石膏不仅是重要的工业原料

关于提升石膏产业技术含量的浅见
一．引言
石膏不仅是重要的工业原料，而且是新型建材与装饰的主要材料，它在国民经济的发展、人民生活和现代化建设中占有重要地位。

石膏是胶凝材料的一种，在国内的应用领域还是以传统的建材为主，石膏建材制品是具有隔热,隔音,防火,防潮调节功能的"绿色建材"；随着社会进步与科学技术的发展，古老的产品形式已现代化了，它以其质轻、防火、变形小、吸潮（具有呼吸功能）、加工性能好的材性优势，应用领域愈来愈广；现代科学技术的发展已能够极大的赋予石膏材料更加优良的适用性能，其发展前景非常广阔。

我国传统石膏制品建筑石膏、模型石膏，近十几年来生产规模迅速膨胀，从年产几千吨已逐步发展到10～20万t的大型自动化程度较高的生产线,已能生产出从简单的β- 半水石膏到几十种不同性能,多种用途的石膏胶结料；石膏粉的产品质量有很大的提高。

目前，已能生产部分取代进口的模型石膏粉、自流平材料、黏结剂等高档材料,国产粉剂石膏已在北京、上海等地得到推广应用，经济和科技的发展为我国石膏的开发利用提供了广阔的空间.近年来我国在这方面做了大量的工作，我国石膏和以石膏为原料的新型建材企业和科研单位积极开发出了一系列具有高附加值、高科技含量的石膏高新技术产品，取得了重大的进展。

十余年来致力于高强石膏材料的研发工作，使我深感西部地区在高新技术领域存在的差距。

2000年宁夏赛马集团与宁夏建筑材料研究所共同建成的《年产5000吨a型超高强石膏工业试验性项目》设计产品为工艺石膏粉、首饰模具石膏粉，终因技术的不成熟在三年后遭遇拆除停产的厄运。

作为当时的项目负责人在颇觉遗憾的同时，也发现了该项目所蕴含的发展机遇，这就是我个人企业惠农区锦龙石膏粉厂的诞生，该高强石膏粉生产线是与江苏红阳集团合作创建，具有国
际先进的技术理念，有着国内同类生产线无法比拟的优点，其生产工艺简单，最大限度地利用能源，经测算：吨半水石膏生成热耗不高于750大卡，折合标准煤只有107千克；生产过程无污染、无有害物质排放，具有节能、降耗、质优、易控等优势。

经验表明，不断地研发投入与理念的创新是高级石膏材料产生的源泉，技术水平与技术成果的应用是解决高级石膏材料适用性的关键，只有将不同行业的成熟经验与优秀成果加以运用，才能创造出高品质、高附加值的石膏型新材料。

二．当前我国石膏工业面临的问题及发展对策
面临的问题
目前，国内外的石膏建筑制品已向质轻、高强、多功能、环保等方向发展，正在逐步取代传统的墙体材料和装饰与装修材料，从而成为石膏制品中的主导产品。

综合国内外研究现状，石膏及其制品除了在水泥、陶瓷、化工、医药、食品和精密铸造等行业有着广泛的应用以外，其主要的研究领域是高强石膏粉、新型石膏墙板、高强度装饰板材、石膏砌块、高级建筑装饰品、石膏粉刷材料、石膏基复合材料以及相应的规模生产技术和装备的研究与开发等。

尽管我国石膏的开发利用成绩很大，直接促进了我国石膏工业的快速发展.，但进入新世纪以来的国内外宏观经济环境的变化将对石膏工业和以石膏为原料的新型建材工业产生如下影响：
(1) 传统的低档次的以石膏为原料的新型建材产品出现饱和甚至过剩,中高档新型建材产品及石膏制品仍存在相当缺口，即出现了总量供给过剩与结构性供给短缺并存的格局。

(2) 石膏企业竞争激烈,市场秩序混乱.全国几千家企业参与市场竞争，导致行业落后、无序和过度竞争，长期以来，由于石膏资源无序开发，乱采乱挖,至使石
膏市场结构失衡、无序竞争、低价倾销的现象十分严重。

⑶我国石膏粉厂产量大部分是0.5-5.0万/年，因受生产工艺、设备、原料、人员素质等条件限制，能够稳定、连续、持久地生产的企业不多。

我国石膏粉企业生产存在的显著问题是三放：即生产粗放、管理粗放、检测控制粗放。

例如：规模产量小，生产设备十分简陋，入窑颗粒大小不均，石膏原料成分波动很大，缺少或基本没有原料、成品的均化设施。

管理上的随意性大，没有或没有严格的管理制度，或有了制度不严格执行各项管理制度，操作工人没有接受正规的专业知识和基本技能培训。

有的企业没有基本的产品检测仪器和设备，甚至不配备专职质量检测人员，有的企业只有一点简陋的检测仪器，根本不能胜任产品的质量控制任务。

如此等等，造成了石膏粉产品质量极不稳定，性能指标偏差很大，强度偏低，尤其凝结时间极不稳定，严重影响了用户的使用和信心，更直接影响到企业的经济利益。

发展对策
通过不断优化石膏工业的技术结构、产品结构，最终使石膏市场结构得到进一步优化，加快先进工艺的发展促进落后工艺的淘汰，借鉴外国石膏工业产品质量控制策略与措施，尽快把我国石膏质量提高到一个崭新水平。

一是提高我国产品的技术含量和质量，增加产品的附加值，发挥资源优势，提高产品竞争能力，在结构调整和升级过程中，以市场为导向, 实现规模经济。

稳定生产，精密控制是生产高质量石膏粉的前提，应当引起各石膏粉生产企业的高度重视。

二是要建立国际石膏市场的销售网络，开拓国际石膏市场。

三是在国际石膏产品名牌上下工夫,树立起世界级的国际石膏名牌。

四是实施市场多元化战略, 在不放弃传统市场的同时灵活运用多种贸易形式开拓新市场
三．特种石膏的种类
石膏是一种重要的非金属矿产资源，用途十分广泛，随着工业和科学技术的发展，人们生活水平的提高，在生活中对石膏的需求日益增长。

根据石膏自身特性和各领域对其应用要求的不同，其用途一般主要分为三大类：第一是石膏原矿的直接应用，主要被用于水泥缓凝剂、食用石膏、光学器械等；第二是石膏在建筑材料方面的应用，主要是二水石膏矿石经煅烧变成β型半水石膏后被制成各种石膏制品，如纸面石膏板、各类石膏砌块、石膏装饰板、石膏墙板、粉刷石膏、粘贴石膏、石膏腻子等各类建筑用石膏产制品；第三是特种用逕石膏产制品，主要是对石膏产品有着较高的纯度要求、特殊或严格的性能指标要求的一些应用量相对较少的非建筑材料的应用领域，如各类陶瓷模具、工业模具、工艺美术、精密铸造、航空、汽车㈁橡胶、塑料〉船舶、机械、工业填料、医用、卫生等行业。

产品种类主要有：
● 精密铸造石膏粉● 首饰铸造石薏粉
● 陶瓷原模石膏粉● 超硬石膏
● 牙模石膏粉● 医用绷带石膏
● 低膨胀石膏● 高膨胀石膏
● 玩具用石膏● 工艺美术石膏
高档工艺美术粉，其主要市场在我国广东及福建两省，其制得的工艺美术品主要售往欧美国家做圣诞礼物馈送亲友，这种产品目前所用的原料主要为不饱和环氧树脂，其价格为（6000—8000元/吨），而且制作过程中产生有害气体，有
害健康，同时这种树脂不易降解，对环保造成一定危害，因此西方国家纷纷要求采用其它无污染，易降解的材料来代替，经过不断的研制开发和实践改进，采用一些特殊工艺方法生产的具有较高的某些性能指标的高强或超高强石膏粉完全可替代部分树脂产品，生产出符合玩具要求和环保要求的产品，据不完全统计，广东及福建的这种工艺美术厂达500家以上，年用量约10—15万吨/年。

陶瓷母模粉，主要用于生产高档次陶瓷模具用母模石膏，目前国内大多从德、美、台湾等地进口，其价格5000—6000元/吨，据不完全统计，年需求量达5000—6000吨。

首饰铸造及精密铸造粉，主要用于金银首饰及结构复杂的精密铸件铸造用的模具制造。

目前我国首饰铸造业所用的石膏模具大部分采用进口产品，主要从德国、美国进口，每吨6000元左右。

据我们调查，仅福建金得利首饰公司每年从德国进口600吨铸造粉，价格6000元/吨。

此外，在广东、福建首饰业集中的地方，据估计每年进口首饰铸造粉约3000吨左右；精密铸造用的石膏粉每年10000—12000吨，进口量7000—8000吨，进口价格2万元/吨，主要用于汽车、航空、精密仪器等工业。

铝合金石膏型精密铸造技术是在20世纪六七十年代，美，日等国研发的一种铝及铝合金铸件，制品，用品的最先进的工艺技术。

我国已于20世纪80年代初开始在军工部门引进，开发，已取得了较大的进展，积累了许多宝贵的经验和教训。

铝合金石膏型精密铸造的特点
1）与砂型，陶瓷型，薄壳型等铸造法比较，拔摸石膏型精密铸造工艺简单，生产周期
短，铸件的精密度高，表面质量好，成本低，使用设备少，能耗低，铸件清理容易，无污染，劳动强度低。

2）可铸造外型内构极为复杂的整体铸件，取代过去由多个机械加工或伴金冲压件组成
的零件（如有几十个个叶片的叶轮）,不但大大地扩大了零件设计的自由度，提高了产品的机械性能，缩小了体积，而且大大简化了加工工序，省去了大量的设备，缩短了加工周期，从而使成本大为降低。

3）不但可以很逼真地铸造出复杂的外型和精细的内部结构，还可铸造出微细表面结构。

4上马快，适应面广，既可铸造小型的精密要求不高的铸件，也可铸造大型的密度和表面光洁度要求很高的铸件；既可铸造铝合金，低熔点合金铸件，也可铸造金，银，铜合金。

5）石膏型的残留强度低，清理铸件容易且无灰尘。

6）由于石膏型的导热性差，又是采用热型浇注以及某些合金的结晶间隔宽，这就使得合金液浇注后，铸件的结晶凝固时间长，致使铸件产生气孔，针空，疏松，缩空的倾向大，也使铸件的经理晶粒，机械性能下降。

石膏型精密铸造适于生产尺寸精确，表面光洁的精密铸件，特别适宜生产大型复杂薄壁铝合金铸件，也可用于锌、铜、金、银等合金铸件。

铸件最大尺寸达1000×2000mm、重量0.03～908kg，壁厚0.8～1.5mm（局部0.5mm）。

石膏型精密铸造己被广泛应用于航空、宇航、兵器、电子、船舶、仪器、计算机等行业的零件制造上。

近年来国内研制开发的精密铸造用石膏产品，其性能指标与进口产品相相比具有一定差距，只能用作一般铸件。

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晶须是指具有固定的横截面形状、完整的外形、完善的内部结构、长径比高达5～1000的纤维状单晶体。

晶须作为复合材料中最为重要的增强组份得到美国、
日本等工业发达国家的高度重视。

国际上石膏晶须的商品名称为“ONODA-GPF”，基本上用水热法制造，有半水和无水几种。

石膏晶须主要用于树脂、橡胶、涂料、造纸中的增强剂或功能型填料，又可以用于磨擦材料、建筑材料、密封材料、保温及阻燃材料等。

石膏晶须具有优良的性能，作为增强剂可提高制品强度30%左右。

目前国际市场上的价格为每吨3万元。

石膏晶须的性能优良、应用广泛，可用于下述几个方面：
1、造纸原料
石膏晶须是很好的造纸原料，长径比≥100（50以上），即可代替部分或大部分纸浆，（50-70%）作为制造特种石膏纸，长径比≤50的可作纸张的高级填料（15-20%），这样可以大大增加纸的产量，降低木材（木浆）消耗，即保护了环境，又减少造纸厂中的废水排放，减少污染。

目前全国年消耗纸张3000-4000万吨，仅占其中1%，每年即需求30-40万吨石膏晶须。

2、复合材料增强：石膏晶须适合作为塑料、橡胶、聚氨酯、金属及陶瓷的增强组元。

在塑料中加入石膏晶须后，可提高材料的机械强度、耐热性及尺寸稳定性。

3、用于磨擦材料：石膏晶须无毒，适合作为石棉的代用品。

西方国家已禁止在磨擦材料中使用石棉，特别是轿车磨擦片。

加入石膏晶须，可提高磨擦系数的稳定性及耐磨性。

4、用于环境工程：石膏晶须可用于环境工程方面，因其具有较大的比表面积，可用于过滤材料除去废气及废水中的有害杂质。

高档石膏粉产品，不但应用广泛，而且需求潜力巨大，经济、社会效益显著，有望成为石膏产业中的金饽饽！
四．特种石膏的应用前景
特种石膏粉是根据其应用领域和要求，采用特殊工艺方法或者采用特殊原料（外加剂）配置的、具有特殊的性能指标和特殊用途的功能性石膏产品。

特种石膏粉的生产或配置一般都是采用高档次的石膏粉产品（高强石膏粉）为基料或者掺加少量的高性能建筑石膏粉，一种或多种微量特殊的外加剂共同混合均匀后得到。

目前市场上较为常见的特种石膏产品主要有以下几类：
1、中、高档次陶瓷模具石膏粉：主要用于中高档次陶瓷产品的模具制造。

2、工艺美术石膏粉：主要用于生产高档次工艺美术品、玩具等。

3、精密铸造石膏粉：航空、航天等精密金属部件铸造、首饰模具。

4、高档次高强石膏粉：高档建筑装饰、雕塑等。

5、齿科石膏粉：齿科用超硬石膏、齿科模具。

6、原模石膏粉：主要用于生产高档陶瓷模具的母模。

特种石膏粉由于其优越的性能，已逐渐成为很多领域的主要生产材料，一度成为市场上热销产品。

综上所述，研究与开发中高档次的石膏材料是提升企业品牌战略的需要，是企业实现规模经济的前提，积极开发出了一系列具有高附加值,高科技含量的石膏高新技术产品，进一步扩大市场份额，充分发挥资源优势，提高竞争能力有利于增强规模经济和范围经济的优势，可以更广泛地利用经济资源和市场空间，走上可持续发展的道路，创造出可观的经济效益。