石膏研究

石膏固定的实验报告石膏固定的实验报告引言：石膏固定是一种常见的骨折治疗方法，它通过固定骨折部位，促进骨骼愈合。

本实验旨在研究石膏固定对骨折愈合的影响，并探讨其优缺点及适用范围。

实验设计：实验对象为10只实验鼠，分为两组，每组5只。

其中一组为实验组，采用石膏固定的方法治疗骨折；另一组为对照组，不进行任何治疗。

实验鼠经过一段时间的观察后，进行骨折部位的X光检查，并进行相关数据统计和分析。

实验过程：实验组的实验鼠在麻醉下，通过手术制造骨折，并采用石膏固定的方法进行治疗。

对照组的实验鼠同样进行手术制造骨折，但不进行治疗。

术后，实验鼠被放置在相同的环境中，进行相同的日常护理。

实验结果：经过一段时间的观察，实验组的骨折部位显示出更好的愈合情况。

X光检查结果显示，实验组的骨折线逐渐模糊，骨折部位的骨组织重新生长，愈合时间较短。

而对照组的骨折线依然清晰可见，骨折部位的愈合进程较慢。

讨论：石膏固定作为一种常见的骨折治疗方法，其优点在于简单易行，成本低廉，且对骨折部位提供了稳定的支撑，减少了骨折移位的风险。

实验结果也验证了石膏固定对骨折愈合的促进作用。

然而，石膏固定也存在一些不足之处。

首先，石膏固定会导致骨折部位的肌肉萎缩和关节僵硬，影响患者的日常生活和康复训练。

其次，石膏固定需要定期更换，且患者需要遵守一定的保护措施，以避免固定松动或破损。

最后，石膏固定并不适用于所有类型的骨折，如开放性骨折或复杂骨折，需要采用其他治疗方法。

结论：综上所述，石膏固定作为一种常见的骨折治疗方法，在骨折愈合方面具有明显的促进作用。

然而，对于一些特殊类型的骨折，石膏固定可能并不适用。

因此，在临床应用中，医生需要根据患者的具体情况，综合考虑治疗效果和患者的需求，选择最合适的治疗方法。

展望：未来的研究可以进一步探索石膏固定的优化方法，如改善固定材料的透气性和舒适性，减少肌肉萎缩和关节僵硬的副作用。

同时，也可以与其他治疗方法进行比较研究，寻求更有效的骨折治疗方法，为临床提供更多选择。

石膏的溶解度研究
石膏是一种常见的建筑材料，它具有良好的耐久性和耐火性，因此在建筑行业中得到了广泛的应用。

然而，石膏的溶解度是影响其使用性能的重要因素。

本文旨在研究石膏的溶解度。

首先，研究人员采用实验方法，将石膏放入不同浓度的水中，测量溶解度。

结果表明，当水的浓度达到一定程度时，石膏的溶解度会显著增加。

此外，研究人员还发现，当水的温度升高时，石膏的溶解度也会显著增加。

此外，研究人员还发现，石膏的溶解度受到其他因素的影响，如pH值、溶剂类型和溶剂浓度等。

研究发现，当pH值增加时，石膏的溶解度会显著降低；当溶剂类型和浓度增加时，石膏的溶解度也会显著增加。

综上所述，石膏的溶解度受到水浓度、温度、pH值、溶剂类型和溶剂浓度等多种因素的影响。

因此，在使用石膏时，应根据不同的应用场合，选择合适的溶解度，以确保石膏的使用性能。

混凝土中石膏对性能的影响研究一、前言混凝土是建筑工程中常用的一种材料，其性能的好坏直接影响着建筑物的质量和寿命。

石膏是一种常用的混凝土掺合料，其添加可以改善混凝土的性能。

本文将针对混凝土中石膏对性能的影响进行详细的研究和分析。

二、石膏的性质及作用石膏是一种含水硫酸钙矿物，其分子式为CaSO4·2H2O。

石膏在混凝土中的作用主要有以下几个方面：1. 改善混凝土的耐久性。

石膏可以减缓混凝土的硬化速度，使混凝土在早期的强度发展过程中形成的微裂缝得到有效的控制，从而改善混凝土的耐久性。

2. 改善混凝土的流动性。

石膏可以减少混凝土的黏性和内摩擦力，从而改善混凝土的流动性，提高混凝土的自密实性和耐久性。

3. 改善混凝土的抗渗性。

石膏可以减少混凝土中的孔隙度和毛细孔隙度，从而提高混凝土的抗渗性和耐久性。

4. 改善混凝土的抗裂性。

石膏可以提高混凝土的内聚力和黏着力，从而改善混凝土的抗裂性和耐久性。

三、石膏对混凝土性能的影响1. 石膏对混凝土的硬化过程有一定的影响。

石膏的添加可以减缓混凝土的硬化速度，使混凝土在早期的强度发展过程中形成的微裂缝得到有效的控制，从而提高混凝土的耐久性和抗裂性。

2. 石膏对混凝土的流动性和自密实性有一定的影响。

石膏的添加可以减少混凝土的黏性和内摩擦力，从而改善混凝土的流动性，提高混凝土的自密实性和耐久性。

3. 石膏对混凝土的抗渗性和耐久性有一定的影响。

石膏的添加可以减少混凝土中的孔隙度和毛细孔隙度，从而提高混凝土的抗渗性和耐久性。

4. 石膏的添加量对混凝土性能的影响较大。

石膏的添加量过多会导致混凝土的流动性变差、硬化时间延长、强度下降等不良影响，而添加量过少则会影响石膏的作用效果。

5. 石膏的不同形态对混凝土性能的影响也不同。

粗颗粒石膏的添加可以增加混凝土的抗裂性和耐久性，而细颗粒石膏的添加则可以提高混凝土的流动性和自密实性。

四、结论石膏作为一种常用的混凝土掺合料，其添加可以改善混凝土的性能。

石膏制作化学实验报告石膏是一种常用的材料，它可用于制作雕塑、建筑装饰、医疗器械等。

本实验主要通过石膏制作过程来研究石膏的制作方法及其化学反应。

实验目的：1. 了解石膏的制作过程和化学反应。

2. 掌握石膏的制作方法。

实验材料和仪器：1. 石膏粉2. 水3. 容器4. 搅拌棒5. 称量仪器6. 实验台7. 温度计实验步骤：1. 将一定量的石膏粉和水分别称量，并放入容器中。

2. 用搅拌棒将石膏粉和水混合搅拌均匀，直到形成糊状。

3. 将石膏糊倒入待制作的模具中。

4. 在模具中放置一段时间，等待石膏凝结。

5. 取出凝结好的石膏制品，待其完全干燥。

6. 用温度计测量石膏制品的温度。

实验原理：石膏的化学名称为硫酸钙二水合物(CaSO4·2H2O)，它是由石膏矿石经过粉碎、煅烧、水合反应制得。

加水后，石膏会发生水合反应，生成硬化物质。

在制作过程中，水和石膏粉混合后，水分子进入石膏晶格中与石膏分子结合，形成具有一定强度的石膏物质。

实验结果与分析：经过一段时间的等待，石膏糊逐渐变硬，最终形成坚实的石膏制品。

制品的硬度与石膏的密度、水分添加量以及干燥时间等因素有关。

通过测量石膏制品的温度可以得出石膏的温度变化规律，从而了解石膏的固化过程。

结论：本实验通过石膏的制作过程研究了石膏的制作方法及其化学反应。

石膏经过水合反应后会硬化成坚实的物质。

石膏制品的硬度与石膏的密度、水分添加量以及干燥时间有关。

通过测量石膏制品的温度可以了解石膏的固化过程。

1.1 我国石膏工业现状、研究历史和发展前景1.1.1 我国石膏行业现状石膏胶凝材料是一种多功能的气硬性胶凝材料，也是一种应用历史最悠久的胶凝材料之一, 它与石灰、水泥并列为传统的无机胶凝材料中的三大支柱。

石膏的化学式为CaSO・2HHO天然石膏按其产出形状和结构的不同分为纤维石膏、透明石膏、雪花石膏和柱状石膏。

截止2000 年底，我国已探明的石膏储量为600 亿吨，居世界之首。

分布于全国六大行政区的23 个省区。

主要集中在山东、内蒙、青海、湖南、湖北、宁夏、西藏、安徽、四川九省区，合计占全国储量的90.1 %，其中，山东省占总储量的65.6 %。

我国虽然是一个石膏资源大国，但石膏资源长期也未能得到很好的开发利用。

多年来，石膏资源大部分用于水泥生产中作缓凝剂，约占石膏利用总量的9%,而在其它方面如石膏墙体材料，胶凝材料，农业上作土壤改良剂，化工、轻工、食品、工艺美术、文教、医药等方面的用量仅占8%左右，同发达国家相比差距很大，原因是生产技术落后，工业基础薄弱，国有大中型企业少，手工作业的乡镇企业多，矿山机械化程度仅为10〜40%,生产工艺落后，缺乏开发新产品的能力。

当年一些世界发达国家的人均销售量为：美国86〜106 kg,伊朗120 kg,日本46 kg,法国115 kg （包括出口），加拿大287 kg（包括出口），而我国仅为 5.6 kg。

我国石膏建材工业起步于七十年代后期，经过了二十多年的发展，目前已形成了以B型普通石膏粉和a型高强石膏粉为主体的基础产品体系，但由于我国石膏矿石分布的特殊地理位置（大多矿藏均分布于偏远或贫困山区）以及长期石膏技术研究开发与实际生产的脱节，大多数生产企业均随矿山而位于经济较差的贫困地区，限于资金、技术等各方面的原因，均存在着煅烧设备不过关、控制手段落后、自动化程度低下等技术与设备问题，造成了所生产的产品多为性能较差且质量极不稳定的低档次半成品，很多不能满足日益发展的市场需求，进而限制了石膏产品的推广应用，制约了企业参与市场竞争的能力。

石膏的临床应用及其用量石膏，又称硬膏，是一种常用的医用材料，具有较广泛的临床应用。

石膏在骨折固定、关节疾病治疗和四肢功能锻炼等方面发挥着重要作用。

本文将就石膏的临床应用及其用量进行探讨。

一、石膏的临床应用1. 骨折固定：石膏在骨折固定中起着至关重要的作用。

施加适当的石膏固定可以有效保护骨折部位，促进骨折愈合。

根据骨折类型和部位的不同，医生会选择不同形状和规格的石膏进行固定。

通过定期更换石膏，可以及时调整固定程度，有利于骨折愈合。

2. 关节疾病治疗：一些关节疾病如关节炎、韧带损伤等，也可以通过石膏进行治疗。

石膏固定可以减轻关节受力，缓解关节疼痛，促进关节功能的恢复。

同时，石膏的压迫作用可以减轻关节周围的肿胀，提高患者的生活质量。

3. 四肢功能锻炼：石膏还可以用于四肢功能锻炼。

在患者行动能力受限或需要稳定支撑时，可以采用特殊设计的功能石膏辅助患者进行康复训练。

石膏的重量和支撑性能可以有效帮助患者维持正确的姿势，加强肌肉力量，促进康复进程。

二、石膏的用量石膏的用量应该根据患者的具体情况和病情需要而定。

在应用石膏时，医生会根据患者的病情、部位和年龄等因素进行综合评估，确定合适的用量和使用方法。

1. 用量控制：石膏的用量应遵循医嘱，切勿私自更换或调整石膏。

过少的用量会导致固定不牢，影响治疗效果；过多的用量则可能造成部位血液循环不畅，引发其他并发症。

因此，在使用石膏时，应严格按照医生建议进行操作。

2. 使用方法：正确的使用方法也对石膏的治疗效果有着重要影响。

在施加石膏固定时，应保证患者的肢体处于合适的位置，避免过分屈曲或伸展造成不适。

在更换石膏时，需要注意及时清洁和保护患者的皮肤，避免皮肤溃疡等并发症的发生。

3. 质量监控：为了确保石膏的质量和治疗效果，应选择正规医疗机构和有资质的医生进行操作。

避免使用质量不合格的石膏制品，以免对患者造成伤害。

在使用过程中，如出现异常情况或不适症状，应及时就医并调整治疗方案。

石膏矿石可行性研究报告一、研究背景石膏是一种广泛存在于自然界中的矿石资源，通常以硫酸钙(CaSO4·2H2O)的形式存在。

石膏矿石是一种重要的工业原料，用途广泛，主要用于建筑、医药、农业和化工等领域。

近年来，随着我国经济的快速发展，石膏矿石资源的开发利用也越来越受到重视。

为了更好地了解石膏矿石的资源分布、品质和开发潜力，本次研究对石膏矿石进行了深入的调查和研究，旨在评估其可行性和开发潜力，为石膏矿石资源的合理开发利用提供科学依据。

二、研究内容1. 石膏矿石的资源分布与品质分析通过实地考察和采样分析，对我国主要石膏矿石产区进行了详细的调查，了解石膏矿石的分布情况和品质特点。

通过实验室分析，对石膏矿石的主要元素、物理性质及化学性质进行了分析，评估了其适用性和开发潜力。

2. 石膏矿石的开发利用现状分析调查了我国石膏矿石的开采量、开采方式和利用情况，分析了现有石膏资源的开发利用模式，评价了其存在的问题和挑战。

3. 石膏矿石的市场需求分析通过对建筑、医药、农业和化工等领域的市场需求进行调查和分析，了解石膏矿石产品的市场前景和潜在需求，为未来产业布局和市场推广提供参考。

4. 石膏矿石的开发利用技术分析对石膏矿石的开采、选矿、加工和利用技术进行了调研和分析，探讨了提高石膏矿石开发效率和降低生产成本的技术途径。

5. 石膏矿石的可行性评价综合考虑石膏矿石的资源分布、品质、开发利用现状、市场需求和技术条件等因素，对石膏矿石的可行性进行评价，提出了合理的开发利用建议。

三、研究结论1. 石膏矿石资源广泛分布，品质优良，具有较好的开发潜力。

2. 石膏矿石的开发利用现状存在一定问题，需加强资源综合利用。

3. 石膏矿石的市场需求稳定，存在较大的发展空间。

4. 石膏矿石的开发利用技术还有待进一步提高。

5. 石膏矿石的开发利用具有一定的可行性，应加强技术创新和市场拓展。

四、研究建议1. 加强石膏矿石资源的调查和评估，科学规划矿山开发布局。

石膏矿可行性研究报告一、石膏矿资源概况石膏是一种含水硫酸盐矿物，主要成分为硫酸钙（CaSO4∙2H2O）。

石膏矿广泛分布在全球各地，主要产地有美国、中国、泰国、西班牙等国家。

石膏矿通常以矿石、矿石粉、石膏板、石膏石膏浆等形式存在，是一种重要的建筑材料和工业原料。

二、石膏矿开发利用现状1.市场需求：随着我国建筑工程、化工产业的发展，石膏矿的需求量逐渐增加。

石膏板、石膏石膏浆等制品在室内装修、建筑防火、建筑材料等领域有广泛的应用。

2.技术条件：石膏矿的加工技术主要包括破碎、磨矿、洗选等过程。

目前国内外已存在成熟的破碎、磨矿设备，加工工艺简单。

3.环境影响：石膏矿资源的开发利用会产生一定的废渣、废水等环境污染，需要合理处理和治理。

三、石膏矿资源开发潜力及面临的挑战1.潜力：石膏矿资源广泛分布，储量较大，有利于资源合理利用。

2.挑战：石膏矿开发利用存在一定的技术门槛，包括提高矿石品位、降低生产成本等方面的问题。

同时，环境治理和关注环保问题也是石膏矿开发的重要挑战。

四、石膏矿开发利用的建议1.加强石膏矿资源勘查，科学评估资源潜力，制定合理的开发方案。

2.优化矿山设计，提高开采效率，减少资源浪费。

3.引入先进的生产技术，提高石膏产品的品质和竞争力。

4.加强环境监测和治理，确保石膏矿开发过程中的环保。

五、结论石膏矿资源的合理开发利用对我国经济建设和社会发展有重要意义。

在充分利用现有技术条件和资源基础的前提下，加强科技创新，改善生产效率，促进石膏矿资源的可持续开发利用。

同时，注重环境保护和可持续发展，促进石膏矿开发实现经济效益和环境效益的双赢。

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2023年α型高强石膏行业市场研究报告石膏是一种常见的建筑材料，主要由石膏矿石煅烧而成。

石膏具有轻质、保温、隔音、易加工等优点，被广泛应用于建筑、装饰、雕塑等领域。

其中，α型高强石膏是对普通石膏进行改性后的产品，具有更高的强度和韧性。

本文章将从市场规模、发展趋势、竞争格局等方面对α型高强石膏行业进行市场研究。

一、市场规模目前，国内α型高强石膏行业市场规模较小，但呈现稳定增长的趋势。

首先，随着人们对建筑品质的要求越来越高，高强度材料的需求量不断增加。

其次，国家对建筑材料的环保性和可持续发展性要求也越来越高，促使消费者对环保型高强度材料的需求增加。

由于α型高强石膏具有环保性较好、强度高的特点，因此有望在未来市场中获得较大的份额。

此外，随着国内建筑行业的发展，α型高强石膏行业也有机会进一步扩大市场规模。

二、发展趋势1. 技术创新。

目前，国内α型高强石膏技术还比较滞后，需要进一步加强技术研发和创新，提升产品的质量和效果。

例如，可以通过改良石膏矿石的配方和石膏矿石的烧结工艺等来提高α型高强石膏的强度和韧性。

2. 市场细分。

随着建筑行业的发展，不同建筑项目对石膏材料的需求也在增加。

因此，将不同类型的建筑项目进行市场细分，为不同需求的客户提供定制化的产品和服务，是α型高强石膏企业未来发展的一个趋势。

3. 市场竞争。

目前国内α型高强石膏市场竞争激烈，主要集中在一些大型建筑材料企业之间。

随着市场规模的扩大，预计将会有更多中小型企业进入市场，加剧行业竞争。

因此，企业需要提高产品质量、降低成本、提高售后服务，以提升自身的竞争力。

三、竞争格局目前国内α型高强石膏市场主要由几家大型建筑材料企业垄断，市场竞争较为激烈。

这些企业以其较高的品牌知名度、广泛的销售渠道和完善的售后服务形成竞争优势。

同时，由于技术门槛相对较低，市场上也有一些小型企业和个体户通过低价竞争来获取市场份额。

未来，随着市场的发展，国内α型高强石膏行业将有更多中小型企业进入市场，行业竞争将会更加激烈。

分析测试化工矿物与加工INDUSTRIAL MINERALS &PROCESSING2024年第4期文章编号:1008-7524(2024)04-0001-07D O I :10.16283/j .c n k i .h g k w y j g.2024.04.001 天然石膏制备烧石膏晶须试验研究*陈秋菊1,2,姚金1,2,丁文金1,2,孙红娟1,2,彭同江1,2(1.西南科技大学固体废物处理与资源化教育部重点实验室,四川绵阳621010;2.西南科技大学矿物材料及应用研究所,四川绵阳621010) 摘要:基于我国天然石膏资源丰富㊁但产品附加值低的现状,根据溶解-再结晶理论,以天然石膏为原料㊁硝酸为助剂,采用常压酸化法开展了高附加值烧石膏晶须制备试验研究,考查了固液比㊁硝酸浓度和反应温度对所得产物物相与显微形貌的影响㊂研究结果表明:样品中烧石膏晶须的质量分数随着硝酸浓度和反应温度的升高而升高,样品中晶须的质量分数随着固液比的增大呈先升高后降低的趋势;优化条件下所得样品的物相主要为烧石膏相,另有极少量的石膏相和硬石膏相,样品中晶须的长度为509~650μm ,长径比为43~62㊂研究成果可为天然石膏的高值化利用提供参考㊂关键词:天然石膏;烧石膏;晶须;硝酸;物相;形貌;固液比;反应温度中图分类号:T Q 132.32;X 781 文献标志码:AE x p e r i m e n t a l s t u d y o n p r e pa r a t i o n o fb a s s a n i t e w h i s k e r f r o m n a t u r a l g y ps u m C h e n Q i u j u 1,2,Y a o J i n 1,2,D i n g W e n j i n 1,2,S u n H o n g j u a n 1,2,P e n g T o n g j i a n g1,2(1.K e y L a b o r a t o r y o f M i n i s t r y o f E d u c a t i o n f o r S o l i d W a s t e T r e a t m e n t a n d R e s o u r c e R e c yc l e ,S o u t h w e s t U n i v e r s i t y o f S c i e n c e a nd Te c h n o l o g y ,M i a n y a n g Si c h u a n 621010,C h i n a ;2.I n s t i t u t e o f M i n e r a l M a t e r i a l s a n d A p p l i c a t i o n ,S o u t h w e s t U n i v e r s i t y of S c i e n c e a n d T e c h n o l og y ,M i a n y a n g Si c h u a n 621010,C h i n a )A b s t r a c t :B a s e d o n t h e c u r r e n t s i t u a t i o n t h a t n a t u r a l g y ps u m i s a b u n d a n t i n C h i n a b u t t h e a d d e d v a l u e o f t h e p r o -d u c t s i s l o w ,a c c o r d i n g t o t h e t h e o r y o f d i s s o l u t i o n a n d r e c r y s t a l l i z a t i o n ,t h e h i g h a d d e d v a l u e c a l c i n e d g y ps u m w h i s k e r p r e p a r a t i o n e x p e r i m e n t w a s c o n d u c t e d u s i n g n a t u r a l g y p s u m a s r a w m a t e r i a l a n d n i t r i c a c i d a s a n a d d i t i v e ,u s i n g th e a t m o s p h e r i c a c i d i f i c a t i o n m e t h o d .T h e e f f e c t s o f s o l i d -l i q u 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e l e n g t h o f t h e w h i s k e r s i n t h e s a m pl e i s 509~650μm ,a n d t h e l e n g t h -d i a m e t e r r a t i o i s 43~62.T h e r e s e a r c h r e s u l t s c a n p r o v i d e r e f e r e n c e f o r t h e h i g h -v a l u e u t i l i z a t i o n o f n a t u r a l g y ps u m.K e yw o r d s :n a t u r a l g y p s u m ;c a l c i n e d g y p s u m ;w h i s k e r ;n i t r i c a c i d ;p h a s e ;m o r p h o l o g y ;s o l i d -l i q u i d r a t i o ;r e a c t i o n t e m p e r a t u r e ㊃1㊃*收稿日期:2023-04-25基金项目:四川省科技创新创业苗子工程重点项目(2023J D R C 0070);四川省自然科学基金面上项目(2023N S F S C 0348)㊂作者简介:陈秋菊(1987-),女,重庆涪陵人,硕士研究生,助教,主要从事工业副产石膏的资源化利用研究,E -m a i l :c q j 102619@126.c o m ㊂通信作者:丁文金(1985-),男,江苏兴化人,博士,硕士生导师,主要从事工业固废的资源化评价与高值化利用研究,E -m a i l :d w j d yk c l x @163.c o m ㊂引用格式:陈秋菊,姚金,丁文金,等.天然石膏制备烧石膏晶须试验研究[J ].化工矿物与加工,2024,53(4):1-7.C H E N Q J ,Y A O J ,D I N G W J ,e t a l .E x p e r i m e n t a l s t u d y o n p r e p a r a t i o n o f b a s s a n i t e w h i s k e r f r o m n a t u r a l g y ps u m [J ].I n d u s t r i a l M i n e r a l s &P r o c e s s i n g,2024,53(4):1-7.陈秋菊等:天然石膏制备烧石膏晶须试验研究2024年4月0引言晶须是指在人工控制条件下以单晶形式生长而成的具有一定长径比的单晶纤维材料,其具有良好的机械强度㊁电绝缘性以及轻量㊁高弹性模量㊁高硬度等特性,作为塑料㊁金属㊁陶瓷等的改性增强材料时显示出了极佳的物理化学性能和优异的力学性能㊂目前国内外研究的晶须材料包括S i C晶须[1]㊁A l2O3晶须[2]㊁S i3N4晶须[3]㊁C a C O3晶须[4]㊁M g O晶须[5]㊁硫酸钙晶须[6]等㊂相比其他晶须,硫酸钙晶须以其制备工艺简单㊁原料来源广泛㊁在复合材料中良好的相容性以及无毒等特性而备受关注㊂硫酸钙晶须分为二水硫酸钙晶须㊁半水硫酸钙晶须和无水硫酸钙晶须㊂常用的制备方法主要有水热法和常压酸化法,主要原料有天然石膏㊁工业副产石膏㊁电解锰渣等㊂何德军等[7-9]在水热条件下以磷石膏㊁脱硫石膏等工业副产石膏为原料,系统研究了二水硫酸钙晶须㊁半水硫酸钙晶须[10]和无水硫酸钙晶须[11]制备工艺,并对晶须制备过程中工艺条件的影响因素㊁晶须生长机制等进行了探索㊂相关研究虽然可为硫酸钙晶须材料的工业化生产提供一定参考,但仍无法改变该方法反应过程较难控制㊁所得晶须产品品质差异较大㊁整个制备过程需在高温高压下进行等缺点㊂因此,随着对硫酸钙晶须制备工艺研究的不断深入,常压法制备硫酸钙晶须越来越受到国内外学者的关注[12-14]㊂根据制备过程中反应介质的不同,可将常压法制备硫酸钙晶须分为常压盐溶液法㊁常压酸化法和常压醇-水溶液法等㊂通过在反应体系中引入可电离的盐㊁酸或醇类等物质来降低反应体系中水的活度,从而实现常压下钙离子与硫酸根离子沿一维方向生长㊂本文针对将二水硫酸钙晶须应用于高分子有机物填料时易受热分解产生水,进而形成气泡,导致其补强性能减弱的问题,采用常压酸化法,以天然石膏为原料㊁硝酸为反应助剂,系统研究不同工艺条件对所得产物物相与显微形貌的影响,以期获得制备半水硫酸钙晶须的优化工艺条件㊂1材料与方法1.1材料试验所用天然石膏样品取自四川康定某石膏矿,样品经43ħ烘干后,球磨过100目筛,备用㊂石膏样品的化学成分为:ω(C a O)=34.27%,ω(S O3)=41.58%,ω(S i O2)=1.02%,ω(M g O)=2.38%,ω(A l2O3)=0.52%,ω(F e2O3)=0.25%,烧失量为19.98%㊂试验所用硝酸为分析纯㊂1.2试验步骤准确称取一定质量的天然石膏样品放入锥形瓶中,向瓶内加入一定量设定浓度的硝酸溶液,将锥形瓶置于水浴摇床中,摇床转速设为240 r/m i n,在一定温度下反应一段时间后,抽滤,滤饼洗净后在40ħ下烘干备用,收集滤液用于后续研究㊂具体反应式为C a S O4㊃2H2O+HN O3=C a2++S O42-+H++N O3-+2H2O,(1)C a2++S O42-+0.5H2O=C a S O4㊃0.5H2O(晶须)㊂(2)考查固液比㊁硝酸浓度和反应温度对产物形貌的影响,采用单因素试验确定优化的试验参数,试验方案见表1㊂表1硝酸酸浸天然石膏试验方案T a b l e1 E x p e r i m e n t a l s c h e m e o f n a t u r a lg y p s u m l e a c h i n g w i t h H N O3样品编号固液比/(g㊃100m L-1)硝酸浓度/(m o l㊃L-1)反应温度/ħA184100A2104100A3124100A4144100A5164100B1101100B2102100B3103100B4104100B5105100C110470C210480C310490C4104100 1.3主要仪器采用X射线荧光光谱仪(荷兰帕纳科公司㊃2㊃2024年第4期I M&P 化工矿物与加工第53卷A x i o s 型,高压发生器最大功率为2.4k W ,陶瓷X 射线管,R h 靶)对原料的化学成分进行定量表征;采用X 射线衍射仪(荷兰帕纳科公司X 'pe r t pr o 型,以C u 为阳极,步长为0.02ʎ,测试范围为3ʎ~80ʎ,采样时间为0.5s ,管电压为40k V ,管电流为40m A )对所得产物的物相与晶型进行表征;通过X R D 半定量分析所得产物中各晶相的含量;采用O l y m p u s -B X 51型光学显微镜对所得样品的显微形貌与结构进行表征㊂2 结果与讨论2.1 固液比对酸浸产物物相及显微形貌的影响固液比对所得产物物相与显微形貌的影响见图1㊂图1 不同固液比下产物的晶相组成和晶相质量分数F i g .1 C r y s t a l p h a s e c o m p o s i t i o n a n d c r y s t a l ph a s e c o n t e n t o f p r o d u c t s w i t h d i f f e r e n t s o l i d t o l i qu i d r a t i o 由图1可知:当反应的固液比为8g /100m L时,所得产物的物相主要为烧石膏,另有一定量的石膏和硬石膏,质量分数分别为79%㊁16%和5%;随着固液比的增大,产物中烧石膏的质量分数呈先升高后降低的趋势;当固液比为10g /100m L 和12g /100m L 时,所得产物中烧石膏晶相质量分数达到最高值;继续增大固液比,产物中烧石膏质量分数逐渐降低,石膏相质量分数逐渐升高㊂这主要是因为随着固液比的增大,体系中二水硫酸钙的溶解度降低,溶解-重结晶的半水硫酸钙的量也随之减少[15]㊂因此,较优的固液比为10g/100m L 或12g /100m L ㊂不同固液比对所得样品显微形貌的影响见图2㊂图2 不同固液比下产物的显微形貌F i g .2 M i c r o m o r p h o l o g y o f t h e s a m pl e s w i t h d i f f e r e n t s o l i d t o l i qu i d r a t i o 由图2可知:当固液比为8g /100m L 时,所得产物A 1中除含有大量纤维外,还含有一定量的颗粒状物质;结合物相分析可知,纤维状物质为烧石膏晶须,颗粒状物质为石膏或硬石膏;当反应的固液比为10㊁12㊁14g /100m L 时,所得样品的形貌较为均一,均为纤维状;继续增大固液比至16g /100m L ,所得样品中含有大量的颗粒状物质,纤维状物质较少,且纤维状物质的缺陷较多㊁均一性较差;这主要是因为当反应的固液比为16g/100m L 时,产物中存在大量未被溶解的石膏相;这与上述X R D 的分析结果一致㊂㊃3㊃陈秋菊等:天然石膏制备烧石膏晶须试验研究2024年4月不同固液比下所得晶须样品的长度和长径比见图3㊂图3 不同固液比下晶须产物的长度与长径比F i g .3 L e n g t h a n d l e n gt h -d i a m e t e r r a t i o o f w h i s k e r p r o d u c t s w i t h d i f f e r e n t s o l i d t o l i qu i d r a t i o 由图3可知:当固液比为8g /100m L 时,所得样品中晶须的长度约为663.5μm ,长径比为34.9;随着固液比的增大,晶须的长度逐渐减小,晶须的长径比则呈现先增大后减小的趋势㊂当固液比为10g /100m L 时,样品中晶须的长度为579.5μm ,此时的长径比为52.6;继续增大固液比至12g /100m L ,晶须的长度为626.5μm ,此时晶须的长度和长径比波动最小,所得样品中晶须的形貌最为均一㊂2.2 硝酸浓度对产物物相的影响硝酸浓度对所得产物物相与显微形貌的影响见图4㊂由图4可知:当硝酸浓度为1m o l /L 时,所得产物的物相主要为石膏,另有少量的烧石膏,质量分数分别为98%和2%;随着硝酸浓度的升高,产物中石膏质量分数逐渐降低,烧石膏质量分数逐渐升高;当硝酸浓度为4m o l /L 时,所得产物中烧石膏相的质量分数达到最高值,烧石膏㊁石膏和硬石膏的质量分数分别为98%㊁1%和1%㊂继续升高硝酸浓度,产物中烧石膏相的质量分数略有降低,石膏相和硬石膏相的质量分数略有升高,这主要是因为硝酸浓度的升高增大了石膏原料在体系中的溶解度[16]㊂因此,最佳硝酸浓度为4m o l /L㊂图4 不同硝酸浓度下产物的晶相组成与晶相质量分数F i g .4 C r y s t a l p h a s e m a s s f r a c t i o n a n d c r y s t a l ph a s e c o n t e n t o f p r o d u c t s w i t h d i f f e r e n t H N O 3co n c e n t r a t i o n 不同硝酸浓度对所得样品显微形貌的影响见图5㊂图5 不同硝酸浓度下晶须产物的显微形貌F i g .5 M i c r o m o r p h o l o g y o f t h e s a m pl e s w i t h d i f f e r e n t H N O 3co n c e n t r a t i o n ㊃4㊃2024年第4期I M&P 化工矿物与加工第53卷由图5可知:当硝酸浓度为1m o l /L 和2m o l /L 时,不能制备出半水硫酸钙晶须,产物大部分仍为颗粒状的二水硫酸钙,与原料的形貌无明显变化;当硝酸浓度升高至3m o l /L 时,产物中出现纤维状物质,但此时仍存在大量颗粒状物质;继续升高硝酸浓度至4m o l /L 和5m o l /L 时,产物中主要为纤维状物质,颗粒状物质较少;这与上述X R D 的分析结果一致㊂晶须样品B 3㊁B 4和B 5的长度和长径比随硝酸浓度的变化见图6㊂由图6可知:当硝酸浓度为3m o l /L 时,所得样品中晶须的长度约为459.5μm ,长径比为22.4;随着硝酸浓度的升高,晶须的长度逐渐增大,并且波动程度逐渐减弱;晶须的长径比也呈逐渐上升趋势,但波动程度先减弱后增强;在硝酸浓度为5m o l /L 时,样品中晶须的长度为612μm ,长径比为64,晶须长度和长径比最大;而当硝酸浓度为4m o l /L 时,晶须长度和长径比波动程度最弱,此时制得的晶须最为均一㊂图6 不同硝酸浓度下晶须长度与长径比F i g .6 L e n g t h a n d l e n gt h -d i a m e t e r r a t i o o f w h i s k e r p r o d u c t s w i t h d i f f e r e n t H N O 3co n c e n t r a t i o n 2.3 反应温度对产物物相的影响反应温度对所得产物物相与显微形貌的影响见图7㊁图8㊂由图7可知:当反应温度为70ħ和80ħ时,所得产物为单一石膏相;随着反应温度的升高,产物中烧石膏相的质量分数逐渐升高;当反应温度为100ħ时,产物中烧石膏相的质量分数达到最高值,为97%,这主要是因为反应温度的升高有利于体系中溶解的钙离子与硫酸根离子沿一维方向生长为烧石膏晶须[17]㊂图7 不同反应温度下产物的晶相组成与晶相质量分数F i g .7 C r y s t a l p h a s e m a s s f r a c t i o n a n d c r y s t a l ph a s e c o n t e n t o f p r o d u c t s w i t h d i f f e r e n t r e a c t i o n t e m pe r a t u r e s 反应温度对所得样品显微形貌的影响见图8㊂由图8可知:当硝酸浓度为1m o l /L 和2m o l /L 时,不能制备出半水硫酸钙晶须,产物大部分仍为颗粒状的二水硫酸钙,与原料的形貌无明显区别;当硝酸浓度升至3m o l /L 时,产物中出现了纤维状物质,但此时仍存在大量颗粒状物质;继续升高硝酸浓度至4m o l /L 和5m o l /L 时,产物中主要为纤维状物质,颗粒状物质较少;这与上述X R D 的分析结果一致㊂图8 不同反应温度下晶须产物的显微形貌F i g .8 M i c r o m o r p h o l o g y o f t h e s a m pl e s w i t h d i f f e r e n t r e a c t i o n t e m pe r a t u r e s ㊃5㊃陈秋菊等:天然石膏制备烧石膏晶须试验研究2024年4月通过试验发现,当反应温度为70ħ和80ħ时,不能制备出半水硫酸钙晶须,产物大部分仍为二水硫酸钙原料,形貌无明显变化㊂从图8中可以看出,C3和C4样品中均存在大量纤维状物质,且晶须发育较为完善,晶体缺陷较少㊂不同反应温度下所得样品的长度和长径比见表2㊂由表2可知:C3中晶须样品的长度为577~691μm,长径比为53~68;C4中晶须样品的长度为509~ 650μm,长径比43~62,略小于C3样品㊂表2不同反应温度下所得样品的长度和长径比T a b l e2 L e n g t h a n d l e n g t h-d i a m e t e r r a t i o o f s a m p l e so b t a i n e d a t d i f f e r e n t r e a c t i o n t e m p e r a t u r e s样品序号反应温度/ħ长度/μm长径比C170--C280--C390577~69153~68C4100509~65043~62 3结论a.以天然石膏为原料㊁硝酸为助剂,采用常压酸化法成功制备出了具有高长径比的烧石膏晶须样品㊂b.烧石膏晶须适宜的制备工艺条件为:固液比10g/100m L,硝酸浓度4m o l/L,反应温度100ħ,反应时间120m i n㊂最优条件下所得样品的物相主要为烧石膏相,另有极少量的石膏相和硬石膏相,样品中晶须的长度为509~650μm,长径比为43~62,可作为增强材料应用于造纸领域或直接作为过滤材料㊂c.样品中烧石膏晶须的质量分数随着硝酸浓度和反应温度的升高而升高,样品中晶须的质量分数随着固液比的增大呈先升高后降低的趋势㊂4参考文献[1]魏玮,刘伟,李麒,等.S i C晶须对S i B C N基陶瓷复合材料性能的影响[J].材料工程,2023,51(5):138-145.W E I W,L I U W,L I Q,e t a l.E f f e c t o f S i C w h i s k e r o n p r o p e r-t i e s o f S i B C N b a s e d c e r a m i c c o m p o s i t e s[J].J o u r n a l o f M a t e-r i a l s E n g i n e e r i n g,2023,51(5):138-145.[2]梁媛媛.A l2O3晶须强化细晶氧化铝陶瓷的放电等离子烧结研究[J].耐火与石灰,2018,43(3):45-50.L I A N G Y Y.S p a r k p l a s m a s i n t e r i n g o f f i n e-g r a i n e d a l u m i n a c e r a m i c s r e i n f o r c e d w i t h a l u m i n a w h i s k e r s[J].R e f r a c t o r i e sa n d L i m e,2018,43(3):45-50.[3]史卓涛,智强,白宇松,等.利用高长径比β-S i3N4晶须模压制备氮化硅多孔陶瓷及性能研究[J].陶瓷学报,2022,43(4): 644-651.S H I Z T,Z H I Q,B A I Y S,e t a l.P r e p a r a t i o n a n d p r o p e r t i e s o f s i l i c o n n i t r i d e p o r o u s c e r a m i c s t h r o u g h m o l d i n g w i t h h 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关于应城石膏问题的研究应城市第一中学吴桂清课例类别：完全探究·课题研究学习科目：社会/经济学段/年级：高中一年级学习时间：1个月一、课题由来石膏是我市的支柱产业，应城素有“膏都盐海”之称，对于我市的高中学生来说，石膏与他们的祖辈相连，也与他们自己相关。

一部石膏开采史几乎就是一部应城的近代史、现代史、当代史。

同时石膏在化学教材中已经出现。

所以作为应城高中生都希望了解一下石膏的有关问题。

二、提出课题计划，组织学生体验课题计划由教科室提出，由高一年级组织有兴趣的学生组成课题小组，课题小组分文综与理综两组。

文综研究石膏经济史、政治史以及石膏的开发前景。

理综研究石膏的成因、开采流程、产品开发等。

2001年11月4日晚自习，一年级各班学习委员在班上围绕石膏研究计划，组织有兴趣的学生自报研究项目。

自报项目汇总后，教科室归类整理为五大块。

（1）应城的地质构成与石膏成因；（2）石膏开采工艺的变迁；（3）石膏产品的开发与展望；（4）应城的历史与石膏发展的关系；（5）石膏的经济前景。

教科室请相关老师和社会上的专家给学生就这五块分别作相应的辅导报告。

组织学生到生产一线去体验，11月9日，教科室组织了课题小组的42人到省膏矿四分矿参观体验。

在200多米的井下目睹了开采流程、矿床分布，工人们艰辛的劳动情景，在井上参观了膏粉厂、制板厂、选矿场。

听了有关技术人员的现场讲解，同学们也咨询了很多问题。

三、确定各自的研究课题，收集相关材料经过参观、学习、讨论，同学们确定了自己的研究课题：1. 怎样测量石膏的纯度2. 探析CaSO4〃2H2O(石膏)晶体结构3. 怎样提取CaSO4〃2H2O中的H2SO44. 怎样增大CaSO4〃2H2O的溶解度5. 膏枕的医疗原理6. 怎样增强石膏的硬度7. 半水粉的物理性能8. 怎样增强膏雕材料的韧性9. 膏粉能改变碱性土壤的pH值吗10. 怎样搞好矿道的消尘11. 怎样处理好富矿的保护与贫矿开采的经济效益12. 利用密度分离青膏与白膏13. 怎样与盐同时开采增加经济效益14. 怎样充填才不致使地表受破坏15. 石膏开采隧道的再利用16. 石膏在住宅中可以扮演哪些角色17. 石膏工艺品的开发前景18. 石膏与新四军五师的发展19. 石膏与旧社会应城的农村经济20. 石膏产品开发的市场前景21. 石膏产品开发中的品牌问题22. 要重视手工工艺在石膏产品开发中的重要性23. 石膏文化从哪些方面影响着应城人的经济观念24. 对膏矿发展思路的若干建议围绕上述的自定课题，许多学生走进应城图书馆、走进石膏行业的相关部门、走进实验室，收集资料，观察现象。