武漢理工大學(xué) 岳文海

近五年來，在我國各類刊物上看到有關(guān)石膏的文章約400多篇，涉及到建材、化工、土建、醫(yī)藥、食品、鑄造、農(nóng)業(yè)、環(huán)保等各個(gè)領(lǐng)域，反映我國石膏應(yīng)用研究已呈現(xiàn)出蓬勃發(fā)展的勢頭，由于國家政策的指導(dǎo)和力度的加大，石膏行業(yè)的發(fā)展已迎來快速增長的春天。我國號稱石膏大國，儲量約570億噸，但據(jù)資料統(tǒng)計(jì)，我國的優(yōu)質(zhì)石膏貧乏，僅占儲量的8％左右，我國石膏產(chǎn)品的質(zhì)量和生產(chǎn)設(shè)備與發(fā)達(dá)國家相比還有不小的差距。當(dāng)今，如何把我國石膏工業(yè)做大做強(qiáng)，在國際上占有一席之地，這是擺在石膏行業(yè)的一大任務(wù)。在此，僅從石膏在應(yīng)用與研究方面談一些看法。
   一、要重視石膏基礎(chǔ)性研究工作
    石膏基礎(chǔ)性研究工作是石膏工業(yè)長效發(fā)展的基礎(chǔ)，是提高石膏產(chǎn)品科技含量的根本。這里所講的石膏基礎(chǔ)性研究并不是純理論性的，而是與生產(chǎn)和應(yīng)用密切相關(guān)的揭開本質(zhì)的研究工作，它能給生產(chǎn)和應(yīng)用中出現(xiàn)的現(xiàn)象和問題做出有科學(xué)根據(jù)的解說，從而指導(dǎo)生產(chǎn)和應(yīng)用。
    具體地說，石膏基礎(chǔ)性研究工作就是對石膏（天然或人工合成的或工業(yè)副產(chǎn)的二水石膏和硬石膏）的組成、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)以及在脫水、活化、改性、水化和凝結(jié)硬化過程中發(fā)生的物理化學(xué)作用的分析研究。諸如石膏脫水相的種類，結(jié)構(gòu)和性質(zhì)的研究，石膏脫水相的形成和轉(zhuǎn)化的研究，摻雜改性的研究，雜質(zhì)的類型、性質(zhì)和分布的研究，外加劑或激發(fā)劑在石膏中作用機(jī)理的研究，石膏水化與凝結(jié)硬化的研究，等等，都對石膏生產(chǎn)和應(yīng)用水平的提高和創(chuàng)新有重要意義。
    1、例如上世紀(jì)80年代，許多制粉廠出現(xiàn)新炒制的熟石膏質(zhì)量不穩(wěn)定的問題，需水量、凝結(jié)時(shí)間、強(qiáng)度波動較大是何原因？當(dāng)時(shí)對這個(gè)問題曾開展了系統(tǒng)的基礎(chǔ)性研究工作，從純相制備、水化性質(zhì)的測定到相分析方法的研究等，這才弄清楚以下三個(gè)問題：
  （1）新炒制的熟石膏是個(gè)多相體系，既含有半水石膏，又有殘留的和再生的二水石膏，還會有Ш型硬石膏，有時(shí)還可能出現(xiàn)П型硬石膏。這些相的組成比例，不僅取決于原料和煅燒條件，還與環(huán)境溫濕度的密切關(guān)系。
  （2）查明了多相體系中各相的水化性質(zhì)。通過制備純相，測定了它們的水化動力學(xué)特征以及各相的物理性能。從而得知各相的水化與硬化的性能差別較大：半水石膏水化速度最決，30分鐘內(nèi)基本完成水化，早期強(qiáng)度高；Ш型硬石膏水化活性最高，但整個(gè)水化過程要經(jīng)過半水石膏階段而延長了水化時(shí)問，造成硬化慢，早強(qiáng)低；П型硬石膏的活性最低，水化速度慢，影響硬化體的形成；殘留二水石膏的存在，起著晶種的作用，可以加速半水石膏和Ш型硬石膏的溶解和析晶的過程，可以使早強(qiáng)提高。但晶粒太多，也會使硬化體內(nèi)的結(jié)晶網(wǎng)絡(luò)接觸點(diǎn)太多，使強(qiáng)度反而降低。

（3）各相在空氣中的穩(wěn)定程度各不相同。以半水石膏和П型硬石膏比較穩(wěn)定。Ш型硬石膏因結(jié)構(gòu)疏松，比表面積特在，在空氣中極不穩(wěn)定，能很快吸水轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨?。殘留二水石膏在常溫下穩(wěn)定，但在干燥空氣中，溫度超過45℃ 時(shí)，即可脫水轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨唷?br />     從而揭示了熟石膏質(zhì)量不穩(wěn)的主要因素是Ш型硬石膏和殘留二水石膏。而解決熟石膏質(zhì)量不穩(wěn)定的途徑就是通過陳化（或均化）處理，其目的是促使Ш型硬石膏和二水石膏轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨?，使比表面積下降，初始水化速度減漫，凝結(jié)時(shí)間趨于正常，強(qiáng)度得到提高。
    這一研究成果對改進(jìn)制粉工藝提出了方向和理論依據(jù)。在當(dāng)時(shí)，許多制粉廠都增加了陳化工序，把陳化處理作為提高產(chǎn)品質(zhì)量的重要措施?？墒枪P者最近到一些制粉廠發(fā)現(xiàn)，不少技術(shù)人員對陳化這一措施知之甚少，對煅燒和陳化引起的相變也不太清楚，更談不上相分析了，這種狀況確實(shí)值得重視。
    2、對例如當(dāng)前對磷石膏應(yīng)用的研究，已引起廣泛關(guān)注，發(fā)表的文章不下百篇，但基礎(chǔ)性研究的不多，1991年中國建材院所做的《工業(yè)副產(chǎn)石膏形態(tài)及其微量組分對水泥凝結(jié)、水化和硬化的影響》 的研究報(bào)告，我認(rèn)為它可算作是我國對磷石膏基礎(chǔ)性研究的開始，他們首次對磷石膏的形態(tài)和微量組分作了較全面的分析和研究，指出磷石膏的結(jié)晶形態(tài)為菱形或柱形的六方板狀晶體，雜質(zhì)組份除硅、鋁、鐵、鎂、鉀外，還含有微量的磷、氟附在二水石膏晶體的表面，其中有可溶和不溶兩部分，可溶性磷、氟是對水泥性能產(chǎn)生影響的有害成分，這對以后利用和研究磷石膏起到了借鑒作用。近幾年也出現(xiàn)不少研究和利用磷石膏的好文章，特別是重慶大學(xué)一批青年人所做的基礎(chǔ)性研究工作相當(dāng)系統(tǒng)和深入，通過宏觀和微觀相結(jié)合的測試分析方法得到如下有價(jià)值的結(jié)論：

（1）可溶磷、氟、共晶磷和有機(jī)物是磷石膏中的主要有害雜質(zhì)。可溶磷、氟與有機(jī)物分布于二水石膏晶體表面，其含量隨磷石膏顆粒度的增加而增加；共晶磷存在于二水石膏的晶格中，其含量隨磷石膏顆粒度的減少而增加。
    （2）磷石膏中的有機(jī)物為乙二醇甲醚乙酸酯、異硫氰甲烷、3—甲氧基正戊烷、2—乙基—1 、3—二氧戊烷。它們可使需水量增大，削弱二水石膏晶體間的結(jié)合，降低硬化體的強(qiáng)度。可溶磷和共晶磷則可降低膠結(jié)料水化時(shí)液相過飽和度，延緩凝結(jié)硬化，使水化產(chǎn)物晶體粗化，結(jié)構(gòu)疏松，強(qiáng)度降低?？扇芰住⒂袡C(jī)物的存在，還可顯著降低二水石膏的脫水溫度。
    （3）水洗可除去除共晶磷以外的所有雜質(zhì)；浮選可除去磷石膏中的有機(jī)物；石灰中和使有害的可溶磷、氟轉(zhuǎn)化為惰性的難溶鹽；球磨可有效改善磷石膏的顆粒形貌與級配；分篩可除去有害雜質(zhì)含量特別高的部分，提高磷石膏品質(zhì)；800℃ 下煅燒可消除共晶磷和有機(jī)物的影響。
   （4）磷石膏的PH值可作為判斷磷石膏品質(zhì)的一個(gè)重要指標(biāo)。pH 值越小，H3Po4含量越高，對磷石膏的有害影響越大。
    以上結(jié)論對磷石膏的予處理和加工應(yīng)用具有指導(dǎo)作用，有很大的實(shí)際意義。
    如果像上述的例子那樣，從現(xiàn)實(shí)中做研究，又從研究中求發(fā)展，我想我國的石膏工業(yè)必能迅速發(fā)展，產(chǎn)品質(zhì)量必能得到穩(wěn)定提高，自主知識產(chǎn)權(quán)必將不斷出現(xiàn)。
   3、建議今后能開展以下基礎(chǔ)性研究課題：

（1）石膏變體的研究。目標(biāo)公認(rèn)的石膏變體有七個(gè)，即二水石膏、α型與β型半水石膏、α型與β型硬石膏Ш、硬石膏П、硬石膏I 。這里面有二個(gè)變體有深化研究的價(jià)值：一個(gè)是在干濕交替的環(huán)境中形成的一種具有α型與β型之中間性質(zhì)的半水石膏，常稱為低壓α型半水石膏（αBP-caso4· l / 2H2O ) ，究竟存在與否，結(jié)構(gòu)與性能如何？這對石膏粉的生產(chǎn)具有重要意義；再一個(gè)是П型硬石膏，這類硬石已廣泛應(yīng)用于石膏的產(chǎn)品中，但是對П型硬石膏研究得十分淺薄，只知它在不同溫度下可形成三個(gè)水化反應(yīng)級一硬石膏П-S 、硬石膏П-U、硬石膏П-E ，但是我們在制備П型硬石膏時(shí)，?？砂l(fā)現(xiàn)400℃左右的低溫下可得到水化活性和強(qiáng)度較高的變體，有人把它稱作低溫型硬石膏П ' ，其結(jié)構(gòu)與特性值得探索。
  （2）變體的形成條件與性能關(guān)系的研究。我們都知道，用不同產(chǎn)地的石膏，用不同方法生產(chǎn)的α-半水石膏和П型硬石膏，其強(qiáng)度等性能各不相同，是何原因？并不十分清楚。另外，對在急冷或在真空條件廠脫水形成的相的性質(zhì)也有待更全面的分析研究。
  （3）石膏纖維的基本性質(zhì)和應(yīng)用性能的研究。這方面的研究文章很少，因此無法與其它纖維性能作出全面評價(jià)，究竟能否用于橡膠、造紙、能否制作摩擦材料、密封材料．適用的場合等尚不十分清楚。據(jù)資料介紹，東北大學(xué)和沈陽昂立新材料公司用水熱法制備的晶須用作尼龍的增強(qiáng)材料，并建立了一條年產(chǎn)600噸的生產(chǎn)線，希望他們能對材性和應(yīng)用性能多作報(bào)導(dǎo)。我認(rèn)為，只有做好基礎(chǔ)性研究，有了全面的認(rèn)識后，石膏纖維方談得上推廣應(yīng)用，市場發(fā)展。
  （4）納米級石膏粉的基本性質(zhì)和應(yīng)用性能的研究。這是一項(xiàng)開創(chuàng)性的新課題，意義非同一般，值得開展研究。
  （5）磷石膏中共晶磷的熱穩(wěn)定性和置換轉(zhuǎn)化的研究。其中包括影響熱穩(wěn)定性和置換轉(zhuǎn)化的因素研究，以及轉(zhuǎn)化后的產(chǎn)物對制品性能的影響的研究等。這項(xiàng)工作可為消除共晶磷的危害提供科學(xué)依據(jù)。
    以上課題僅供參考。今建議不僅有科研經(jīng)費(fèi)支助的高等院校、科研機(jī)構(gòu)來研究，凡是有財(cái)力的工礦企業(yè)、公司集團(tuán)也應(yīng)投人一定經(jīng)費(fèi)來研究。應(yīng)從實(shí)際中立課題，從研究中求發(fā)展?？梢哉f，企業(yè)辦研究所已成為現(xiàn)代企業(yè)的標(biāo)志。據(jù)了解，發(fā)達(dá)國家的企業(yè)中約40％左右的人員是從事研究工作的，只有這樣他們才能跟上更新?lián)Q代的需要。我希望我國石膏行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)，從長計(jì)議．有計(jì)劃有目的地開展基礎(chǔ)性研究工作，為把我國的石膏工業(yè)推向世界做出貢獻(xiàn)。
二、要用好石膏礦產(chǎn)資源
    我國的石膏礦產(chǎn)資源是十分豐富的，分布也相當(dāng)廣泛。但CaSO4•2H2O含量在90％以上的優(yōu)質(zhì)石膏卻比較少，僅占儲量的8％左右，分布也不太均衡。其余多半是硬石膏和品位較低的石膏。例如山東省的石膏資源，據(jù)近期資料介紹，儲量約300億噸，占全國一半，但是身處山東的某企業(yè)在生產(chǎn)高強(qiáng)石膏粉時(shí)，卻需從內(nèi)蒙古購進(jìn)礦石?？上攵?，優(yōu)質(zhì)石膏資源分布相當(dāng)不均，十分寶貴，一定要很好保護(hù)，不能讓小礦山、小粉廠、小板廠無序競爭，浪費(fèi)資源，應(yīng)做到物盡其用，優(yōu)質(zhì)優(yōu)用。

1、優(yōu)質(zhì)石膏是生產(chǎn)醫(yī)用、食用、造紙用、油漆用、裝飾用、化妝品用、藝術(shù)品用、陶瓷鑄造模具用及其它化工產(chǎn)品用的石膏，原料純度越高，附加值越高，礦源越寶貴。
 2、建筑石膏用的原料不一定要用優(yōu)質(zhì)石膏；實(shí)踐證明，三級石膏〔CaSO4•2H2O≥75 % ）也可生產(chǎn)出優(yōu)等品的建筑石膏粉。這是因?yàn)榻ㄖ嗟男阅艹c品位有關(guān)，還與原礦中雜質(zhì)的種類和相對含量有關(guān)。像碳酸鹽類、硬石膏和石英等雜質(zhì)，只要適量，對建筑石膏粉的性能不僅沒有影響，而且還有助于性能的改善。但有些雜質(zhì)，如粘土質(zhì)類、K＋、Na＋ 、Cl －等易溶性鹽類為有害雜質(zhì)，它不僅可降低強(qiáng)度，而且在潮濕環(huán)境中還易析出“鹽霜”造成危害。如紙面石膏板，對原料有害雜質(zhì)就有嚴(yán)格要求：Na2O≤0.02%、K2O≤0.02%、Cl －≤10×10-6mg/L,，否則會形成鹽膜，影響紙芯結(jié)合。

3、硬石膏是我國最為豐富的礦產(chǎn)資源，儲量約占石膏總儲量的60% ，品位在90％以上的硬石膏也相當(dāng)多，但硬石膏的利用太差，僅占儲量10%左右。對這一寶貴資源如何開發(fā)利用好，應(yīng)引起廣大科技工作者的重視。
    硬石膏與二水石膏的主要區(qū)別是：硬度大（莫氏硬度3～3.5 ) ，密度大（2.9 ～3.1g / cm3) ，不含結(jié)晶水，溶解速度慢，水化活性差。因此一直未得到重視，現(xiàn)已開發(fā)利用的場合有：
 （1）作水泥的調(diào)凝劑。這項(xiàng)研究從1958年對太原硬石膏研究起到1983年中國水泥廠等數(shù)十家大型廠礦參加的小試、中試止，充分證明，硬石膏作水泥調(diào)凝劑不僅可以調(diào)凝，而且可以增強(qiáng)，改善水泥漿體的流動性和硬化體和密實(shí)度。但由于硬石膏硬，所以易磨性較差，產(chǎn)量約降低3 % ，又由于硬石膏溶解速度慢，所以當(dāng)水泥熟料中C3A含量＞8％時(shí)，最好摻入30％的二水石膏以提高水化初期的石膏溶解量，最適宜的硬石膏摻量應(yīng)根據(jù)各廠具休情況通過試驗(yàn)確定。
    硬石膏作水泥礦化劑使用，已得到各廠的公認(rèn)。
    水泥廠用的硬石膏對SO3的含量要求不高，只要在35％以上即可。
 （2）作硫鋁酸鹽水泥用。硫鋁酸鹽水泥是一種特種水泥，具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、抗凍、抗摻、耐蝕和低堿度等優(yōu)良特性、它是用礬土、石灰石和石膏煅燒磨細(xì)而成，石膏的摻量隨水泥品種不同可在20 %～40％。現(xiàn)在國內(nèi)硫鋁酸鹽水泥生產(chǎn)不到200萬噸／年，而需求將達(dá)300萬噸／年，此也是硬石膏應(yīng)用的一大出路。

（3）作混凝土膨脹劑用?；炷僚蛎泟┦腔炷凉こ谭乐故湛s開裂必不可少的外加劑，硬石膏則是生產(chǎn)膨脹劑必不可少的原料，約占膨脹劑組份的40～60％。目前全國膨脹劑的年產(chǎn)銷量達(dá)40萬噸，預(yù)計(jì)2010年將達(dá)到百萬噸左右的市場容量，這給硬石膏的應(yīng)用開辟了廣闊前景。

用于膨脹劑的硬石膏，要求SO3含量在48% 以上即可。

（4）作硬石膏膠結(jié)料用。硬石膏膠結(jié)料也稱硬石膏水泥，是以硬石膏為主摻入一定量的激發(fā)劑和輔助材料經(jīng)粉磨混合而成。現(xiàn)能檢索到的硬石膏膠結(jié)料的標(biāo)準(zhǔn)有我國、俄國和德國的標(biāo)準(zhǔn)，以德國的DIN-4208工業(yè)標(biāo)準(zhǔn)最全面，至1997年已修訂了四次。硬石膏膠結(jié)料可在室內(nèi)取代普通水泥用于砌筑、抹灰、罩面、自流平等工程，如果以堿性激發(fā)劑為主，尚可使硬石膏膠結(jié)料具有氣硬性和水硬性雙重的性能，可滿足一般建筑物外圍結(jié)構(gòu)的要求。我們已在安徽恒泰新型建筑材料公司研制出性能優(yōu)良的粉刷石膏和自流平石膏，建成了年產(chǎn)5萬噸的自動化生產(chǎn)線，2005年經(jīng)鑒定認(rèn)為：該成果在國內(nèi)尚屬首次，技術(shù)上具有開創(chuàng)性、實(shí)用性，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。

用于生產(chǎn)硬石膏膠結(jié)料的硬石膏，其CaSO4含量≥85 % ，雜質(zhì)的含量≤12 % ，化學(xué)結(jié)晶水含量≤3％為適宜。
    此外，硬石膏膠結(jié)料也可作硬石膏板、砌塊和磚，但因硬石膏密度大，所以制品的表觀密度較二水石膏制品要大得多，需要在技術(shù)上加以改造。

（5）作超細(xì)粉用。硬石膏的超細(xì)粉經(jīng)提純后，可代替輕鈣、煅燒高嶺土、立德粉等作橡膠、塑料、涂料和塑鋼等的填料使用，其附加值將明顯提高，這一應(yīng)用途徑很有發(fā)展前途。
 （6）作制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥用。這也是一值得重視的發(fā)展途徑，它既解決了我國硫資源短缺，又能大大提高硬石膏的經(jīng)濟(jì)和應(yīng)用價(jià)值。在硬石膏產(chǎn)區(qū)，只要硬石膏CaSO4含量＞85 % , MgO< 2.5 % ，有財(cái)力的硬石膏礦或硫酸需要量大的集團(tuán)就可考慮開發(fā)這項(xiàng)產(chǎn)業(yè)。
 （7）作改良土壤、飼料添加劑和食用菌等農(nóng)作物的培養(yǎng)基使用。
    可見，硬石膏的應(yīng)用領(lǐng)域相當(dāng)廣泛，但由于硬石膏的特有性質(zhì)，利用率比較低，研究力量也比較薄弱，特別是能大宗利用硬石膏的建筑材料行業(yè)應(yīng)用較少，因此希望有志之士，能擴(kuò)大、深化硬石膏應(yīng)用研究工作，將硬石膏的應(yīng)用水平提到更高的層次做出貢獻(xiàn)。
  4、工業(yè)副產(chǎn)石膏，也稱化學(xué)石膏，是石膏行業(yè)的一大新資源。其品種按形成來源分為磷石膏、煙氣脫硫石膏、氟石膏等十余種。綜合利用工業(yè)副產(chǎn)石膏，既有利于保護(hù)環(huán)境，又可節(jié)約能源和資源，符合我國可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略。
    工業(yè)副產(chǎn)石膏與天然石膏的主要差別是：（1）含有主產(chǎn)品生產(chǎn)過程中帶來的雜質(zhì)，有些雜質(zhì)對工業(yè)副產(chǎn)石膏的利用十分有害（2）呈粉狀，比表面小、級配不佳；（3）具有較高的含水量。因此，加工工藝不同于天然石膏，利用有一定的難度。

目前用的最好的是煙氣脫硫石膏，由于有害雜質(zhì)較少，純度較高，現(xiàn)在已代替天然石膏得到一定利用。
    磷石膏產(chǎn)量最多，年產(chǎn)量約為2000萬噸，占工業(yè)副產(chǎn)石膏的70％以上，由于有害雜質(zhì)多，現(xiàn)在還未得到充分利用。因此，利用磷石膏的關(guān)鍵是消除有害雜質(zhì)對制品的危害?，F(xiàn)已有不同方法進(jìn)行預(yù)處理，但仍需要根據(jù)不同產(chǎn)地的條件，充分做好無害化處理的檢測和試驗(yàn)工作，特別要做好在不同環(huán)境中適應(yīng)性試驗(yàn)及長期性能的測試工作，絕對不能馬虎，只要認(rèn)真對待就可以從根本上解決制品出現(xiàn)粉化、開裂、鹽霜和性能不穩(wěn)定的問題。據(jù)報(bào)導(dǎo)，現(xiàn)己用磷石膏研制出紙面石膏板、空心砌塊、空心條板、磷石膏磚、粉刷石膏、自流平石膏、石膏纖維、高強(qiáng)石膏等，還用磷石膏作水泥緩凝劑、路基固化劑、土壤改良劑、制硫酸聯(lián)產(chǎn)水泥、制作肥料、制作陶瓷等等。這些開發(fā)利用是非常值得欣喜的事，但希望繼續(xù)深化研究，追蹤觀察，累積經(jīng)驗(yàn)，擴(kuò)大應(yīng)用。
三、要加大工藝與設(shè)備的研制力度

我國的石膏工業(yè)與發(fā)達(dá)國家相比，差距較大的是生產(chǎn)工藝與設(shè)備。雖然引進(jìn)一些設(shè)備及生產(chǎn)線，但是自主創(chuàng)新的不多。2003年曾在山東萊蕪看到了北京力博特爾公司研制的“石膏空心砌塊智能控制成型機(jī)”，他們在高速攪拌、機(jī)械化旋轉(zhuǎn)抽孔及自動智能控制技術(shù)方面獲得了自主知識產(chǎn)權(quán)，深為高興。我希望有更多的公司、廠家在石膏生產(chǎn)設(shè)備和工藝設(shè)置上有更多的發(fā)明創(chuàng)造，只有這樣，我們的石膏工業(yè)才能做大做強(qiáng)。

下面想從材性角度談?wù)剬κ喾奂庸すに嚺c設(shè)備的一些看法：
1、煅燒
    一般來說，石膏制粉工藝的布置有三種情況：第一種是先磨后燒；第二種是先燒后磨；第三種是磨燒一體化。若從石膏脫水的快慢來看，前兩種因用炒鍋或回轉(zhuǎn)窯脫水，屬慢燒工藝；后一種用的是彼特斯磨或汽流式煅燒器脫水，屬快燒工藝?，F(xiàn)在就從材性上作些分析：
 （1）慢燒工藝是我國石膏制粉廠廣泛采用的工藝。其特點(diǎn)是使二水石膏在較低溫度（140～160℃）和較長時(shí)間（1～2h）下緩慢脫水。這一工藝符合半水石膏在低溫下形成的過程，因?yàn)?beta;一半水石膏可在45～200℃ 的干燥空氣中逐步脫水形成，一般溫度越低，所需時(shí)間越長。實(shí)驗(yàn)表明（見表1 ) ，在低溫下用較長時(shí)間脫水能夠制得較純的半水石膏，但時(shí)間過長又會轉(zhuǎn)化為Ш型硬石膏。此外，還受顆粒細(xì)度、料層厚度、升溫速率、原料組成等因素的影響，因此要找到一個(gè)合適的煅燒溫度和時(shí)間必須通過試驗(yàn)才能得到。由于這一工藝簡單，容易控制，而且還能比較直觀地掌握二水石膏轉(zhuǎn)化為半水石膏的脫水過程，所以深得人們的喜愛，至今要想得到質(zhì)量高的半水石膏產(chǎn)品，該工藝和設(shè)備仍受到重視。但該工藝缺點(diǎn)是熱效率和生產(chǎn)效率均較低，熱耗較大，有待改進(jìn)。
      若從物相的均化度來看，“先燒后磨”工藝為合理。其實(shí)“先燒后磨”就是“二磨一燒”工藝因?yàn)闊霸霞唇?jīng)過顎破、錘破至3～5㎜，這就是“一磨”了，燒后再磨就是“二磨”了，這既起到粉磨作用，又起到均化作用，產(chǎn)品質(zhì)量明顯提高。“先磨后燒”工藝就起不到均化作用，經(jīng)SEM 觀察得知，燒前粉磨的原料粒度粗細(xì)不均，粒級之差明顯，煅燒后的產(chǎn)品各相組成均有，若不經(jīng)陳化，產(chǎn)品性能難以穩(wěn)定。

2）快燒工藝是指石膏在極短的時(shí)間里脫水的工藝。按石膏脫水動力學(xué)的研究，石膏的脫水速度主要取決于溫度和活化能，溫度越高，活化能越小，脫水速度越快。因此要快燒，溫度就得高。像德國的彼特斯磨（Peters-mill）集粉磨、干燥、煅燒、篩分于一體，煅燒采用500～600 ℃ 的高溫?zé)釟饬髦苯优c物料接觸，在5～10 秒鐘內(nèi)就完成干燥、煅燒和篩分的全過程，使二水石膏瞬間轉(zhuǎn)化為半水石膏，這樣的工藝設(shè)計(jì)是合理的，
    從材性上說，快燒工藝煅燒的石膏活性比慢燒要好，因?yàn)橛酶邷乜鞜姆椒芷仁故嘀械慕Y(jié)晶水迅速沖出，在沖出的瞬間，可使半水石膏的晶體結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變、斷裂等缺陷，降低了活化能，從而大大提高了β—半水石膏的水化活性，改善了產(chǎn)品的性能。另外，該工藝和設(shè)備由于物料與熱氣流直接接觸，還能降低能耗，提高生產(chǎn)率，因此快燒工藝應(yīng)成為制粉工藝發(fā)展的方向。
2、粉磨
    石膏粉磨主要是將石膏磨細(xì)，提高水化活性；同時(shí)它還能起著脫水的作用。實(shí)驗(yàn)證明：石膏經(jīng)長時(shí)間粉磨，可逐次轉(zhuǎn)變?yōu)榘胨唷ⅶ盒陀彩嗪艇毙陀彩?。所以粉磨的時(shí)間也不宜過長，應(yīng)與顆粒細(xì)度和物相組成相匹配。
    實(shí)驗(yàn)還發(fā)現(xiàn)，不同的磨機(jī)所得的石膏活性相差較大。一般輥壓式磨機(jī)所得的物料沒有球磨機(jī)所得的物料水化活性高，這就是水泥廠至今還采用球磨機(jī)作為最終磨使用的緣故，
    根據(jù)磨機(jī)的破碎原理，物料有五種受力情況，即擠壓、沖擊、磨剝、劈裂和折斷使其破碎。從測試情況看，有利于石膏活性發(fā)揮的破碎力是沖擊、劈裂為最好，其次是折斷和磨剝，最差的是擠壓力。這是因?yàn)闆_擊、劈裂可順著石膏的解理或裂紋進(jìn)行破碎，這不僅增加石膏的表面積，同時(shí)造成大量的斷鍵，增加物料表面的能量。而擠壓力則正好將活性高的表面壓實(shí)，將斷鍵消除，表面能降低。球磨機(jī)內(nèi)物料所受的力主要是沖擊的磨剝，而輥壓式磨機(jī)則以擠壓力的磨剝?yōu)橹?，所以兩者磨出的物料在性質(zhì)上具有較大差別。我們曾用硬石膏做過選擇磨機(jī)的試驗(yàn)，見表2。

＊   功力磨由山東淄博功力機(jī)械制造公司生產(chǎn)

      從表2可見，以擠壓力為主的磨機(jī)不適合作膠凝材料的粉磨用，最好選用以沖擊和碰撞為主的磨機(jī)，如球磨、離心磨、氣流磨等。

3、陳化

    陳化是制粉工藝流程的重要工序。其原理和重要性在前面已經(jīng)講過，但至今許多工廠對陳化工序未引起足夠重視。其實(shí)，陳化是很有科技含量的，它能使不穩(wěn)定的熟石膏趨于穩(wěn)定，強(qiáng)度低的熟石膏提高強(qiáng)度，而且是制作模型石膏粉必不可少的一步。
    陳化不是簡單的儲存。它要看環(huán)境溫濕度、煅燒情況、相的組成情況，采取合理的陳化措施，才能達(dá)到陳化的目的。
    陳化的方法有攪拌、翻滾、密閉、噴霧等來加速陳化。如熟石膏中含有較多的殘留二水石膏時(shí)，就需密閉料倉，保存余熱，促其水化；當(dāng)Ш型硬石膏含量高時(shí)，就應(yīng)使用噴霧方法適當(dāng)提高環(huán)境相對濕度，促其轉(zhuǎn)化。一般陳化倉的設(shè)計(jì)應(yīng)有攪拌和翻滾的裝置，但現(xiàn)在許多工廠的陳化倉都缺少上述的功能。
    陳化對高溫制作模型石膏粉尤為重要，一般用炒鍋生產(chǎn)模型石膏粉時(shí)，為了提高強(qiáng)度，都將煅燒溫度提高到190～200 ℃ 以便形成更多的Ш型硬石膏，然后借助陳化方法（提高空氣相對濕度）促使Ш型硬石膏轉(zhuǎn)化為半水石膏，這種制作半水石膏的方法稱為二步法。二步法制得的半水石膏經(jīng)過我們的實(shí)驗(yàn)，由于吸附水的作用引起微細(xì)顆粒的粘連及表面裂隙的愈合，使比表面較一步法減少3/4，強(qiáng)度提高近一倍，因此深得人們的重視。

      以上看法，希望能對從事石膏行業(yè)的領(lǐng)導(dǎo)和科技工作者有些幫助，還希望更多的人投入石膏的研究和創(chuàng)新工作，多多獲得有自主知識產(chǎn)權(quán)的技術(shù)配方、先進(jìn)設(shè)備和自動化智能化生產(chǎn)線，為把我國的石膏工業(yè)做大做強(qiáng)，在國際上有一席之地而努力。