碱金属碳酸盐对磷矿碳热还原反应的影响研究 Effects of Alkali Metal Carbonates on Carbothermal Reduction of Phosphate Rock

通过热力学和实验研究对比分析了Ca3（PO4）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K2CO3、Na2CO3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） K2CO3和Na2CO3体系的P2O5转化率分别从46.7%提升至64.22%、59.14%，反应时间延长至4 h，P2O5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K2CO3和Na2CO3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。