α—半水石膏的制备方法
α—半水石膏由二水石膏在一定的工艺条件下转化得到，其中二水石膏原料有天然石膏、磷石膏和化学石膏，以天然石膏为原料制备的α—半水石膏强度最高，磷石膏中由于含有较多的磷、氟等杂质导致强度较低，而化学石膏溶解度较大，转变成的α—半水石膏晶体细小，强度低。从二水石膏脱水的角度考虑，制备α—半水石膏的方法可以分为加压水蒸汽法和水热法。加压水蒸汽法是我国目前主要采用的方法，其原料要求较高，一般为结晶度较好的天然石膏，制得的α—半水石膏强度为25～50MPa。水热法又可分为加压水溶液法和常压盐溶液法，由于水热法可以通过控制每个晶面的生长速率来控制晶型，因此此法所制得的α—半水石膏强度较高。加压水蒸汽法和加压水溶液法都需要较高的压力，能耗较大，而常压盐溶液法可以在常压的条件下实现晶体转化，能耗较低，但与此同时，此法的工艺设备较为复杂，实验室研究较多，工业应用很少。
加压水蒸气法
加压水蒸气法制取α—半水石膏的方法由宁夏建材研究所在1978年试验成功，方法是将二水石膏破碎后，通入2～8MPa的高压水蒸气，转化1.5～10h后在90～160℃条件下常压干燥3～9h，磨碎后得到α—半水石膏。所用的水蒸气压力越大，蒸压的时间越短，同时要控制α—半水石膏的析出速度，若速度太快，生成的晶体中含有针状的形貌。蒸压法制得的α—半水石膏强度与所用原料有很大的关系，所用的二水石膏越密实越容易形成高强度的α—半水石膏。蒸压法所使用的蒸压设备有2种类型，卧式与立式蒸压釜，如果在卧式蒸压釜中转化，转化后需要将转化后的α—半水石膏送入干燥器中干燥，期间由于压力和温度的降低可能会使部分α—半水石膏吸水又转化为二水石膏，导致产品不纯。如果使用立式蒸压釜，转化和干燥可以同时在蒸压釜内进行，但干燥时需要不断的向蒸压釜内送入热空气，耗能较大。
水热法
二水石膏在干燥的条件下脱水生成β—半水石膏，而在溶液或者水蒸气的环境下脱水可生成α—半水石膏。与蒸压法相比，由于水热法工艺能提供更为充分的液相环境，使得α—半水石膏可以在液相中充分地成核、生长，所以通过水热法制备的α—半水石膏晶体缺陷较少、发育较完整、强度较高，目前主要由水热法制备高强石膏。但水热法工艺流程长，影响因素较多，导致生产不好控制，制备的半水石膏质量不稳定。
1加压水溶液法
加压水溶液法是在掺加晶形转化剂的水溶液中加入二水石膏粉末，在密闭的容器中升温到120～140℃，在饱和水蒸气压下恒定一段时间，二水石膏将转化为短柱状的α—半水石膏，然后经过压滤或离心脱水、干燥和磨细，制成高强石膏粉。此工艺比较复杂，生产效率较低，能耗相对较高，导致成本升高。但是此法生产的高强石膏强度等级很高，可达30～70MPa，甚至可以达到100MPa。
2常压盐溶液法
二水石膏微溶于水，Robin D Fisher等利用信道流量控制系统（CFC）和ICP对二水石膏进行了溶解动力学研究，实验得出，在对二水石膏表面粗糙度校正后，二水石膏溶解于水中的通量为(1.1±0.4)×10—8 mol/(cm2·s)，二水—半水的转化为溶解再结晶的过程，而二水石膏在水中的溶解度很低，因此需要在溶液中加入一种能增大溶解度的物质，此物质可以是钠和钙等盐类，此方法即为常压盐溶液法。具体的工艺方法为：将二水石膏原矿磨细，加入到配制好的一定浓度的盐溶液中，在一定的温度下进行脱水反应，若干小时后对溶液进行过滤、洗涤、干燥，得到半水石膏样品。此方法不需要压力容器，比蒸压法更节能，具有良好的发展前景。但此工艺较为复杂，目前多数研究者仍在沸点温度（104℃）以上制取半水石膏，产物晶体形貌为针状，目前最高抗压强度为35MPa左右。
在不加入任何转晶剂的盐溶液中，由于α—半水石膏的生长习性为针状，标准稠度需水量很大，导致硬化体内部产生大量的空隙，大大降低了α—半水石膏的强度，加入转晶剂后，可以使得α—半水石膏形成粗大紧密的短柱状晶体，由于其具有较小的比表面积，使得标准稠度需水量减少，因此硬化体强度高。转晶剂主要有无机盐类（三价铁铝盐类等）、多元有机酸（柠檬酸与EDTA等）、大分子类（糊精与明胶等）以及表面活性剂（十二烷基苯磺酸钠等）4大类，加入转晶剂使α—半水石膏由针状转为粗大紧密的短柱状是制备高强度α—半水石膏的关键。
以磷石膏为原料制备
蒸压法和水热法制备α—半水石膏的强度受二水石膏原料质量的影响较大。湿法磷酸生产中会产生大量的副产磷石膏，平均1t磷矿产生大约1～2t磷石膏。磷石膏利用率较低，大量堆积，若用于制备α—半水石膏，原料易得。然而，磷石膏比一般的二水石膏如烟气脱硫石膏等具有更为复杂的成分，主要为磷矿中带入的各种不溶物如铁铝氧化物、重金属以及晶间的磷和氟等，以磷石膏制备高强度的α—半水石膏难度显著加大，目前以水热法制备较多。
（转自：中国粉煤灰产业联盟）
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