温度和时间对中低品位磷矿真空碳热还原的影响①
2021-11-13谢淑芳伍秦至李贤粉张金柱
矿冶工程 2021年5期
关键词:区域
谢淑芳,黄 润,伍秦至,李贤粉,何 璇,张金柱
(1.贵州大学 材料与冶金学院,贵州 贵阳 550025;2.贵州省冶金工程及过程节能重点实验室,贵州 贵阳 550025)
磷矿资源是生产含磷化肥、黄磷、磷酸盐及其他精细磷化工产品中不可或缺的重要战略资源[1]。中国磷矿储量约占世界磷矿储量的4.8%[2],且可有效生产的高品位(P2O5品位不低于30%)磷矿资源匮乏,如何高效利用中低品位磷矿是解决磷矿资源持续贫化的热点问题[3]。利用磷矿湿法生产磷酸,对品位要求高,且磷石膏污染环境;窑法存在料车腐蚀严重等技术不成熟问题;热法过程成本高、流程长,但制得磷酸产品纯度高[4-6]。为了缩短工艺流程,实现磷酸工艺清洁生产,部分研究人员基于真空还原在氧化铝、钛精矿等方面的应用,对中低品位磷矿采用了真空还原处理新技术,比如文献[7-8]根据Factsage模拟计算结合真空试验研究了中低品位磷矿在硅钙比、压强等因素下,对真空碳热还原实验效果的影响。
本文运用真空碳热还原方法,探讨了保温时间和还原温度对中低品位磷矿还原效果和磷单质挥发率的影响,为利用中低品位磷矿的新技术提供真空碳热还原实验依据。
1 实 验
1.1 试验原料
试验所用中低品位磷矿取自云南某企业,原矿XRD图谱和化学成分分析结果分别见图1和表1。由图1可知,原矿主要物相为Ca5(PO4)3F和SiO2。由表1可知,原矿含29.00%的P2O5以及少量铁、镁和铝氧化物。

图1 原矿XRD图谱

表1 磷矿化学成分(质量分数)/%
还原剂焦粉取自攀枝花某企业,其工业分析结果如表2~3所示。……
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