一、概述

石膏、硬石膏这两种矿物主要是盐湖中化学沉积作用的产物，常与石盐、钾盐及光卤石***生。两种石膏常伴生产出，又可互相转化（表3-18-1及表3-18-2）。通常所称石膏矿或硬石膏矿，是指矿石中的主要矿物成分而言，有时泛指统称为石膏。

表3-18-1　石膏、硬石膏矿物特征

表3-18-2　石膏的物理化学性质

二、矿石类型及工业要求

（一）矿石类型及矿石特征

根据矿石的矿物和含量，石膏、硬石膏矿石（指CaSO4·2H2O+CaSO4＞55%）的主要类型划分如表3-18-3所列。

表3-18-3　石膏、硬石膏矿石的主要类型

根据石膏的产出形状，可分为五种：透明石膏、纤维石膏、雪花石膏、普通石膏、土状石膏；按硬石膏的产出形状分为：块状硬石膏、泥质硬石膏、碳酸盐质硬石膏、白云质硬石膏、石膏质硬石膏。

各类石膏的矿石特征见表3-18-4。

表3-18-4　各类石膏的矿石特征

（二）工业要求

不同用途对石膏、硬石膏的质量要求见表3-18-5，石膏、硬石膏矿床的一般工业指标如表3-18-6。

表3-18-5　不同用途对石膏、硬石膏的质量要求

注：不同用途对石膏、硬石膏矿石中的杂质有不同要求。纸面石膏板对K+、Na+、Cl-含量限制；制硫酸对MgO含量有限制；医药、食品对As、S、Se、Cr3+、F-、Cl-、MgCl2有限制；而建筑、医用、食品对放射性元素的含量有一定的限制。对石膏、硬石膏中杂质种类和含量可在具体工业指标中确定。

表3-18-6　石膏、硬石膏矿床一般工业指标

注：①对质量较低的矿石，应充分考虑矿床开采贫化的影响，相应提高矿石品位要求。②纤维石膏及层状石膏、硬石膏线含矿率＝rx+krc。其中，rx为纤维石膏线含矿率；rc为层状石膏，硬石膏线含矿率；k为折合线系数，即层状石膏、硬石膏与纤维石膏的生产成本之比值或售价之比值，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，虽然据美国矿务局（1985年）估计世界石膏总储量仅为23亿t，但储量基础相当大（表3-18-7）。资源分布最丰富的是北美、欧洲，其次是亚洲、大洋洲。在世界各国，工业石膏矿床产出年代很广，包括寒武纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二叠纪、三叠纪、侏罗纪、第三纪。

表3-18-7世界石膏储量　（单位：mt）

资料来源：J·W·Pressler,Gypsum，《Mineral Facts and Problems》，1985。

美国石膏矿床广泛分布，在22个州***有69座矿山；加拿大是世界第二大石膏生产国。

我国石膏矿产蕴藏丰富，分布广、类型多，储量居世界前列。全国***计发现和探明石膏矿床已达500多个，除少数省、市外，各地都有石膏矿床分布。主要矿床形成于早寒武世、中奥陶世、早中三叠世和白垩纪和老第三纪5个成矿期。早中三叠世及其以前形成的矿床由海相沉积而成，侏罗纪至第四纪形成的矿床主要由湖相沉积而成。海相沉积矿床分布广，石膏层厚度大，时代愈新，矿床分布范围南移，分布面积愈广，成矿带的连续性愈好，其分布情况见表3-18-8。湖相沉积矿床产于内陆深断裂带两侧的小型湖盆中，成膏盆地呈北北东向分布，自东向西***有三个条带，还有一些含膏盆地位于受褶皱带控制的山前断陷或断坳盆地中，分布较为零星，其分布情况见表3-18-9。

表3-18-8　中国海相沉积型主要石膏、硬石膏矿床的分布

表3-18-9　中国湖相沉积型主要石膏、硬石膏矿床的分布

中国石膏矿床的开发利用较早，湖北应城石膏矿发现于明朝嘉庆年间，已有400多年的历史，至今仍是中国纤维石膏的主要产地。目前，全国石膏生产矿山有160个企业，分布于15个省、自治区。重点企业有：山西太原西山、灵石，湖北应城，湖南邵东，甘肃天祝，宁夏中卫及四川大为等石膏矿。全国石膏矿床集中于华北和西北地区，东北和华东地区产少。中国石膏资源丰度大，开发利用率低，已采矿床采储比也过高。

河南省石膏矿赋存于寒武系和第三系内，已普查勘探的桐柏安棚、淅川新宅子，三门峡陈家山，鲁山辛集等七处。全省石膏矿石D级以上储量41375.52万t，表外矿石储量33166.2万t，其中鲁山县辛集石膏矿区***探明C+D级储量31625.52万t，石膏型8406.41万t，混合型石膏6479.5万t，硬石膏型16749.66万t，矿床类型属沉积矿床，规模属特大型石膏-硬石膏矿床，目前已组织开采，设计年产10万t。目前，我省石膏矿多为小规模开发，总体开发程度较低，1998年采石膏矿不足2万t，历年累计开采量尚不足已探明储量的0.3%，水泥工业用石膏矿多系省外采购。

四、石膏的主要用途

石膏、硬石膏主要用于石膏建筑制品、水泥缓凝剂，其次用于土壤调节剂、肥料、农药、造纸、油漆、橡胶、塑料、纺织、食品、工艺美术品以及文教、医药等，在确定其他硫资源时，亦可用以制造硫酸和硫酸铵。主要用途及应用结构见表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的CaSO2·2H2O的百分含量。按《JC16-82》规定，石膏产品的应用结构、规格及质量要求，见表3-18-11及表3-18-12。

表3-18-11　我国石膏应用结构

表3-18-12　石膏产品标准

六、石膏选矿方法及深加工工艺

（一）石膏选矿方法及工艺

我国绝大数石膏矿山只用简单的手选，有的矿山不加选别，而是直接开采利用。特别是作为水泥缓凝剂用的石膏，对质量要求不十分严格，因此没有严格的选矿。而石膏的选矿主要用于薄矿体，因为薄矿体矿山生产的矿石类型复杂，即有纤维石膏和泥石膏，又有普通石膏和少量的硬石膏，必须经过选矿才能使各种产品满足用户的要求。

1.手选

（1）初选　地下开采矿山初选在采矿工作面上进行。用人工将夹石拣出送去作回填料，再将纤维石膏和泥石膏分别选出，各放一侧。露天开采矿山是把矿石选出存放合理位置，将矸石运到指定场地堆放。

（2）精选　将初选出来的矿石，用尖嘴钢锤或羊角镐剔除附在矿石上的夹石，然后按矿石品质进行分级存放。

2.光电选矿法

光电选矿法主要根据石膏和脉石之间光性（颜色、反射率、荧光性、透明度、透射性等）的差异利用光电效应原理而进行分选的一种选矿方法。石膏多呈白色，脉石多呈暗色，它们对自然光的反射性能不同，因此可以用光电选矿法来富集石膏。

我国石膏矿山光电选矿法尚未工业应用，湖北应城石膏矿曾进行了工业性试验，其结果比较满意。

试验设备是苏州非金属矿山设计院研究试制的FJS-l型光电选矿机。

湖北应城石膏矿光电矿试验的原则流程

河南省非金属矿产开发利用指南

试验结果如下：

原矿处理能力2.2t/h，入选粒度为20～50mm，石膏含量20%～40%时，采用干法分选，经一次粗选，一次精选，精矿石膏含量可达95%，即达到了一级石膏的标准，石膏回收率达到80%以上。

试验结果表明，采用光电选矿可以取代手选，解决了小块石膏的回收问题。台时处理能力2t/h，较人工手选平均指标0.22t/（h·人）提高10倍，回收1t石膏后盈利10～15元。因此，采用光电选矿机回收小块石膏在技术上和经济上均是合理的。

（二）石膏制品和生产工艺

1.石膏制品的种类

石膏建筑制品具有许多优良特性，已成为世界范围内广泛应用的房建材料。人们利用石膏做成各种制品，如石膏板和石膏灰泥膏；将普通石膏烧制成熟石膏，再用熟石膏作陶瓷的型材、精密研磨的加工材料和用于医药方面等。

我国目前生产的石膏制品有纸面石膏板、装饰石膏板、纤维石膏板、石膏砌块、石膏条板、石膏复合板、石膏龙骨和石膏人造大理石等。

新开发的品种有石膏矿渣板、防火纸面石膏板、防水纸面石膏板、纤维增强石膏压力板、石膏复合轻质装饰板、加气石膏、石膏夹心砌块、增强石膏门（窗）框条板、石膏刨花板、粉刷石膏等。

目前，我国石膏制品分类主要有石膏板块制品和石膏粉状制品，详见表3-18-13。

除表3-18-13中列出的石膏制品外，还有石膏复合制品，例如木屑石膏板、膨胀珍珠岩石膏板、石膏复合墙板、石膏龙骨等。

2.普通石膏板生产工艺

纸面石膏板是用半水石膏和纸制成的薄板，是发展较早又发展速度较快的建筑石膏制品。

普通石膏板的生产工艺是生产各类石膏板制品的基本工艺，如耐水纸面石膏板只是改变了纸面石膏板护面纸的种类；耐火纸面石膏板是在原料配方中增加了具有耐火性能的原料，而生产工艺流程没有多大变化。普通纸面石膏板经加工后，可制得不同性能要求的板材，如吸声用穿孔纸面石膏板就是在纸面石膏板的原板上冲孔，并粘贴背覆材料和吸声材料而成。北京新型材料总厂龙牌石膏板生产工艺见图3-18-1。

表3-18-13　石膏制品分类

图3-18-1　龙牌石膏板生产工艺流程

普通石膏板的主要原料是天然二水石膏，要求含CaSO4·2H2O为70%～85%。石膏经破碎、粉碎成粉，再将粉煅烧加工成半水熟石膏粉，作为纸面石膏板的板心材料，还需添加少量的粘结剂、发泡剂、玻璃纤维、促凝剂等。其面纸采用特制的石膏板护面纸。

3.纤维石膏板

纤维石膏板是以石膏为基材，加入适量有机或无机纤维为增强材料，经打浆、铺浆、脱水、成型、烘干制成的一种无面纸纤维石膏薄板。

纤维石膏板具有质轻、高强、耐火、隔声、韧性高的性能，并可进行锯、钉、刨、粘，施工简便。

用于工业和民用建筑物的内隔墙、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　纤维石膏板生产工艺流程

4.石膏砌块

石膏砌块是以熟石膏为主要原料，经料浆拌和、浇注成型、自然干燥或烘干等工艺制成的轻质隔墙块型材料（图3-18-3）。

图3-18-3　机械化连续浇注成型的石膏块生产工艺流程

其性能、用途及适用范围见表3-18-14。

表3-18-14　石膏砌块性能和用途

5.石膏粉状制品

石膏粉状制品按用途分为建筑用熟石膏、粉刷石膏、嵌缝石膏、粘结石膏。从工业生产角度可将熟石膏粉分为：β半水石膏、α半水石膏、多相石膏三大类。

二水石膏在常压下以热蒸气形式脱去1.5mol结晶水即得β半水石膏。

二水石膏在高压下，以液态形式脱去1.5mol结晶水即得α半水石膏。

多相石膏中即有β半水石膏，又有少量二水石膏，还有部分无水石膏。

在石膏粉中，建筑石膏粉所占比例最大，它可分两大类：一类是用于生产建筑石膏制品的石膏粉；另一类用做建筑灰泥。三级以上的石膏原料经煅烧得的β半水石膏可用于制作制品。灰泥石膏一般为多相石膏，由于煅烧时间和细度的原因，单一β半水石膏或a石膏不适宜作灰泥石膏。灰泥石膏和种类很多，有粘结用的也有粉刷用的。粉刷用有单层也有双层的，有单一使用也有调制成砂浆再用的。

石膏粉的品种，性能和用途见表3-18-15。

表3-18-15　石膏粉品种、性能、用途