磷石膏是湿法生产磷酸的工业副产品，经分析表明其化学组成与天然石膏相似，主要成分是二水石膏（CaSO₄·2H₂O），理论上完全可以代替天然石膏用作水泥缓凝剂。但由于磷矿石及其产生磷石膏的反应，造成磷石膏本身含有与天然石膏不同的有害杂质存在，如可溶性P₂O₅、F、有机物等，加之磷石膏本身的特性如含水率高、呈酸性状态等，因此给磷石膏的大量应用造成了一定的困难。 未经处理的原状磷石膏用作水泥缓凝剂，对水泥的凝结时间和强度有明显影响。本课题通过对磷石膏掺量、不同产地、陈化时间等系统研究表明，与天然石膏作水泥缓凝剂相比，掺磷石膏的水泥凝结时间延长，水泥早期强度下降，同时磷石膏还容易腐蚀生产设备，导致下料仓堵塞等不良影响，造成水泥生产难以控制，水泥质量波动较大。水泥是连续的工业化生产工艺，原状磷石膏无法连续稳定加入到水泥生产中，难以形成工业化应用。因此要想将磷石膏连续稳定地用于水泥生产，必须对原状磷石膏进行改性。 磷石膏改性原理是根据磷石膏含有的可溶性杂质性质，采用碱性钙质等材料进行中和反应，使其转化为难溶的磷酸钙等物质，从而降低有害杂质的影响，减少对水泥性能的危害。本课题采用在磷石膏中加入石灰、粉煤灰、改性剂，经混合搅拌、挤压成型或圆盘成球、烘干干燥等工艺对磷石膏改性，用作水泥缓凝剂。 研究结果表明，改性磷石膏可代替天然石膏用作水泥缓凝剂，并可较好改善水泥性能。改性磷石膏的水泥与天然石膏的水泥相比其凝结时间与强度基本一致，强度甚至略有上升；与原状磷石膏相比，凝结时间缩短1h左右，早期强度明显改善。 进一步研究表明，改性磷石膏对不同品种水泥性能的影响不尽相同，改性方法视水泥品种的不同而有所不同。综合考虑水泥的凝结时间和强度因素，硅酸盐水泥宜采用石灰中和、煅烧、再结晶方法改性处理的磷石膏：普通硅酸盐水泥可以采用仅经石灰中和改性处理的磷石膏：矿渣硅酸盐水泥和复合硅酸盐水泥可以直接采用磷石膏，但磷石膏中的可溶性P₂O₅含量应控制在1.5％以下。