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优势矿物品种
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硬石膏
硬石膏
英文名
Anhydrite
化学式
CaSO4
分类
硫酸盐
晶系
斜方(正交)晶系
硬度
3
比重
2.97
颜色
如果透明无色或淡蓝色或紫色,白色,紫红色的色调,玫瑰红,浅棕色或灰色包括杂质
条痕
光泽
璃玻光泽,油脂光泽,珍珠光泽
折射率
n = 1.567 - 1.574 n = 1.574 - 1.579 n = 1.609 - 1.618
透明度
透明,半透明
解理
完全;几乎完全;好到不完全。
断口
不规则的/不平整,破片的
晶体常态:难得的表格和棱柱状结晶。通常发生断裂解片段的纤维,平行脉。还发生呈颗粒状,块状或结节状肿块
地质环境:的沉积蒸发存款,盐丘的盖层。


硬石膏

科技名词定义

中文名称:
硬石膏
英文名称:
anhydrite
定义:
化学式为CaSO4,晶体属斜方(正交)晶系的硫酸盐矿物。是制造硫酸、各种石膏板及墙体构件、灰泥、建筑速凝剂、模型、矿物药等的矿物原料。
应用学科:
材料科学技术(一级学科);天然材料(二级学科);矿物(三级学科)
以上内容由全国科学技术名词审定委员会审定公布

矿物名片

硫酸盐矿物。成分为CaSO4。正交(斜方)晶系,晶体呈柱状或厚板状;集合体呈块状或纤维状。无色、白色,或因含杂质而呈浅灰色、浅蓝色或浅红色。玻璃光泽,具三组相互垂直的解理,可裂成长方形解理块。莫氏硬度3~3.5,比重2.98。主要为化学沉积产物,大量形成于内陆盐湖中,常与石膏、石盐和钾石盐等伴生。暴露在地表时易水化而成石膏。世界著名产地有波兰的维利奇卡,奥地利的布莱贝格,德国的施塔斯富特,瑞士的贝城,美国的洛克波特,中国南京的周村等。主要用于制造农肥和代替石膏作硅酸盐水泥的缓凝剂。

简介

  硬石膏是一种硫酸盐矿物,它的成分为无水硫酸钙,与石膏的不同之处在于它不含结晶水。在潮湿的环境下硬石膏就会吸收水分变成石膏。硬石膏是重要的造岩矿物,就是说很多岩石中都有它的成分。硬石膏的晶体是柱状或板状,晶体聚集在一起呈块状或纤维状。硬石膏上有一条条互相垂直的裂纹,这叫解理。并不是所有的矿物都具有明显的解理,也并不是所有的矿物都具有垂直的解理。解理的形成是与晶体的结构相关的,不同的晶体结构会产生不同的解理。硬石膏主要是化学沉积作用的产物,它们主要形成在盐湖中。硬石膏可以制造化肥、水泥和石膏。
  硬石膏是天然产出的硫酸盐矿物,广泛分布于蒸发作用所形成的盐湖沉积物中。由于温度和含盐度不同,既可形成硬石膏,也可形成石膏,或二者共生。在石灰岩或白云岩受热液交代的金属矿床中由于含硫酸溶液的作用也可形成硬石膏。此外,也可由石膏或半水石膏或硬石膏(III)加热至400℃以上形成。
  纯净的硬石膏透明、无色或白色,因含杂质而呈灰色,有时又因含有不同矿物而微带红色或蓝色。其主要化学成分是CaSO4,化学组成的理论质量为:Ca0-41.19%;S03-58.81%,属正交晶系,晶胞参数为:a=0.697nm,b=0.698nm,c=0.623nm;三组解理面互相垂直,可分裂成盒状小块,此特点可作为鉴定特征。硬石膏的单晶体呈等轴状或厚板状,集合体常呈块状或粒状,有时为纤维状。硬石膏结晶良好,比石膏致密而坚硬,硬度为3.0-3.5,比重为2.9-3.Og/cm^3

结构性质

理论组成

  CaO41.2,SO358.8。成分变化不大,可有少量Sr、Ba代替Ca。H2O的出现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。晶体结构在(100)和(010)面上,Ca2和[SO4]成层分布,而(001)面上[SO4]则成不平整的层。Ca2居于4个[SO4]之间,为8个O2-所包围,配位数8。每个O2-与1个S6和2个Ca2-相连结,配位数3。

结构形态

  斜方双锥晶类,D2h-mcm(3L23PC)。晶体常沿a轴或c轴延长呈厚板状,有时呈柱状。依(011)成接触双晶或聚片双晶。集合体呈纤维状、致密粒状。

物理性质

  白色,常微带浅蓝、浅灰或浅红色,或被铁的氧化物或粘土等染成红、褐或灰色。条痕白或浅灰白色。晶体无色透明。玻璃光泽,解理面珍珠光泽。解理完全,、中等。硬度3~3.5。相对密度2.8~3.0。偏光镜下:无色。二轴晶()。2V=42~44?,Ng=1.609~1.618,Nm=1.574~1.579,Np=1.569~1.574。加热至约1190℃,转变为Ⅰ型硬石膏(又称高温无水石膏或α型无水石膏)。硬石膏具有吸水水化的能力,但不如Ⅱ型(稳定相,斜方晶系,又称不溶性硬石膏或过烧石膏)、Ⅲ型硬石膏(又称可溶性硬石膏)。石膏的导热系数低,具有防火性能。

产状组合

  主要为化学沉积大量形成于盐湖中,常与石膏共生。在地表条件下不稳定,转变为石膏。某些硫化矿床的氧化带亦可少量产出。

鉴定特征

  以其相对密度小,解理方向(三组解理互相垂直)和光学常数,可与重晶石族矿物区别;与钙镁碳酸盐的区别是滴HCl不起泡;与石膏的区别是硬度较大。

原料特点

  硫酸钙化学式CaSO4,白色固体,熔点1450℃,相对密度2.96,难溶于水。自然界存在的硫酸钙矿物有两种:①硬石膏矿的组分是CaSO4。②石膏矿的组分是CaSO4·2H2O,为了与[(CaSO4)2]·H2O(俗称熟石膏或烧石膏)区别,CaSO4·2H2O又称生石膏,它加热至128℃,失去大部分结晶水,转变为熟石膏。加热到163℃以上,失去全部结晶水,变成无水硫酸钙。熟石膏加水后调制成的浆状物会逐渐凝固成硬块,这一过程相当于[(CaSO4)2]·H2O转化为CaSO4·2H2O的反应,它放出大量热,使CaSO4·2H2O互相连结成一块多孔的固体,其体积比原来的浆状物大,这种膨胀作用使石膏能用于制造轮廓清晰的铸模和雕塑制品以及骨科用的石膏绷带。石膏还是制造水泥的原料,可调节水泥的凝固时间。在土壤中加入石膏,可降低土壤的碱性。
  溶解度在约311K(40℃)以下随温度升高而加大,其后加热则溶解度减小。常见的有生石膏,即CaSO4·2H2O,加热至423K(150℃)转化为熟石膏,即[(CaSO4)2]·H2O,白色粉末,它加水仍由浆状物凝为生石膏;若加热至436K(163℃)失全部结晶水成无水石膏,再加水则重新变为生石膏甚难。其微溶的溶液使水“发硬”,但遇纯碱可得碳酸钙沉淀,这是微溶物转化为难溶物之一例(CaSO4+Na2CO3=CaCO3↓+Na2SO4)。用于石膏制品、水泥凝固的调速剂、油漆腻子、纸张填料、“点”豆腐、中药和改良盐碱土。

资源状况

  硬石膏是天然产出的硫酸盐矿物,广泛分布于蒸发作用所形成的盐湖沉积物中。由于温度和含盐度不同,既可形成硬石青,也可形成石膏,或二者共生。在石灰岩或白云岩受热液交代的金属矿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)加热至400℃以上形成。
  纯净的硬石膏透明、无色或白色,因含杂质而呈灰色,有时又因含有不同矿物而微带红色或蓝色。其主要化学成分是CaSO4,化学组成的理论质量为:Ca0-41.19%;S03-58.81%,属正交晶系,晶体参为:a=0.697nm,b=0.698nm,c=0.623nm;三组解理面互相垂直,可分裂成盒状小块,此特点可作为鉴定特征。硬石膏的单晶体呈等轴状或厚板状,集合体常呈块状或粒状,有时为纤维状。硬石膏结晶良好,比石青致密而坚硬,硬度为3.0-3.5,比重为2.9-3.Og/cm^3
  中国硬石膏资源相当丰富,约占石膏资源总量的42-6096。主要分布在长江流域,川、鄂、湘、皖、苏等地区。各石膏矿床170米以下逐步过渡为硬石膏,也有两种石膏层呈互层分布。硬石膏在地下水作用下会逐变成石膏,因此在天然硬石膏中常含有596-1096的石膏;但通常硬石膏矿中CaSO,含量一般在80%以上,品质优良。主要用作建材原料、化工原料、填料等。

工业应用

  膏属单斜晶系,解理度很高,容易裂开成薄片。将石膏加热至100~200°C,失去部分结晶水,可得到半水石膏。它是一种气硬性胶凝材料,具有α和β两种形态,都呈菱形结晶,但物理性能不同。α型半水石膏结晶良好、坚实;β型半水石膏是片状并有裂纹的晶体,结晶很细,比表面积比α型半水石膏大得多。
  生产石膏制品时,α型半水石膏比β型需水量少,制品有较高的密实度和强度。通常用蒸压釜在饱和蒸汽介质中蒸炼而成的是α型半水石膏,也称高强石膏;用炒锅或回转窑敞开装置煅炼而成的是β型半水石膏,亦即建筑石膏。工业副产品化学石膏具有天然石膏同样的性能,不需要过多的加工。半水石膏与水拌和的浆体重新形成二水石膏、在干燥过程中迅速凝结硬化而获得强度,但遇水则软化。
  石膏是生产石膏胶凝材料和石膏建筑制品的主要原料,也是硅酸盐水泥的缓凝剂。石膏经600~800°C煅烧后,加入少量石灰等催化剂共同磨细,可以得到硬石膏胶结料(也称金氏胶结料);经900~1000°C煅烧并磨细,可以得到高温煅烧石膏。用这两种石膏制得的制品,强度高于建筑石膏制品,而且硬石膏胶结料有较好的隔热性,高温煅烧石膏有较好的耐磨性和抗水性。
  利用建筑石膏生产的建筑制品主要有:①纸面石膏板。在建筑石膏中加入少量胶粘剂、纤维、泡沫剂等与水拌和后连续浇注在两层护面纸之间,再经辊压、凝固、切割、干燥而成。板厚9~25毫米,干容重750~850公斤/米3,板材韧性好,不燃,尺寸稳定,表面平整,可以锯割,便于施工。主要用于内隔墙、内墙贴面、天花板、吸声板等,但耐水性差,不宜用于潮湿环境中。②纤维石膏板。将掺有纤维和其他外加剂的建筑石膏料浆,用缠绕、压滤或辊压等方法成型后,经切割、凝固、干燥而成。厚度一般为8~12毫米,与纸面石膏板比,其抗弯强度较高,不用护面纸和胶粘剂,但容重较大,用途与纸面石膏板相同。③装饰石膏板。将配制的建筑石膏料浆,浇注在底模带有花纹的模框中,经抹平、凝固、脱模、干燥而成,板厚为10毫米左右。为了提高其吸声效果,还可制成带穿孔和盲孔的板材,常用作天花板和装饰墙面。④石膏空心条板和石膏砌块。将建筑石膏料浆浇注入模,经振动成型和凝固后脱模、干燥而成。空心条板的厚度一般为60~100毫米,孔洞率30~40%;砌块尺寸一般为600×600毫米,厚度60~100毫米,周边有企口,有时也可做成带圆孔的空心砌块。空心条板和砌块均用专用的石膏砌筑,施工方便,常用作非承重内隔墙。

医药功能

出处

  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,与凝水石同名异物。”“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。与软石膏乃一物二种,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,与硬石膏乃一类二种,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,溶液显钙盐与硫酸盐的鉴别反应。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。