Сульфатное сырье

Сульфатное сырье в промышленности строительных материалов наиболее широко представлено сульфатами кальция и сульфатами натрия.

В природе сульфат кальция образует залежи гипсового камня, состоящего из двух минералов — двуводного гипса CaSO₄·2H₂O и ангидрита — или безводного сульфата кальция CaSO₄. Оба эти материала осадочного происхождения и находятся вместе в различном количественном соотношении.

Гипс — это мягкий белый кристаллический минерал, плотность 2,2—2,4 г/см³. Он плохой проводник тепла, частично растворим в воде, природными примесями окрашивается в желтоватый, голубоватый, бурый и даже темный цвет. В природе гипс встречается в виде ряда разновидностей — крупнокристаллической, волокнистой и наиболее чистой, называемой гипсовым шпатом. Кроме этих разновидностей, гипс может быть чешуйчатого, листового и землистого строения.

Ангидрит CaSO4 тверже двуводного гипса, плотность его 2,9—3,1 г/см³, образует обычно белые кристаллы, иногда окрашенные примесями в серые, голубоватые и красные тона.

При нагревании до 200°С двуводный гипс сначала частично дегидратируется, превращаясь в так называемый полуводный, обладающий свойством при затворении водой схватываться и затвердевать в гипсовый камень. Полная дегидратация гипса происходит при прокаливании его свыше 200° С. При обжиге около 600—700°С двуводный гипс и ангидрит образует гипсоангидритовый цемент, а свыше 900° С — высокообжиговый гипс.

Гипс используют для получения воздушных вяжущих веществ как добавку к портландцементу и в состав расширяющихся цементов, для изготовления штукатурки, различных декоративных поделок, форм в керамике, а также в медицине для наложения шин и повязок при костных переломах.

Сульфаты натрия Na₂SO₄ встречаются в природе в виде минералов мирабилита Na₂SO₄·10H₂O и тенардита Na₂SO₄. Мирабилит иначе называют глауберовой солью. Он по внешнему виду представляет собой бесцветные прозрачные кристаллы горько-соленого вкуса. На воздухе мирабилит выветривается, теряя до 8 частей кристаллизационной воды. Сульфат натрия может содержать в качестве примесей поваренную соль, сернокислый кальций, сернокислый магний и соли железа, последние окрашивают его в желтые тона. Наиболее высококачественным природным сульфатом считается сульфат Кара-Бугазского месторождения и Аральский. Кроме естественного, техническое значение имеет искусственно полученный сульфат, образующийся при взаимодействии серной кислоты с хлористым натрием.

Оба вида сульфата используют главным образом в стеклоделии для ввода в состав стекол окиси натрия, а также как основной вид сырья при получении жидкого стекла.