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105~180℃,首先排出1个水分子,随后立即排出半个水分子,转变为烧石膏Ca[SO4]•0.5H2O,也称熟石膏或半水石膏。
200~220℃,排出剩余的半个水分子,转变为Ⅲ型硬石膏Ca[SO4]•εH2O(0.06<
ε<
0.11)。
约350℃,转变为Ⅱ型石膏Ca[SO4]。
1120℃时进一步转变为Ⅰ型硬石膏。
熔融温度1450℃。
石膏及其制品的微孔结构和加热脱水性,使之具优良的隔音、隔热和防火性能。
[产状和组合]
主要为化学沉积作用的产物,常形成巨大的矿层或透镜体,赋存于石灰岩、红色页岩和砂岩、泥灰岩及粘土岩系中,常和硬石膏、石盐等共生。
硬石膏层在近地表部位,由于外部压力的减小,受地表水作用而转变为石膏:
CaSO4+2H2O——®
CaSO4•2H2O;
同时体积增大约30%,引起石膏层的破坏。
[鉴定特征]
低硬度,一组极完全解理,以及各种特征之形态可以鉴别。
致密块状的石膏,以其低硬度和遇酸不起泡可和碳酸盐区别。
[工业使用]
主要用于水泥原料、化工原料、填料等。
【药名】
【拼音】SHIGAO【英文名】Gypsum【来源】为硫酸盐类矿物石膏的矿石。
【功效】解肌清热,除烦止渴。
【主治】治热病壮热不退,心烦神昏,谵语发狂,口渴咽干,肺热喘急,中暑自汗,胃火头痛、牙痛,热毒壅盛,发斑发疹,口舌生疮。
煅敷生肌敛疮。
外治痈疽疮疡,溃不收口,汤火烫伤。
【性味归经】
辛甘,寒。
①《本经》:
“味辛,微寒。
”②《别录》:
“甘,大寒,无毒。
”③《医学启源》:
“《主治秘诀》云,性寒,味淡。
”
入肺、胃经。
①《汤液本草》:
“入手太阴、少阳,足阳明经。
”②《本草衍义补遗》:
“入阳明、手太阴、手少阳。
【用法用量】内服:
煎汤,0.3~1两(大剂可用6~8两);
或入丸、散。
外用:
煅研撒或调敷。
【用药忌宜】脾胃虚寒及血虚、阴虚发热者忌服。
《医学启源》:
“《主治秘诀》云,能寒胃,令人不食,非腹有极热者,不可轻用。
【药物配伍】
①《本草经集注》:
“鸡子为之使。
恶莽草、马目毒公。
”②《药性论》:
“恶巴豆,畏铁。
”配桑叶,清宣肺热;
配桂枝,表里双解;
配白芷,清热泻火、消肿止痛;
配知母,清热除烦;
配半夏,肺胃双清、降逆化痰;
配甘草,清肺止咳;
配竹叶,清热除烦。
【别名】
细石、细理石(《别录》)、软石膏(《本草衍义补遗》)、寒水石(《纲目》)、白虎(《药品化义》)
【处方名】
生石膏、石膏、石羔、煅石膏、熟石膏
处方中写石羔、石膏均指生石膏,为原药去杂石和泥土,研细生用入药者。
煅石膏又称熟石膏。
将石膏置瓦罐内,放入无烟炉火中煅至酥松,取出放凉,碾碎入药者。
【商品名】
石膏。
以色白、块大、半透明、纵断面如丝者为佳。
【动植物资源分布】
产湖北、安徽、河南、山东、四川、湖南、广西、广东、云南、新疆等地。
【药材的采收和储藏】
一般于冬季采挖,挖出后,去净泥土及杂石。
【拉丁名】
药材GypsumFibrosuum原矿物Cypsum
【炮制方法】
生石膏:
去净杂石,洗净泥土,打碎成小块。
煅石膏:
取净石膏块,置坩埚内,在无烟炉火中煅至酥松状,取出,放凉,碾碎。
①《雷公炮炙论》:
“凡使石膏,须石臼中捣成粉,箩过,生甘草水飞过,澄、晒、研用。
”②《纲目》:
“石膏,古法惟打碎如豆大,绢包入汤煮之,近人因其寒,火煅过用,或糖拌炒过,则不妨脾胃。
”③《药品化义》:
“石膏,略煅带生用,多煅则体腻性敛。
【考证】
出自《神农本草经》;
《纲目》:
“其文理细密,故名细理石,其性大寒如水,故名寒水石,和凝水石同名异物。
”“石膏有软硬二种:
软石膏大块,生于石中作层,如压扁米糕形,每层厚数寸,有红白二色,红者不可服,白者洁净,细文短密如束针,正如凝成白蜡状,松软易碎,烧之即白烂如粉,其中明洁,色微带青。
而文长细如白丝者,名理石也。
和软石膏乃一物二种,碎之则形色如一,不可辨矣。
硬石膏作块而生直理,起棱如马齿,坚白,击之则段段横解,光亮如云母。
白石英,有墙壁,烧之亦易散,仍硬不作粉。
其似硬石膏成块,击之块块方解,墙壁光明者,名方解石也。
烧之则诧散亦不烂,和硬石膏乃一类二种,碎之则形色如一,不可辨矣。
自陶弘景、苏恭、大明、雷?
、阎孝忠皆以硬者为石膏,软者为寒水石,至朱震亨始断然以软者为石膏,而后人遵用有验,千古之惑始明矣。
盖昔人所谓寒水石者,即软石膏也;
所谓硬石膏者,乃长石也。
石膏、理石、长石、方解石四种,住气皆寒,俱能去大热结气,但石膏又能解肌发汗为异尔。
理石即石膏之类,长石即方解之类,俱可代用,各从其类也。
今人以石膏收豆腐,乃昔人所不知。
”“按古方所用寒水石,是凝水石。
唐、宋以来诸方所用寒水石,即今之石膏也。
近人又以长石、方解石为寒水石,不可不辨之。
【生药材鉴定】
为长块状或不规则形纤维状的结晶集合体,大小不一。
全体白色至灰白色。
大块者上下二面平坦,无光泽及纹理。
体重质松,易分成小块,纵断面具纤维状纹理,并有绢丝样光泽。
无臭,味淡。
以块大色白、质松、纤维状、无杂石者为佳。
烧之,染火焰为淡红黄色,能熔成白色磁状的碱性小球。
烧至120℃时失去部分结晶水即成白色粉末状或块状的嫩石膏。
显微鉴定:
本品在偏光镜下:
薄片中无色透明;
晶形柱状或纤维状;
低负突起,糙面不显著。
一组解理明显。
干涉色为一级灰白色至黄白色。
于解理清晰的切面上平行消光,在平行解理的切面上为斜消光。
二轴晶,正光性,光轴角2V=58°
,折射率Np=1.521,Nm=1.523,Ng=1.530;
双折射率Ng-Np=0.009。
【中药化学成分】
主要成分为含水硫酸钙(CaSO4·
2H2O)。
其中CaO32.5%、SO346.6%、H2020.9%,此外常有粘上、砂粒、有机物、硫化物等杂质混入。
据北京医学院分析,除硫酸钙外,尚夹杂微量的Fe++及Mg++。
煅石膏为无水硫酸钙(CaSO4)。
主含含水硫酸钙(CaSO4·
常含少量铝、硅、镁、铁及微量锶、钡等元素。
有些产品中还混有粘土、有机物、砂粒等杂质。
【中药化学鉴定】
(1)取本品一小块(约2g),置具有小孔软木塞的试管内,灼烧,管壁有水生成,小块变为不透明体。
(2)取本品粉末(0.2g),加稀盐酸10ml,加热使溶解,溶液显钙盐和硫酸盐的鉴别反应。
硫酸盐鉴别试验见芒硝项下。
钙盐鉴别反应:
取供试液`(1→20),加甲基红指示液2滴,用氨试液中和,再滴加稀盐酸至恰呈酸性,加草酸铵试液,即生成白色沉淀(CaC2O4),滤过。
沉淀不溶于醋酸,可溶于盐酸。
也可用红外光谱法或X射线衍射法进行鉴定。
建筑用石膏种类及用途
建筑中使用最多的石膏品种是建筑石膏,其次是模型石膏,此外,还有高强度石膏、无水石膏水泥和地板石膏。
生产石膏的原料主要是天然二水石膏,又称软石膏或生石膏,是含两个结晶水的硫酸钙。
天然二水石膏可制造各种性质的石膏。
生产石膏的主要工序是加热和磨细。
由于加热温度和方式不同,可生产不同性质的石膏。
(l)建筑石膏 建筑石膏是将天然H水石膏等原料在17℃~17℃的温度下煅烧成熟石膏,再经磨细而成的白色粉状物。
其主要成分为b型半水石膏。
建筑石膏硬化后具有很好的绝热吸音性能和较好的防火性能吸湿性能;
颜色洁白,可用于室内粉刷施工,特别适合于制作各种。
洁白光滑细致的花饰装饰,如加入颜料可使制品具有各种色彩。
建筑石膏不宜用于室外工程和65℃以上的高温工程。
总之,建筑石膏可用于室内粉刷,制作装饰制品,多孔石膏制品和石膏板等。
(2)模型石膏煅烧二水石膏生成的熟石膏,若其中杂质含量少,SKI较白粉磨较细的称为模型石膏。
它比建筑石膏凝结快,强度高。
主要用于制作模型、雕塑、装饰花饰等。
(3)高强度石膏将H水石膏放在压蒸锅内,在l.3大气压(124℃)下蒸炼生成。
a型半水石膏,磨细后就是高强度。
这种石膏硬化后具有较高的密实度和强度。
高强度石膏适用于强度要求高的抹灰工程,装饰制品和石膏板。
掺入防水剂后,其制品可用于湿度较高的环境中。
也可加入有机溶液中配成粘结剂使用。
(4)无水石膏水泥 将天然二水石膏加热至4℃~75℃时,石膏将完全失去水份,成为不溶性硬石膏,将其和适量激发剂混合磨细后即为无水石膏水泥。
无水石膏水泥适宜于室内使用,主要用以制作石膏板或其它制品,也可用作室内抹灰。
(5)地板石膏 如果将天然二水石膏在8℃以上煅烧,使部分硫酸钙分解出氧化钙,磨细后的产品称为高温煅烧石膏,亦称地板石膏。
地板石膏硬化后有较高的强度和耐磨性,抗水性也好,所以主要用作石膏地板,用于室内地面装饰。
特性:
尤其是加工工艺简单,能耗低,具有轻质、胶凝性好,隔声、隔热、防火,阻燃性能好等许多优良特性。
生石膏CaSO4?
2H2O,熟石膏2CaSO4?
H2O,化学性质稳定
一般所称石膏可泛指石膏和硬石膏两种矿物。
石膏为二水硫酸钙(Ca〔SO4〕&
#8226;
2H2O),又称二水石膏、水石膏或软石膏,理论成分CaO32.6%,SO346.5%,H2O+20.9%,单斜晶系,晶体为板状,通常呈致密块状或纤维状,白色或灰、红、褐色,玻璃或丝绢光泽,摩氏硬度为2,解理平行{010}完全,密度2.3g/cm3;
硬石膏为无水硫酸钙(Ca〔SO4〕),理论成分CaO41.2%,SO358.8%,斜方晶系,晶体为板状,通常呈致密块状或粒状,白、灰白色,玻璃光泽,摩氏硬度为3~3.5,解理平行{010}完全,密度2.8~3.0g/cm3。
两种石膏常伴生产出,在一定的地质作用下又可互相转化。
1,石膏能加工成多类型的石膏变体材料。
2,我国使用石膏制造低档陶瓷模具,食品添加剂及药物填充料。
石膏本身可以烧制成陶瓷。
3,上世纪七十年代开始才有人从事石膏加工脱水相的制备和胶凝机理,熟石膏陈化机理,提高石膏制品耐水和强度性能,生产高强石膏粉,高强石膏功能板。
4,砌块等墙体材料
5,水泥速凝剂,调节硬化速度;
6,豆腐
7,粉笔
8,雕塑
9,医院“植物人”的固定装置
10,医疗用途:
石膏是质重气轻,味辛微寒。
辛能解肌热,寒能胜胃火,辛能走外,寒能沉内,具有两擅内外之功能。
既能清肺胃之火,又能解三焦之热;
既能解肌发汗,又能清热止汗,并且又有缓脾益气之功,上行至头之力。
况它毫无药之不良气味,煎汤直如清水,服之无难。
石膏之清热泻火,止渴除烦,用于高热汗出、烦渴、神昏谵语等症。
本经关于石膏的记载:
‘石膏味辛,微寒,主中风寒热,心下道气,惊喘,口干舌焦,不能息,腹中坚痛,除邪鬼,产乳,金疮。
’。
11,磷石膏、粉煤灰在硅钙硫肥料生产中的使用。
三、
矿床的主要工业指标
1.
一般工业指标:
层状石膏、硬石膏矿床,最低工业品位(CaSO4·
2H2O+CaSO4)55%。
可采厚度露采≥2米,坑采≥1米。
夹石剔除厚度;
露采为2米,坑采为1米。
纤维石膏矿床,最低工业品位(CaSO4·
2H2O)95%。
最低线含矿率14%。
其中纤维石膏最小可采单层(脉)厚度2厘米,可采矿体厚度:
坑采≥1.7米,夹石剔除厚度、坑采为1米。
纤维石膏及层状石膏、硬石膏矿床,纤维石膏CaSO4·
2H2O含量在95%,层状石膏、硬石膏CaSO4·
2H2O+CaSO4含量在55%,线含矿率14%,其中最小可采单层厚度:
层状石膏、硬石膏为10cm,纤维石膏为2cm。
可采厚度:
坑采≥1.7米,剔除夹石厚度为1米。
松散层中的巨一伟晶石膏矿床,工业品位(CaSO4·
2H2O)85%,最低可采矿石含巨一伟晶石膏率是根据选矿试验确定。
露采≥2米,夹石剔除厚度:
露采>
2米。
2.
工业利用对矿石质量要求
工业利用对矿石质量的要求列于表4
表4
四、
矿石性质
矿石的矿物组成
不同成因类型的矿石,其矿物组成也不相同。
沉积型石膏、硬石膏矿石中,主要共生和伴生矿物有石盐、钾盐、光卤石、粘土矿物、碳酸盐类矿物、天青石、芒硝、石英、长石、黄铁矿、自然硫、菱铁矿、磁铁矿等。
后生石膏、硬石膏矿石中,主要共生伴生矿物有:
纤维石膏、粘土矿物、白云石、方解石,有时含石英、芒硝、绿泥石等。
热液交代石膏、硬石膏矿石中主要伴生共生矿物有白云石、方解石、微量褐铁矿、黄铁矿、绿泥石、微量石英、重晶石、磁铁矿、自然硫、赤铁矿、蛇纹石、微量金云母、斜长石、硼镁石、电气石等。
石膏、硬石膏的特征
石膏也称二水石膏和软石膏,单斜晶系,摩氏硬度为2,比重2.3,白色,晶体无色透明,混有杂质时可呈各种颜色,易溶于HCl,难溶于水,加热后溶解度在2.5~3%,37~38℃时溶解度最大,加热至80~90℃时开始脱水,129~140℃时变为半水化合物—熟石膏(CaSO4·
1/2H2O)。
导热率在16~46℃时为0.30W/(m·
k)。
硬石膏也称无水石膏,摩托车氏硬度3~3.5,比重2.8~3.0。
白色,晶体无色透明,烧之熔成白色珐琅质块体,火焰呈浅红黄色,经水化作用易变为石膏,转变后体积增大30%以上。
五、
工艺特性及主要用途
工艺特征
石膏、硬石膏经过加热或水化,二者可互相转化,硬石膏经水作用后,变为石膏,体积可增大30%以上。
石膏加热可脱水,变为用途广泛的熟石膏。
此外,它具有白度高,质轻、导热率低、不易燃、吸湿、收缩率低、抗震等特征。
主要用途:
(1)在建筑及建材工业中的使用
生石膏建筑装饰材料;
质地纯净的雪花石膏,用于建筑物装饰材料和雕塑材料。
胶结材料原料:
包括建筑石膏及无水石膏胶结材料、高强石膏、填料石膏、石灰质石膏胶结材料。
建筑石膏是将二水石膏经煅烧脱水而生成半水石膏(熟石膏,有α、β两种变体),将其加水调合后很快吸水凝结硬化。
高强石膏是由α一半水石膏为主组成的气硬性胶凝材料。
它是在具有一定蒸汽压力的封闭设备内处理二水石膏或在某些盐类水溶液中加热二水石膏,再经干燥粉磨而制得,它具有抗压强度高的特点。
硬石膏胶结材料是由煅烧过的硬石膏同硬化活化剂共同磨细而得到的。
石膏建筑制品,包括轻质墙体材料石膏板、石膏墙体物件。
特点是质轻、抗震、导热率低、不燃、隔音、吸湿、收缩率低,可钉可锯等。
(2)在水泥工业中的使用
作硅酸盐水泥缓凝剂:
在水泥熟料中加入适量石膏(允许掺入SO3的最大限量我国定为3.5%)能解除水泥快凝、提高水泥强度(特别是早期强度)、使水泥制品在空气中的干缩率下降30~50%,提高水泥的抗冻性、抗化学性和安定性。
作水泥配料,生产二水石膏水泥、硬石膏水泥、普通硅酸盐水泥、石膏矿渣水泥、快凝石膏矿渣水泥、石膏矾土膨胀水泥等。
(3)在化学工业中的使用
生产硫酸:
石膏中的CaSO4在焦炭还原作用下分解为SO2和CaO,前者用于制取硫酸,后者可和粘土质原料制成水泥熟料。
生产硫酸铵化肥:
将氨和二氧化碳通入石膏粉的悬浮液中而制得。
(4)在农业中的用途
用二水石膏、烧石膏、硬石膏改良土壤,用于施肥,生产农药。
(5)其它用途
用于油漆、橡胶、塑料、纺织、造纸、粉笔、牙膏、化妆品中的填料,在铸造、陶瓷、医疗、文教等行业中的模具,在食品、工艺美术等领域中均有广泛的使用。
表5列出了我国石膏使用的结构
表5
我国石膏使用结构
使用范围
纤维石膏,%
普通天然石膏,%
水
泥
93.8
农
业
50.0
陶
瓷
8.1
2.6
轻化工
6.0
0.6
雕塑、模型、工艺
6.4
医药、牙科、骨科
5.8
特种水泥
5.0
文化用品
8.0
0.2
食品工业
6.9
外
贸
3.6
1.9
墙体材料和建筑灰泥
其
他
0.1
0.3
六、
产品质量标准
有用元素及主要伴生元素对原料的影响
不同用途的石膏,对其中所含伴生元素有不同的要求。
建筑、医药、食用石膏不得含放射性元素。
医药、食用石膏对砷、硫、钪、氟、氯、氯化锰等含量均有限制。
纸面石膏板对钾、钠、氯有限制。
纸张填料用要求含砂量<
3%。
油漆填料用要求吸附水<
2%,细度应通过1600孔/厘米2,6400孔/厘米2的筛余物不超过2%。
特种水泥、硫酸,对石膏、硬石膏的MgO含量有限制。
石膏品级及用途(建材部部颁标准JC16—82)见表6。
表7列出了作墙粉用的熟石膏质量要求。
表6
石膏品级和用途(JC16—82)
等级
矿物成分(%)
结晶水含量(%)
主要用途1
医用、食品、艺术品
模型
2建筑制品农用肥料
3
水泥缓凝组分
农用、含硫肥料
表7
作墙粉用的熟石膏质量要求
指标名称
用途
SO3
+H2O
FeS2
作涂料用
>
44%
<
24%
0.2%
作底层涂料用
乙级
丙级
作陶瓷器材模型材料的熟石膏,要求SO3含量高,不能混入杂质,否则会影响制品的质量.要求限定Fe2O3含量:
特级品Fe2O3<
0.1%;
A级品Fe2O3<
0.3%;
B级品Fe2O3<
0.4%。
主要企业、产品、规格:
1)湖北省应城县后李河应城石膏矿
产品:
A、纤维石膏
规格:
含CaSO4·
2H2O>
95%,块状。
B、普通石膏
2H2O+CaSO4>
55%,块状。
C、纤维石膏半水粉(熟石膏)
1/2H2O>
95%,细度120—325目。
D、纤维石膏无水粉(硬石膏)
含CaSO4>
E、纤维石膏生粉
特级CaSO4·
97%,细度120—200目。
一级CaSO4·
95%,细度80—100目。
二级CaSO4·
75%,细度80—100目。
F、普通石膏生粉。
CaSO4·
55%。
2)甘肃省天祝县马营坡天祝石膏矿
雪花青石膏
2H2O
80±
5%,块状。
3)四川省峨眉县龙池区大为乡大为石膏矿
A、峨眉青石膏
75—90%,块状。
B、峨眉青石膏粉
细度60—120目。
4)湖南省邵东县西市镇邵东石膏矿
青石膏
60%。
5)山西省太原河西万柏林桃园村太原西山石膏矿。
A块状石膏
二级品CaSO4·
2H2O≥85%。
四级品CaSO4·
2H2O≥65%。
B、石膏粉
细度900孔/cm2(80目)
C、石膏空心隔墙板
2500×
3000×
60mm。
2500×
90mm。
D、石膏玻璃纤维吊顶板
500×
10mm。
6)山西省灵石县石膏矿
A、青石膏
一级CaSO4·
2H2O≥95%。
二级CaSO4·
三级CaSO4·
2H2O≥75%。
四级CaSO4·
B、建筑石膏粉(熟粉)。
一级
二级
三级
细度900孔/cm2筛余量
≤
15
25
35
抗压强度(kg/cm2)1.5小时
≥
40
30
25
抗压强度(kg/cm2)烘干
100
75
70
抗拉强度(kg/cm2)1.5小时
9
7
6
初凝时间不得早于4分钟,终凝时间不得早于6分钟,也不得迟于30分钟。
C、生石膏粉
2H2O≥85%,细度80—120目。
7)江苏省南京市中山门外南京石膏矿
A、粉料
a.水硬性硬石膏胶结料
抗压强度≥400kg/cm2,抗折强度≥45kg/cm2。
b.气硬性明矾(石)硬石膏
抗压强度>
500kg/cm2,抗折强度>
80kg/cm2。
c.硬石膏粉
CaSO4
85%,白度65、细度180目筛余5%。
容量1.5kg/cm3。
B、硬石膏内墙空心砌板。
Ⅰ
Ⅱ
空心率(%)
39
37
容重(吨/M3)
1.01-0.88
0.82-0.71
抗压强度(kg/cm2)
50
软化系数
0.7
0.7
导热系数
0.5
0.38
8)宁夏银川市新市区宁夏磷肥厂石膏分厂
产品:
α型高强度石膏粉
规格:
抗压强度35
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