高鈣配方還原低品位磷礦及窯爐內襯隔熱材料制備的研究.pdf

1、近年來，我國的磷肥生產已不能滿足農業(yè)需求，尋求一種直接高效地利用中低品位磷礦生產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磷酸的方法，但應用于工業(yè)生產還存在很多問題，如對窯爐設備要求高、生產工藝尚不成熟、殘渣排放量大等。我國科研設計單位正在研究窯法磷酸的生產工藝特點及相應設備結構，以期將窯法磷酸盡快應用于工業(yè)生產。
　　本課題采用了窯法磷酸生產中的高鈣配方來還原中低品位磷礦，添加磷石膏為礦化劑，通過對配料進行熱

2、重差熱分析確定最佳還原溫度。研究了鈣硅比、氮氣通入速率、炭過剩系數、保溫時間、料球直徑、還原溫度等因素對磷礦還原率的影響，從而確定了磷礦還原的最佳工藝條件，并在此基礎上對殘渣做了活性測試，結果表明殘渣可代替粉煤灰做礦物摻和料使用。
　　研究結果如下：磷礦的還原率隨鈣硅比的增加而增大，隨氮氣過剩系數的增加呈先減小后增加的趨勢，當氮氣通入速率為700ml/min，還原率最大。炭過剩系數從1.1到1.4還原率增大很明顯，炭過剩系數在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間的延長而增大，但影響很小，有利于工業(yè)生產。本實驗探索的最佳還原工藝為：Ca/Si=2，氮氣通量為700ml/min，炭過剩系數為1.4，還原溫度1250℃，保溫時間210min，得到的磷礦還原率均在94.0％以上。在最佳工藝參數下，殘渣出現(xiàn)水化性能好的膠凝產物C2S，且殘渣以粉煤灰標準測試的7、28天活性指數達68.1%、83.0%，可以代替粉煤灰做水泥生產的礦物摻合料使用

4、。
　　窯法磷酸生產中需保證還原氣氛，且殘渣需急冷保證活性，還會逸出氟化鈉、氟化鉀等堿性物質，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。本實驗利用二步法工藝低溫制備出了一種能用于窯法磷酸生產的窯爐內襯隔熱材料六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復相陶瓷。結果如下：配料經200℃水熱處理、1450℃保溫3h可制備出六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復相材料。復相材料氣孔率高達72.2%，孔徑分布范圍窄為700nm-1.2μm，陶瓷片抗