典型低品位磷矿碳热还原制备黄磷工艺特性研究

摘要

我国高品位磷矿资源日趋枯竭，低品位磷矿已成为黄磷生产的主要原料，但其电炉碳热还原工艺存在能耗高、转化效率低等突出问题。本文以典型低品位磷矿为对象，系统开展单因素碳热还原实验，考察反应温度、酸度值、反应时间和碳过量系数对磷矿还原率的影响，并结合XRD、AFT测试等表征手段，解析原矿与还原后磷渣的物相组成和熔融特性。结果表明，各工艺参数对磷还原率的影响程度依次为：反应温度>反应时间>酸度值>碳过量系数。在反应温度1 400℃、酸度值0.85、碳过量系数1.05、反应时间240 min的优化条件下，磷矿还原率达98.15%。磷矿主要物相为氟磷酸钙、二氧化硅与碳酸钙，还原后磷渣以硅酸钙类矿物为主。本研究可为低品位磷矿电炉法黄磷生产的节能降耗与工艺优化提供理论指导。

关键词

低品位磷矿 / 黄磷 / 碳热还原 / 还原率 / 工艺优化

基金资助

云南省基础研究计划项目（202401AT070379;202301BE070001-051）