高鈣配方還原低品位磷礦及窯爐內(nèi)襯隔熱材料制備的研究.pdf

1、近年來(lái)，我國(guó)的磷肥生產(chǎn)已不能滿足農(nóng)業(yè)需求，尋求一種直接高效地利用中低品位磷礦生產(chǎn)磷酸的方法是目前急需解決的難題。窯法磷酸是一種直接還原磷礦生產(chǎn)磷酸的方法，但應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)還存在很多問(wèn)題，如對(duì)窯爐設(shè)備要求高、生產(chǎn)工藝尚不成熟、殘?jiān)欧帕看蟮?。我?guó)科研設(shè)計(jì)單位正在研究窯法磷酸的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)及相應(yīng)設(shè)備結(jié)構(gòu)，以期將窯法磷酸盡快應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。
　　本課題采用了窯法磷酸生產(chǎn)中的高鈣配方來(lái)還原中低品位磷礦，添加磷石膏為礦化劑，通過(guò)對(duì)配料進(jìn)行熱

2、重差熱分析確定最佳還原溫度。研究了鈣硅比、氮?dú)馔ㄈ胨俾省⑻窟^(guò)剩系數(shù)、保溫時(shí)間、料球直徑、還原溫度等因素對(duì)磷礦還原率的影響，從而確定了磷礦還原的最佳工藝條件，并在此基礎(chǔ)上對(duì)殘?jiān)隽嘶钚詼y(cè)試，結(jié)果表明殘?jiān)纱娣勖夯易龅V物摻和料使用。
　　研究結(jié)果如下：磷礦的還原率隨鈣硅比的增加而增大，隨氮?dú)膺^(guò)剩系數(shù)的增加呈先減小后增加的趨勢(shì)，當(dāng)?shù)獨(dú)馔ㄈ胨俾蕿?00ml/min，還原率最大。炭過(guò)剩系數(shù)從1.1到1.4還原率增大很明顯，炭過(guò)剩系數(shù)在1.

3、4以后還原率增加不明顯；磷礦的還原率均是隨著球直徑減小和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而增大，但影響很小，有利于工業(yè)生產(chǎn)。本實(shí)驗(yàn)探索的最佳還原工藝為：Ca/Si=2，氮?dú)馔繛?00ml/min，炭過(guò)剩系數(shù)為1.4，還原溫度1250℃，保溫時(shí)間210min，得到的磷礦還原率均在94.0％以上。在最佳工藝參數(shù)下，殘?jiān)霈F(xiàn)水化性能好的膠凝產(chǎn)物C2S，且殘?jiān)苑勖夯覙?biāo)準(zhǔn)測(cè)試的7、28天活性指數(shù)達(dá)68.1%、83.0%，可以代替粉煤灰做水泥生產(chǎn)的礦物摻合料使用

4、。
　　窯法磷酸生產(chǎn)中需保證還原氣氛，且殘?jiān)杓崩浔ＷC活性，還會(huì)逸出氟化鈉、氟化鉀等堿性物質(zhì)，要求爐襯材料具有在還原氣氛、堿性氣氛中穩(wěn)定性好，抗熱震穩(wěn)定性好等性能。本實(shí)驗(yàn)利用二步法工藝低溫制備出了一種能用于窯法磷酸生產(chǎn)的窯爐內(nèi)襯隔熱材料六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相陶瓷。結(jié)果如下：配料經(jīng)200℃水熱處理、1450℃保溫3h可制備出六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復(fù)相材料。復(fù)相材料氣孔率高達(dá)72.2%，孔徑分布范圍窄為700nm-1.2μm，陶瓷片抗