中低品位磷矿热法制磷新工艺探索

摘要

我国磷矿资源“贫矿多、富矿少”，中低品位矿占比超90%，传统湿法磷酸工艺副产磷石膏环境负荷重，电热法则面临能耗巨大的挑战。本文介绍湿法磷酸、电热法磷酸、窑法磷酸、熔态还原及流化床还原等主流及前沿磷矿加工技术的研究现状、技术瓶颈与发展历程，重点从热力学角度分析窑法磷酸的理论可行性，剖析其工业化过程中面临的P₂O₅反吸、结圈等核心难题，提出一种水泥工业悬浮预热器预热粉料、液态碳还原热法磷酸的耦合方法。该方法利用悬浮预热技术实现物料快速预热到700～800℃，然后在熔融炉内熔融为1 400～1 500℃的可流动液体。液体料流过碳热固定床反应器，实现磷还原及氧化制取磷酸，在实现了反应区有效隔离的基础上，确保了氧化反应向液固碳热还原的高效率传热，有效规避了传统技术缺陷。最后，结合国内外研究进展，展望了该技术在反应机制深化、关键装备研发及多联产模式下的应用前景。

关键词

中低品位磷矿 / 热法磷酸 / 窑法磷酸 / 悬浮预热 / 碳热还原 / 耦合工艺