1. Sự tồn tại của các dạng thạch cao – canxi sunphat

Thạch cao, bột thạch cao – Canxi sunphat (CaSO4) là một hợp chất hoá học quen thuộc, nhưng nó tồn tại ở ba dạng pha cơ bản: Canxi sunphat khan (CaSO4), canxi sunphat hemihydrat (CaSO4.0,5H2O), và canxi sunphat đihydrat (CaSO4.2H2O), thường gọi là thạch cao, tồn tại ngoài tự nhiên ở dạng tinh thể đá thạch cao.Trong số này, canxi sunphat hemihydrat có hai dạng pha quan trọng: α – canxi sunphat hemihydrat (α-CaSO4.0,5H2O, gọi tắt là α hemihydrat, còn gọi là thạch cao sau nung, trên thị trường thường gọi là bột thạch cao) và β – canxi sunphat hemihydrat (β-CaSO4.2H2O, gọi tắt là β hemihydrat). Trong hệ canxi sunphat, sự chuyển hoá giữa các dạng pha diễn ra như sau:

CaSO4.2H2O ↔ CaSO4.0,5H2O ↔ CaSO4

Sự tồn tại của các dạng pha hệ canxi sunphat có thể biến đổi tùy thuộc vào điều kiện môi trường, chẳng hạn như nhiệt độ và độ ẩm. Các biến đổi này được thể hiện trên giản đồ pha CaSO4.H2O.

Theo giản đồ pha hệ CaSO4-H2O, độ hòa tan của canxi sunphat hemihydrat tăng trong khoảng nhiệt độ từ 0 đến 40 độ C. Tuy nhiên, ở nhiệt độ trên 40 độ C, độ hòa tan của tất cả các dạng pha canxi sunphat đều giảm.

2. Ứng dụng của thạch cao Canxi Sunphat.

Canxi sunphat có nhiều ứng dụng quan trọng trong nhiều lĩnh vực. Từ xa xưa, con người đã sử dụng canxi sunphat để làm vữa trát hoặc tạo hình trong các công trình kiến trúc cổ đại tại Ý, Ai Cập và nhiều nơi khác. Ngày nay, thạch cao canxi sunphat vẫn là một nguyên liệu xây dựng quan trọng, được sử dụng để làm vữa trát tường, kỹ thuật nặn tượng và nhiều ứng dụng khác. Thạch cao còn có các ứng dụng đặc biệt như làm khuôn đúc chịu nhiệt, khuôn mẫu trong nha khoa và làm chất hút ẩm. Trong lĩnh vực y tế, thạch cao được sử dụng để làm khung xương và bó bột. Ngay cả phấn sử dụng trong viết bảng cũng thường chứa thạch cao.

Mặc dù nhiều người sử dụng sản phẩm chứa canxi sunphat, không nhiều người hiểu cụ thể về quá trình chuyển pha của nó trong hệ. Thông thường, người ta mua bột thạch cao trên thị trường và trộn với nước để làm sản phẩm cứng lại nhanh chóng. Tuy nhiên, để tạo ra canxi sunphat dạng khan hoặc hemihydrat, cần thực hiện các quá trình chế tạo phức tạp.

Bột thạch cao trên thị trường thường là canxi sunphat hemihydrate hoặc canxi sunphat khan. Khi kết hợp với nước, nó chuyển sang dạng canxi sunphat đihydrate theo phương trình sau:

CaSO4·0.5H2O + 1.5H2O = CaSO4·2H2O hoặc CaSO4 + 2H2O = CaSO4·2H2O

Phương trình trên mô tả quá trình cơ bản trong việc sử dụng vữa thạch cao. Tuy nhiên, để có được canxi sunphat dạng khan hoặc hemihydrate đòi hỏi nhiều quá trình khác nhau.

3. Chế tạo thạch cao Canxi Sunphat

Có nhiều phương pháp để chế tạo canxi sunphat. Một trong những phương pháp đơn giản nhất là phản ứng chế tạo H3PO4 trong công nghiệp:

Ca5(PO4)3F + 5H2SO4 + 10H2O = 5CaSO4.2H2O + 3H3PO4 + HF

Một phương pháp khác là xử lý khí thải chứa khí sunfurơ trong công nghiệp bằng đá vôi:

CaCO3 + SO2 + 0,5H2O = CaSO4.2H2O + CO2

Ngoài ra, có phản ứng đơn giản khác là phản ứng của các muối canxi với axit sulfuric:

CaCO3 + H2SO4 + H2O = CaSO4.2H2O + CO2

Canxi sunphat cũng có vai trò quan trọng trong quá trình sản xuất super phosphat từ quặng apatit và đá vôi. Trong giai đoạn đầu của phản ứng, canxi sunphat được hình thành, sau đó, quá trình ủ trong phòng hoá tạo ra thạch cao.

Canxi sunphat đihydrat tự nhiên thường xuất hiện dưới dạng thạch cao, có cấu trúc tinh thể dạng phiến phẳng và rắn chắc, được gọi là statin. Statin này có cấu trúc tinh thể theo lớp phẳng dẹt và được khai thác làm đá xẻ. Canxi sunphat đihydrat cũng có dạng hạt rắn chắc gọi là alabaster. Để sử dụng, người ta khai thác nó từ tự nhiên và sau đó nung trong lò nung hoặc rang trên các chảo lớn. Sau đó, sản phẩm thu được được nghiền mịn, đóng gói cẩn thận và phân phối ra thị trường.

4. Tiềm năng chế tạo Canxi Sunphat ở Việt Nam.

Mặc dù Việt Nam có trữ lượng lớn thạch cao, nhưng khai thác và chế biến chưa được áp dụng quy mô lớn. Hiện nay, chưa có nhà máy sản xuất thạch cao nào tại Việt Nam, và nước ta vẫn phụ thuộc vào nhập khẩu thạch cao từ nước ngoài, đặc biệt là Trung Quốc. Tuy vậy, tài nguyên thạch cao của Việt Nam đang có tiềm năng phát triển để cung cấp cho ngành công nghiệp xây dựng và sản xuất vật liệu xây dựng trong nước. Việc phát triển công nghiệp chế biến thạch cao có thể mang lại cơ hội kinh tế quan trọng và giúp giảm sự phụ thuộc vào nhập khẩu.

Tóm lại, canxi sunphat là một hợp chất quan trọng với nhiều ứng dụng và quá trình chế tạo phức tạp. Sự hiểu biết về các quy trình chuyển pha trong hệ canxi sunphat có thể giúp nâng cao hiệu suất sản xuất và tiềm năng phát triển ngành công nghiệp chế biến thạch cao tại Việt Nam.

5. Các thông số kỹ thuật chính của bột thạch cao

Bột thạch cao trên thị trường hiện nay có nhiều loại, chất lượng, hàm lượng tốt xấu lẫn lộn. Bột thạch cao xử dụng cho nhiều mục đích khác nhau để phục vụ đời sống. Tuy nhiên các yếu tố để đánh giá chất lượng bột tốt hay xấu gồm có: Độ trắng, độ mịn, thời gian đông kết, độ cứng, tạp chất…

Để chọn được loại bột thạch cao ưng ý, Bạn nên liên hệ trục tiếp với các đơn vị phân phối lâu năm và có uy tín trên thị trường.