。k为换算系数，即层状石膏、硬石膏和纤维石膏的生产成本或售价之比，建议采用0.2。(3)对于以硬石膏为主的矿床，应根据不同用途进行工业利用试验，确定其工业指标。
三。矿产资源分布
世界石膏资源相当丰富。虽然美国矿务局(1985)估计全球石膏总储量只有23亿吨，但储量基数相当大(表3-18-7)。资源最丰富的是北美和欧洲，其次是亚洲和大洋洲。世界上许多国家都有工业石膏矿床，包括寒武纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪和第三纪。
表3-18-7世界石膏储量(单位:mt)
资料来源:J . W . Pressler，石膏，矿物事实和问题，1985。
石膏矿床在美国分布广泛，在22个州有69个矿。加拿大是世界上第二大石膏生产国。
我国石膏矿产丰富，分布广，种类多，储量居世界前列。我国已发现和探明的石膏矿床有500多处，除少数省市外，石膏矿床分布在全国各地。主要矿床形成于五个成矿期:早寒武世、中奥陶世、中三叠世早期、白垩纪和古近纪。早-中三叠世及其以前形成的沉积物为海相沉积，而侏罗纪-第四纪形成的沉积物主要为湖相沉积。海相沉积矿床分布广泛，石膏层厚，年龄越新，分布面积越广，成矿带的连续性越好。其分布见表3-18-8。湖相沉积矿床产于内陆深大断裂带两侧的小型湖盆中，造石膏盆地呈东北方向分布，自东向西有三条带，部分含石膏盆地位于山前断陷或受褶皱带控制的断陷盆地中，呈零星分布，见表3-18-9。
表3-18-8中国主要海相沉积型石膏和硬石膏矿床分布
表3-18-9中国主要湖泊沉积型石膏和硬石膏矿床分布
中国石膏矿床开发利用较早。湖北应城石膏矿发现于明代嘉庆年间，距今已有400多年的历史，至今仍是我国纤维石膏的主要产地。目前，全国共有石膏生产矿井160座，分布在15个省区。重点企业有:山西太原西山、灵石、湖北应城、湖南邵东、甘肃天柱、宁夏中卫、四川大为。中国石膏矿床集中在华北和西北，东北和华东较少。我国石膏资源丰富，但开发利用率低，已开采矿床的采储比过高。
河南石膏矿床产于寒武系和第三系，已在桐柏安鹏、淅川新寨子、三门峡陈家山、鲁山辛集等7个地方进行了调查和勘探。全省D级以上石膏矿41375.52万吨，表外矿33166.2万吨，其中辛集石膏矿已探明C+D石膏31625.52万吨，石膏8406465.43万吨，混合石膏6479.50万吨目前，我省石膏矿多为小规模开发，整体开发程度较低。1998开采的石膏矿不足2万吨，历年累计开采量不足探明储量的0.3%。水泥行业使用的石膏矿大多购自省外。
四、石膏的主要用途
石膏和硬石膏主要用于石膏建筑制品和水泥缓凝剂，其次是土壤调理剂、化肥、农药、造纸、涂料、橡胶、塑料、纺织、食品、工艺美术、文化、教育和医药等。测定其他硫资源时，也可用来制硫酸和硫酸铵。主要用途和应用结构见表3-18-10:
表3-18-10石膏的主要用途
五、产品质量标准
评价石膏产品质量的基本标准是化学成分中CaSO2 2H2O所占的百分比。根据JC16-82，石膏制品的应用结构、规格和质量要求见表3-18-11和表3-18-12。
表3-18-11中国石膏应用结构
表3-18-12石膏产品标准
六、石膏矿物加工方法及深加工技术
(一)石膏选矿方法和工艺
我国大多数石膏矿只进行手工精选，有些矿不经分选直接开采。特别是用作水泥缓凝剂的石膏，质量要求不是很严格，所以没有严格的矿物加工。石膏的选矿主要用于薄矿体，因为薄矿体产出的矿石种类复杂，有纤维石膏和泥石膏，有普通石膏和少量硬石膏，各种产品只有经过选矿才能满足用户的要求。
1.手工挑选的
(1)初选地下矿山初选在采掘工作面进行。人工挑出石质包裹体送去做回填用，然后分别挑选纤维石膏和泥石膏放在一边。露天开采是将矿石选储在合理的位置，并将矸石运至指定地点堆放。
(2)选取原生矿石，用尖嘴钢锤或羊角镐除去附在矿石上的石子，然后根据矿石质量分级存放。
2.光电选矿方法
光电选矿是一种主要利用光电效应原理，根据光的不同(颜色、反射率、荧光、透明度、透射比等)来分离石膏和脉石的选矿方法。).石膏多为白色，脉石多为深色，它们对自然光的反射性能不同，可以用光电选矿来富集石膏。
我国石膏矿的光电选矿方法尚未在工业上应用，在湖北应城石膏矿进行了工业试验，结果令人满意。
试验设备为苏州非金属矿山设计院研制的FJS-l型光电浓缩机。
湖北应城石膏矿光电测矿原理流程
河南省非金属矿产开发利用指南
测试结果如下:
当原矿处理能力为2.2t/h，粒度为20 ~ 50 mm，石膏含量为20% ~ 40%时，采用干选。经过一次粗选一次精选，精矿石膏含量可达95%，即达到一级石膏标准，石膏回收率可达80%以上。
试验结果表明，光电选矿可以替代人工选矿，解决小块石膏的回收利用问题。每小时处理能力2t/h，比人工选择平均指标(0.22 t/(h人))提高10倍。回收1t石膏后利润10 ~ 15元。因此，用光电选矿机回收小块石膏在技术上和经济上都是合理的。
(2)石膏产品及生产技术
1.石膏产品的类型
石膏建筑产品具有许多优良的特性，已成为全世界广泛使用的建筑材料。人们用石膏制作各种产品，如石膏板、石膏灰泥；普通石膏烧制成熟石膏，然后用作陶瓷型材、精密研磨加工材料和医药。
目前国内生产的石膏产品有纸石膏板、装饰石膏板、纤维石膏板、石膏砌块、石膏板条、石膏复合板、石膏龙骨、石膏人造大理石等。
新开发的品种有石膏渣板、防火石膏板、防水石膏板、纤维增强石膏压力板、石膏复合轻质装饰板、加气石膏、石膏夹芯砌块、增强石膏门(窗)框板、石膏刨花板、粉刷石膏等。
目前，我国石膏产品主要分为石膏板产品和石膏粉产品。详见表3-18-13。
除了表3-18-13所列的石膏制品外，还有石膏复合制品，如锯末石膏板、膨胀珍珠岩石膏板、石膏复合墙板、石膏龙骨等。
2.普通石膏板生产技术
石膏板是由半水石膏和纸制成的薄板，是发展较早、较快的建筑石膏产品。
普通石膏板的生产工艺是生产各种石膏板产品的基本工艺。比如耐水石膏板，只是改变了石膏板保护纸的种类；耐火石膏板是在原料配方中添加了耐火性的原料，但生产工艺没有太大变化。普通石膏板经过加工，可以制成不同性能要求的板材。比如吸声用的穿孔石膏板，就是在石膏板原板上打孔，贴回涂层材料和吸声材料。北京新材料总厂龙牌石膏板生产工艺流程见图3-18-1。
表3-18-13石膏产品分类
图3-18-1龙牌石膏板生产流程
普通石膏板的主要原料是天然二水石膏，需要70% ~ 85%的CaSO4 2H2O。石膏经破碎、粉化成粉，再煅烧成半水石膏粉。作为石膏板的芯材，需要添加少量的粘结剂、发泡剂、玻璃纤维、促凝剂等。其面纸采用特种石膏板面纸。
3.纤维石膏板
纤维石膏板是以石膏为基材，添加适量的有机或无机纤维为增强材料，经打浆、铺层、脱水、成型、干燥而成的一种无饰面纸纤维石膏板。
纤维石膏板具有质轻、高强、防火、隔音、高韧性的特性，可锯、可钉、可刨、可粘，施工简单。
用于工业与民用建筑的内隔墙、天花板和预制石膏板复合墙板。
其生产工艺流程如图3-18-2所示:
图3-18-2纤维石膏板生产流程
4.石膏块
石膏砌块是以熟石膏为主要原料，通过拌浆、浇注、自然干燥或烘干制成的轻质隔墙砌块材料(图3-18-3)。
图3-18-3机械化连铸石膏砌块生产流程
其性能、用途和适用范围见表3-18-14。
表3-18-14石膏砌块的特性和用途
5.石膏粉产品
石膏粉产品按用途分为建筑石膏、抹灰石膏、嵌缝石膏和粘结石膏。从工业生产的角度来看，石膏粉可分为三大类:β半水石膏、α半水石膏和多相石膏。
二水石膏在常压下以热蒸汽的形式除去1.5mol结晶水，得到β半水石膏。
在高压下，从液体形式的二水石膏中除去1.5mol的结晶水，得到α-半水石膏。
多相石膏包括β半水石膏、少量二水石膏和部分无水石膏。
在石膏粉中，建筑石膏粉所占比重最大，可分为两类:一类是用于生产建筑石膏制品的石膏粉；另一种用作建筑石膏。三级以上石膏原料煅烧得到的β-半水石膏可用于制作产品。粉刷石膏一般是多相石膏。由于煅烧时间和细度的原因，单一的β半水石膏或A石膏都不适合做粉刷石膏。灰泥和石膏有很多种，有的用来粘结，有的用来粉刷。有单层和双层粉刷，一次性使用和混合成砂浆重复使用。
石膏粉的品种、性能和用途见表3-18-15。
表3-18-15石膏粉的品种、性能和用途