范晓宇，葛 敬，朱家骅，夏素兰

（四川大学 化学工程学院，四川 成都 610065）

0 引言

目前，CO2减排与废弃磷石膏多重利用已经成为热门研究课题。四川大学在国内外率先提出低浓度尾气CO2直接矿化磷石膏联产硫基复肥与碳酸钙的一步法新工艺。该工艺充分体现了“以废治废”理念，符合国家发展战略，极大地提高了CO2和磷石膏资源化利用的经济性。

CO2和磷石膏在氨介质体系中进行碳酸化反应生成碳酸钙［1］。磷石膏作为反应原料，因其杂质含量较高，不仅导致反应转化率低［2］，而者造成碳酸钙产品的纯度与白度较低，产品只能作为附加值较低的水泥生产原料或烟气脱硫剂使用［3］。因此，CO2直接矿化磷石膏只是在“以废治废”理念的基础上得到一定的经济效益，而要获得更高的经济效益，则有必要提高碳酸钙产品的品质和附加值［4］。磷石膏的主要成分为二水硫酸钙，为了避免杂质对碳酸钙产品的影响，选取二水硫酸钙作为反应原料进行碳酸钙产品优化的工艺研究。

笔者在CO2（g）-NH3（aq）-CaSO4·2H2O（s）三相反应体系下，在一水合氨与二水硫酸钙物质的量之比为1.85时，分别考察反应温度、CaSO4·2H2O加料量、搅拌转速、CO2流量对CaCO3粒径分布的影响，以平均粒径及其分布函数的变异系数为评价指标确定了实验的优化工艺条件，为工业应用提供参考。

1 反应推动力分析

CO2（g）-NH3（aq）-CaSO4·2H2O（s）三相反应体系下制取CaCO3的反应方程式如下：

当反应温度为298.15 K时，反应物CaSO4·2H2O与生成物CaCO3在水中的溶度积常数分别为9.1×10-6、2.8×10-9，两者相差3 250倍。该反应过程中，主要涉及CaSO4·2H2O 在水中溶解与CaCO3在溶液中结晶两个过程。……