无机添加剂对磷矿石熔态还原反应的影响

研究了在硅钙摩尔比2.4、不同温度、不同时间下无机添加剂KCl、Na2CO3、Li2CO3对磷矿熔态还原反应的还原率的影响,得出3种添加剂的影响力大小为Na2CO3KClLi2CO3。探讨了磷矿石熔态还原反应的机理,从机理出发说明添加剂的加入能改善磷矿还原反应的熔态环境,使磷酸三钙在熔液相中快速扩散,提高反应物的活性,提高熔态还原反应的还原率。     

反射炉熔态还原磷矿石的热过程

根据传热传质的原理,建立了反射炉内热传递过程与还原过程的数学模型,对反射炉内炉壁、炉料及炉气的温度分布,烟气传热量的分布和炉内能耗分布进行了数学模拟,并由计算结果对强化反射炉内传热的途径进行了探讨。     

磷矿石熔态还原动力学及反应机理的研究

在实验室条件下研究了在熔体中用焦炭与煤还原磷矿石的动力学及反应机理,考察了温度及熔体的碱度对还原反应速度及还原度的影响,结果表明还原反应速度及还原度随碱度与温度的增高而增大,在自然碱度下其还原情况最好,熔体中焦炭和煤与磷酸盐矿石的作用近似地服从二级反应的规律。根据熔渣 X 射线衍线分析及显微镜物相分析的结果,提出了熔体中炭热还原磷酸盐矿石的机理,为现有工艺的改进和熔态还原新工艺的开发提供了理论依据,对于改变我国黄磷生产的能源结构具有一定的意义。     

不同掺杂剂对磷矿碳热还原反应的影响

对比分析了分别以K₂CO₃、Na₂CO₃、NiSO₄、K₂CO₃-NiSO₄为掺杂剂的不同磷矿碳热还原反应体系,结果表明,1200℃时,掺杂碱金属的体系由于其更易产生液相,利于扩散,因此,其反应进度比其他体系略好;对比掺杂物体系和无掺杂体系的各温度XRD图谱可知,掺杂物只是强化了反应的进度,并未有新的物质产生。添加掺杂物后残渣的流动温度也有明显差异,1250℃时,掺杂碱金属的残渣其流动温度较低,而随着温度的升高,残渣的流动温度均下降;但1350℃时,混合掺杂体系和掺杂硫酸镍体系的流动温度却低于碱金属体系;从1300℃下残渣的SEM图谱分析可知,具有掺杂物体系的残渣外观形态与无掺杂体系基本一致,说明添加掺杂物并没改变残渣的外观形态,均是固体残渣,符合窑法磷酸固态排渣的要求。     

碱金属碳酸盐对磷矿碳热还原反应的影响研究

通过热力学和实验研究对比分析了Ca_3(PO_4)_2与无烟煤和石墨的碳热还原反应,结果证明炭结构及其活性影响反应的发生;添加K_2CO_3、Na_2CO_3研究其对磷矿碳热还原反应的影响,结果表明,在1300℃、50 min下对比无添加体系,添加1.5%(wt)K_2CO_3和Na_2CO_3体系的P_2O_5转化率分别从46.7%提升至64.22%、59.14%,反应时间延长至4 h,P2O_5转化率分别可以达到91.32%、87.24%;渣相XRD、SEM分析表明加入碱金属碳酸盐可以促进磷矿的碳热还原反应,但并不改变其反应历程,且在1300℃下,渣相均以固态烧结形式排出,符合窑法磷酸的排渣要求;动力学分析表明磷矿碳热还原反应均为一级反应,且添加K_2CO_3和Na_2CO_3体系的活化能分别为182.91和195.38 kJ×mol~(-1),比无添加体系的209.93 kJ×mol~(-1)显著降低。     

布风板对磷矿混合颗粒流化特性与还原反应的影响

针对现有窑法磷酸工艺中磷矿还原率低、热质传递差、结圈堵料等问题,将流态化技术应用于磷矿的还原反应。通过对布风板压降、操作弹性、流化质量、高温流态化还原磷矿反应的研究,考察了4种布风板的性能,并与固定床的热模实验结果进行了比较。实验结果表明:随着气速的增加,直孔布风板的压降以二次函数的形式增长,斜孔布风板则呈现一次函数的关系,且斜孔布风板的阻力损失与床层压降均高于直孔布风板;对于圆面斜孔布风板,曲线压力波动最小,流化质量最好;斜孔布风板的磷矿还原率均高于直孔布风板,说明斜孔孔道有利于磷矿的还原反应;在硅钙摩尔比为3.0、反应温度1 300℃时,圆面斜孔布风板的还原率可达98.26%,且流化床还原磷矿较固定床好。     

固态碳熔融还原磷矿反应动力学

在实验室试用电炉中进行固态碳熔融还原磷矿反应动力学的研究,考察了磷矿在3种不同的碱度,不同温度下与P2O5还原率的变化关系。结果表明P2O5的还原率随着碱度的增大而逐渐升高,且该反应对碱度而言为一级反应。同时随着碱度的增大表观活化能依次降低,说明SiO2的添加不仅能起到助熔剂的作用,还能降低表观活化能从而降低反应的起始温度,此实验为熔融还原法制取磷酸工艺的发展提供必要的基础数据。     

高炉法磷矿还原反应特性研究

研究了磷矿石直接还原生产磷酸的过程,考察了温度、硅钙比、还原时间与磷矿还原率的关系.结果表明,提高反应温度有利于磷矿还原,磷矿石的还原率随着硅钙比的增大而增大,但当硅钙比为1.0以上时,再增加硅钙比,还原率增加并不明显;在磷矿还原的最佳温度1300～1500℃范围内,反应时间对磷矿的还原率影响较大,但随着反应时间的增加...     

助熔剂硅石及钾页岩对磷矿碳热还原反应的影响

考察了硅石及钾页岩分别作为助熔剂时对磷矿碳热还原反应的影响.通过考察反应温度、反应时间、烟煤过剩系数和酸度值,研究两种助熔剂对磷转化率的影响.结果表明,随着反应温度的升高、反应时间的延长、烟煤过剩系数的增大,磷的转化率逐渐提高,最后趋于稳定.随着酸度值的增大,磷的转化率呈现先增大后减小的趋势.当反应温度为1400℃,反应时间为40 min,酸度值为1.02,无烟煤过剩系数为1.5时,硅石、钾页岩作为助熔剂时磷的转化率分别达到94.50％,95.31％.通过考察残渣特性,得出钾页岩作为助熔剂时,其残渣的流动温度较硅石降低了52℃,粘度摊开面积是硅石体系的2.25倍.     

低品位磷矿熔融还原反应动力学研究

通过对磷矿熔融还原反应各个影响变量的探讨,分析单因素对反应还原率的影响,并对机理进行讨论。针对不同温度下还原率随时间的变化曲线进行数据拟合,得到不同温度下的反应速率,由反应速率和浓度取对数作图,线性拟合得到的方程斜率即为反应级数,结果表明磷矿熔融还原的反应级数并不能简单地认为是一级或二级反应。作lnk-1/T图,利用Arrhenius公式计算得到其表观活化能为Ea=192237J/mol。     

磷矿含碳复合球团非等温还原软熔试验研究

为了促进低能耗黄磷生产工艺的研发,进行了磷矿含碳复合球团非等温还原软熔试验研究。试验过程中发现,磷矿含碳复合球团还原软化过程位移曲线较为光滑,球团收缩较为平稳,软化开始温度为1 213℃、终了温度为1 285℃,软化区间为72℃;1 290℃时球团迅速熔化导致压差陡升,熔化时样品中存在相对独立的硅石颗粒、残炭颗粒和磷矿颗粒,原料中粒径较小的硅石和还原剂颗粒在反应过程中被消耗,形成含有硅酸钙或者铝硅酸钙的渣相,此时磷矿石的还原率为28.37%。本研究证明,在竖炉冶炼条件下磷矿含碳复合球团熔化前磷矿石可实现一定程度的固态还原。本研究结果可为以磷矿含碳复合球团为炉料的低能耗黄磷生产工艺的开发提供理论参考。     

硅石、钾长石助熔磷矿碳热还原反应机理研究

分别使用硅石、钾长石作为助熔剂,考察反应温度,反应时间对磷转化率的影响。结果表明:钾长石助熔时磷的转化率明显高于硅石。利用HSC-5热力学软件及热重(TGA)分析方法,分别考察了磷矿碳热还原过程的热力学及动力学过程。结果表明:钾长石与硅石助熔相比,黄磷生产操作温度可降低215℃,钾长石助熔时的活化能降低了3.2k J×mol-1,具有较好的节能降耗效果。残渣XRD分析表明:钾长石助熔优于硅石的主要原因是钾长石分解释放物SiO_2反应活性高,Ca_5(PO_4)3_F可在较低温度下发生脱氟反应,同时因有碱金属参与造渣,低共熔物形成温度低,便于主反应的进行。     

人工添加剂对磷矿反应特性的影响

采用单因素实验研究了人工添加盐类及氧化物在磷矿萃取过程中对磷矿反应特性的影响，研究不同的人工配矿比例的反应模式。通过电子扫描电镜观察硫酸钙结晶形态，并分析其影响机理，得到了各因素对磷矿分解率和五氧化二磷收率影响的规律。实验表明对于该磷矿，镁的存在对磷矿的分解影响很大，镁对磷矿分解来说是有害的；人工添加的铁铝对磷矿分解的影响与镁不同，当铁铝的含量控制在一定的范围内时，对磷矿的分解是有利的；微量离子态的铜的存在有利于磷矿的分解和硫酸钙的结晶。为人工配矿及中低品位磷矿的应用提供了理论基础。     

磷矿物和磷矿石的性质及分类

磷矿(石)由磷矿物和共生矿组成。磷矿物分成高氟磷灰石、富氟磷灰石、低碳氟磷灰石、磷灰石、低氟磷灰石五类。磷矿石按w(CaO)/w(P_2O_5)和酸不溶物含量[w(AI)]进行分类有硅质胶磷矿、钙质胶磷矿和硅钙质胶磷矿三类。这三类磷矿石中的w(F)/w(P_2O_5)与成矿年代有着密切关系,同时也影响着磷矿的化学加工性能。指出氟在提高磷矿化学加工性能过程中起着重要作用。     

石门磷矿高镁磷矿石的合理选矿工艺

石门磷矿石为高镁硅钙质磷块岩，嵌布粒度细，是较难选的磷块岩之一。采用正－反浮选，无论矿浆加温或者不加温，均可获得磷精矿品位Ｐ２Ｏ５＞３０％，回收率＞７１％的较好结果，产品中ＭｇＯ含量较低，实际回收率可望提高。     

氧化还原反应的类型和中间价态规则

从元素的价态分析讨论同一种元素在不同价态之间的氧化还原反应情况 ,从而得出“中间价态规则”。     

浅谈磷矿的反应活性对重钙生产的影响

结合大峪口矿肥结合工程，重点阐述重钙生产对原料的要求。磷矿的反应活性是影响重钙生产的一个重要因素，由于我国磷矿反应活性很低，大峪口项目重钙生产采和浓酸固化法。     

磷矿石热态反应过程的数值模拟

使用Fluent软件对锥形流化床反应器中的热炭还原磷酸钙过程进行了数值模拟。着重考察了速度场、各组分浓度分布和温度场,发现生成的P2O5浓度在出口处呈M型分布,并且CO2和P2O5两种氧化产物的生成区域有所不同。另外,反应器的柱形区域能够利用速度和温度涡流的特点将氧化还原反应分割开来,避免了反应之间的干扰。结果证明了利用该装置热炭还原磷酸钙制备五氧化二磷是可行的。     

浅谈磷矿的反应活性对重钙生产的影响

结合大峪口矿肥结合工程，重点阐述重钙生产对原料的要求。磷矿的反应活性是影响重钙生产的一个重要因素，由于我国磷矿反应活性很低，大峪口项目重钙生产采用浓酸固化法。     

还原气氛对CaO反应活性的影响

以反应气氛作为切入点,研究了在还原气氛下CaO的反应活性问题.研究结果表明在还原气氛下生成的CaO的反应活性要低于在非还原气氛下生成的CaO反应活性;水相条件对已失活CaO反应活性的恢复具有积极作用.研究过程中以四苯硼酸钠重量法测定溶液中可溶性的钾离子,以CaO、磷石膏和钾长石高温焙烧反应所得到的可溶性K2O收率的多少...