硬石膏

硫酸鈣化學(xué)式CaSO4，白色固體，熔點(diǎn)1450℃，相對(duì)密度2.96，難溶于水。自然界存在的硫酸鈣礦物有兩種:①硬石膏礦的組分是CaSO4。②石膏礦的組分是CaSO4·2H2O，為了與[(CaSO4)2]·H2O(俗稱熟石膏或燒石膏)區(qū)別，CaSO4·2H2O又稱生石膏，它加熱至128℃，失去大部分結(jié)晶水，轉(zhuǎn)變?yōu)槭焓?。加熱?63℃以上，失去全部結(jié)晶水，變成無水硫酸鈣。熟石膏加水后調(diào)制成的漿狀物會(huì)逐漸凝固成硬塊，這一過程相當(dāng)于[(CaSO4)2]·H2O轉(zhuǎn)化為CaSO4·2H2O的反應(yīng)，它放出大量熱，使CaSO4·2H2O互相連結(jié)成一塊多孔的固體，其體積比原來的漿狀物大，這種膨脹作用使石膏能用于制造輪廓清晰的 鑄模和雕塑制品以及骨科用的石膏繃帶。石膏還是制造水泥的原料，可調(diào)節(jié)水泥的凝固時(shí)間。在土壤中加入石膏，可降低土壤的堿性。

溶解度在約311K(40℃)以下隨溫度升高而加大，其后加熱則溶解度減小。常見的有生石膏，即CaSO4·2H2O，加熱至423K(150℃)轉(zhuǎn)化為熟石膏，即[(CaSO4)2]·H2O，白色粉末，它加水仍由漿狀物凝為生石膏;若加熱至436K(163℃)失全部結(jié)晶水成無水石膏，再加水則重新變?yōu)樯嗌蹼y。其微溶的溶液使水"發(fā)硬"，但遇純堿可得碳酸鈣沉淀，這是微溶物轉(zhuǎn)化為難溶物之一例(CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4)。用于石膏制品、水泥凝固的調(diào)速劑、油漆膩?zhàn)?、紙張?zhí)盍稀?quot;點(diǎn)"豆腐、中藥和改良鹽堿土。

硬石膏是天然產(chǎn)出的硫酸鹽礦物，廣泛分布于蒸發(fā)作用所形成的鹽湖沉積物中。由于溫度和含鹽度不同，既可形成硬石青，也可形成石膏，或二者共生。在石灰?guī)r或白云巖受熱液交代的金屬礦床中由于含硫酸溶液的作用也可形成硬石青。此外，也可由石膏或半水石青或硬石青(III)加熱至400℃以上形成。

純凈的硬石膏透明、無色或白色，因含雜質(zhì)而呈灰色，有時(shí)又因含有不同礦物而微帶 紅色或藍(lán)色。其主要化學(xué)成分是CaSO4，化學(xué)組成的理論質(zhì)量為:Ca0-41.19%;S03-58.81%，屬正交晶系，晶體參為:a=0.697nm,b=0.698nm,c=0.623nm;三組解理面互相垂直，可分裂成盒狀小塊，此特點(diǎn)可作為鑒定特征。硬石膏的單晶體呈等軸狀或厚板狀，集合體常呈塊狀或粒狀，有時(shí)為纖維狀。硬石膏結(jié)晶良好，比石青致密而堅(jiān)硬，硬度為3.0-3.5，比重為2.9-3.Og/cm^3

中國(guó)硬石膏資源相當(dāng)豐富，約占石膏資源總量的42-6096。主要分布在長(zhǎng)江流域，川、鄂、湘、皖、蘇等地區(qū)。各石膏礦床170米以下逐步過渡為硬石膏，也有兩種石膏層呈互層分布。硬石膏在地下水作用下會(huì)逐變成石膏，因此在天然硬石膏中常含有596-1096的石膏;但通常硬石膏礦中CaSO，含量一般在80%以上，品質(zhì)優(yōu)良。主要用作建材原料、化工原料、填料等。

CaO41.2，SO358.8。成分變化不大，可有少量Sr、Ba代替Ca。H2O的出現(xiàn)是由于石膏的存在引起的。斜方晶系，a0=0.6238nm，b0=0.6991nm，c0=0.6996nm;Z=4。晶體結(jié)構(gòu)在(100)和(010)面上，Ca2和[SO4]成層分布，而(001)面上[SO4]則成不平整的層。Ca2居于4個(gè)[SO4]之間，為8個(gè)O2-所包圍，配位數(shù)8。每個(gè)O2-與1個(gè)S6和2個(gè)Ca2-相連結(jié)，配位數(shù)3。

斜方雙錐晶類，D2h-mcm(3L23PC)。晶體常沿a軸或c軸延長(zhǎng)呈厚板狀，有時(shí)呈 柱狀。依(011)成接觸雙晶或聚片雙晶。集合體呈纖維狀、致密粒狀。

白色，常微帶淺藍(lán)、淺灰或淺紅色，或被鐵的氧化物或粘土等染成紅、褐或灰色。條痕白或淺灰白色。晶體無色透明。玻璃光澤，解理面珍珠光澤。解理完全，、中等。硬度3~3.5。相對(duì)密度2.8~3.0。偏光鏡下:無色。二軸晶()。2V=42~44?，Ng=1.609~1.618，Nm=1.574~1.579，Np=1.569~1.574。加熱至約1190℃，轉(zhuǎn)變?yōu)棰裥陀彩?又稱高溫?zé)o水石膏或α型無水石膏)。硬石膏具有吸水水化的能力，但不如Ⅱ型(穩(wěn)定相，斜方晶系，又稱不溶性硬石膏或過燒石膏)、Ⅲ型硬石膏(又稱可溶性硬石膏)。石膏的導(dǎo)熱系數(shù)低，具有防火性能。

主要為化學(xué)沉積大量形成于鹽湖中，常與石膏共生。在地表?xiàng)l件下不穩(wěn)定，轉(zhuǎn)變?yōu)槭唷Ｄ承┝蚧V床的氧化帶亦可少量產(chǎn)出。

以其相對(duì)密度小，解理方向(三組解理互相垂直)和光學(xué)常數(shù)，可與重晶石族礦物區(qū)別;與鈣鎂碳酸鹽的區(qū)別是滴HCl不起泡;與石膏的區(qū)別是硬度較大。