Như đã giới thiệu ở bài trước, để sử dụng canxi sunphat cần chuyển về dạng hêmihyđrat. Có 3 phương pháp cơ bản để thực hiện quá trình chuyển pha này.
  1. Chuyển pha trong không khí dưới tác dụng của nhiệt độ.
  2. Chuyển pha trong nồi hơi dưới áp lực.
  3. Chuyển pha trong dung dịch chứa các chất điện ly (chất xúc tiến).

Ban đầu con người biết đến và sử dụng thạch cao bằng cách khai thác từ các mỏ thạch cao, sau đó về rang trên các chảo lớn ở nhiệt độ khoảng hơn 200^oC, rồi nghiền mịn để sử dụng. Sau này phát triển hơn, quá trình chuyển pha được thực hiện trong các lò nung như lò đứng hoặc lò quay. Hiện nay thạch cao sử dụng trong công nghiệp xây dựng vẫn được chế tạo chính theo phương pháp này. Tuy nhiên sản phẩm thu được thường là hemihyđrat dạng β có cường độ chịu lực không cao, thời gian đóng rắn nhanh và khi sử dụng cần một lượng nước khá lớn để có vữa thạch cao. Tuy nhiên nó vẫn đáp ứng được yêu cầu trong kỹ thuật nặn tượng hoặc làm vữa trát tường.

Cho đến đầu thế kỷ XX sau những công trình của Van’t Hoff về sự tồn tại các dạng pha của canxi sunphat, đặc biệt là đã đi vào chế tạo các sản phẩm hêmihyđrat bằng cách chuyển pha trong nồi hơi dưới áp lực. Theo hướng này đã có rất nhiều công trình đi vào nghiên cứu sự chuyển pha thạch cao thành hêmihyđrat trong nồi hơi dưới áp lực. Kết quả sản phẩm là dạng α hêmihyđrat có khả năng chịu lực tốt hơn. Khi thực hiện chuyển pha trong nồi hơi để quá trình nhanh thì nhiệt độ phải lớn hơn 145^oC, ở 140^oC quá trình chuyển hóa đạt 90% chỉ sau 5 phút. Còn ở nhiệt độ thấp hơn ở 130^oC hoặc 150^oC thời gian chuyển pha hoàn toàn rất dài. Các nghiên cứu cũng chỉ ra, trong nồi hơi có thể thực hiện sự chuyển pha trong dải nhiệt độ từ 130^oC đến 175^oC, như vậy áp suất thực hiện chuyển pha sẽ từ 4 đến 10 atm gây nhiều khó khăn cho chế tạo thiết bị, khó khăn trong thao tác và tiêu tốn nhiều năng lượng.

Khi thực hiện chuyển pha trong nồi hơi, ưu điểm là quá trình diễn ra rất nhanh. Sản phẩm hêmihyđrat khi hình thành rất nhanh, nhưng tinh thể hêmihyđrat dài, nhỏ và gẫy vụn nên cường độ thạch cao sau hyđrat là chưa tốt. Sau đó người ta cho thêm các chất điện ly có khả năng xúc tiến cho quá trình chuyển pha làm cho sản phẩm thạch cao khi hyđrat có nhiều thuộc tính tốt hơn, như cường độ chịu lực cao, độ thay đổi thể tích khi đóng rắn nhỏ. Những chất này gọi là chất xúc tiến. Các chất xúc tiến được đưa ra như các axit succinic, axit citric, axit phtalic, axit maleic, axit malic… với hàm lượng từ 0,025% đến 0,067% hay có những tác giả còn sử dụng các chất xúc tiến là các chất vô cơ, dẫn xuất amin, axit béo chất hoạt động bề mặt và cả các protein, chất sừng, cazein, keo hồ, các muối của axit succinic, citric…

Theo hướng này rất nhiều dung dịch chất điện ly được mang ra sử dụng và có tác dụng đáng kể tới quá trình chuyển pha thạch cao thành hêmihyđrat. Nhiệt chuyển pha đã giảm xuống còn khoảng 70^oC, thậm chí còn thấp hơn ở ngay áp suất thường. Tinh thể hêmihyđrat lớn, đều bề mặt riêng nhỏ, và cần một lượng nước khá nhỏ để kết dính trở lại. Cường độ chịu lực đã đạt 20 ÷ 30 MPa, hoặc có thể cao hơn đạt tới 50 MPa.

Trong không khí, khi mang nung hoặc rang thạch cao xảy ra quá trình mất nước theo sơ đồ:


Quá trình mất nước theo 2 giai đoạn, giai đoạn đầu tách 1,5H₂O, giai đoạn sau khử nốt 0,5H₂O còn lại để hình thành canxi sunphat khan. Tuy nhiên sản phẩm canxi sunphat khan không có nhiều ứng dụng thực tiễn, do vậy mong muốn chỉ dừng lại ở dạng hemihyđrat.

Thời gian nung còn phụ thuộc vào kích thước hạt thạch cao ban đầu, chế độ nung, chế độ đảo trộn, cấu trúc thạch cao mang nung. Đồ thị dưới đây chỉ ra ảnh hưởng của nhiệt độ và thời gian tới quá trình nung mẫu thạch cao (Trung Quốc) trong không khí:

Ngày nay quá trình nung được cải tiến thực hiện trong các lò quay có công suát từ 30 đến 60 tấn/ngày và đáp ứng được phần nào nhu cầu thạch cao cho công nghiệp xây dựng. Một lượng thạch cao sản xuất theo phương pháp này còn được trộn với xi măng đóng vai trò làm chất chậm đông (ức chế quá trình đóng rắn của xi măng).

Hiện nay Việt Nam chưa có nhà máy sản xuất thạch cao nào, chỉ có vài cơ sở thủ công nhỏ lẻ thực hiện quá trình nung thạch cao. Một lượng lớn thạch cao của Trung Quốc thâm nhập thị trường được sử dụng phổ biến làm vữa, tấm trần thạch cao. Nước ta có mỏ thạch cao trữ lượng khá lớn nằm ở Sơn La, xong đến nay sự khai thác và chế biến quy mô vẫn chưa được áp dụng.