刘仕忠，朱家骅，夏素兰，葛 敬

（四川大学 化学工程学院，四川 成都 610065）

磷石膏是湿法磷酸生产过程中的富钙副产物［1］，其中含有质量分数约为90%的二水硫酸钙，以及二氧化硅、五氧化二磷、氟化物等其他杂质［2］。全球每年产生磷石膏 100 ～ 280 Mt［3］，目前只有约14%的磷石膏被回收利用，且大部分用作水泥缓凝剂［4］，58%的磷石膏堆积在自然界中，甚至还有28%被注入水域，造成了严重的环境问题［5］，磷石膏回收利用显得十分重要。磷石膏主要成分为CaSO4·2H2O，可利用其在NH3作用下矿化CO2，实现CO2减排和磷石膏处理为一体的以废治废、变废为宝的绿色低碳技术路线［6］。主要反应式为：

该矿化反应的速率控制步骤是二水硫酸钙的溶解［7］：

二氧化碳矿化磷石膏工业系统中，母液含有大量硫酸根离子［8］。由于同离子效应以及盐效应的相互影响，硫酸根离子的存在会改变CaSO4·2H2O 的溶解度［9］，即平衡浓度ceq。平衡浓度是影响溶解推动力的重要因素，对溶解速率有很大的影响。

纯水体系中二水硫酸钙的溶解动力学已有大量研究［10-12］，而对盐溶液体系中二水硫酸钙溶解行为的研究较少。PACHON-RODRIGUEZ E A等［13］利用全息干涉法研究了石膏在酒石酸、硼酸、氨羧络合剂等溶液中的溶解速率，发现硼酸等对石膏溶解的抑制主要是因为其与表面钙离子的螯合作用阻碍了钙离子从石膏表面释放。GOBRAN G R 等［14］研究了石膏在 NaCl、MgCl2、Na2SO4、MgSO4溶液中的溶解速率，发现不同盐溶液对石膏溶解具有不同的影响机制。KUNKUL A 等［15］测定了钠硼解石在0.10、0.25、0.50、1.00 mol/L（NH4）2SO4溶液中的溶解速率，实验结果显示随着硫酸铵浓度的增大，钠硼解石的溶解速率呈增加趋势。……