窯法磷酸技術(shù)研究進(jìn)展

鄧淑元，梁 斌，李 春，呂 莉，吳 潘，邱禮有，王黎明

（1四川大學(xué)化工學(xué)院，四川 成都 610065；2四川大學(xué)科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)，四川 成都 610065）

進(jìn)展與述評

窯法磷酸技術(shù)研究進(jìn)展

鄧淑元1，梁 斌1，李 春1，呂 莉1，吳 潘1，邱禮有1，王黎明2

（1四川大學(xué)化工學(xué)院，四川 成都 610065；2四川大學(xué)科技產(chǎn)業(yè)集團(tuán)，四川 成都 610065）

為推進(jìn)窯法磷酸工藝的開發(fā)研究，結(jié)合本課題組的相關(guān)研究工作，對國內(nèi)外在窯法磷酸工藝中涉及的主要反應(yīng)的反應(yīng)機(jī)理、熱力學(xué)以及動力學(xué)等方面的基礎(chǔ)研究工作的歷程和進(jìn)展進(jìn)行了綜述，介紹了國內(nèi)外窯法磷酸技術(shù)開發(fā)研究的概況與現(xiàn)狀。從窯法磷酸工藝的主要參數(shù)、技術(shù)難點(diǎn)以及相應(yīng)的解決方法等方面進(jìn)行論述，指出了窯法磷酸工藝的關(guān)鍵技術(shù)以及相應(yīng)的解決方案。針對窯法磷酸工藝目前所存在的問題，提出了進(jìn)一步加強(qiáng)窯法磷酸工藝基礎(chǔ)性研究和在此基礎(chǔ)上盡快開展工程化研究和試驗的建議。

窯法磷酸；熱力學(xué)；動力學(xué)；窯圈；包裹

成熟的磷酸生產(chǎn)工藝主要分為濕法和電爐法。濕法磷酸工藝采用強(qiáng)酸分解磷礦生成稀磷酸，然后濃縮、純化得到磷酸產(chǎn)品。濕法磷酸工藝對磷礦品位要求高，低品位磷礦酸耗大、產(chǎn)品雜質(zhì)多[1]。電爐法工藝，是先將磷礦在電爐中高溫炭還原為黃磷，然后氧化得到磷酸。電爐法磷酸質(zhì)量高，但能耗和電耗高[2]。兩種工藝都要求較高的磷礦質(zhì)量，而我國適應(yīng)于電爐法的 30%品位以上的磷礦儲量只有6%，適應(yīng)于濕法磷酸生產(chǎn)的25%以上品位的中高品位磷礦只有25%，而大量的是中低品位的磷礦資源。隨著磷礦資源高強(qiáng)度的開采，高品位磷礦資源日益匱乏，必須探索適應(yīng)于中低品位磷礦的新的磷酸生產(chǎn)工藝。

電爐法磷酸生產(chǎn)中，磷礦還原與黃磷燃燒是兩個獨(dú)立的工序，還原產(chǎn)物黃磷與CO的燃燒熱幾乎是磷礦還原所需熱量的兩倍[3]。如果能夠?qū)⑷紵裏嵊糜诹椎V還原，則磷酸的生產(chǎn)理論上可以自熱。窯法磷酸正是基于這樣的構(gòu)想提出的。由于窯法磷酸技術(shù)對磷礦品位要求不高，節(jié)能效果顯著，因而受到廣泛關(guān)注。美國在20個世紀(jì)80年代初就進(jìn)行了以回轉(zhuǎn)窯為主要反應(yīng)器的KPA窯法磷酸工藝試驗，并完成了中間試驗[4-6]，但實驗結(jié)果與工業(yè)化應(yīng)用尚有較大差距。

國內(nèi)在20世紀(jì)80年代中期開始對窯法磷酸技術(shù)進(jìn)行研究，并形成了以南京化學(xué)工業(yè)（集團(tuán)）公司設(shè)計院江善襄為代表的 TTK隧道窯窯法磷酸工藝[7]和長沙礦冶院候擁和為代表的 CDK窯法磷酸工藝[8]的技術(shù)路線。在此基礎(chǔ)上先后開展了工業(yè)性試驗，比較具有代表性的是湖北襄樊擁和磷酸科技有限公司10 kt/a 85% H3PO4CDK窯法磷酸裝置和湖北宜昌三新公司 30 kt/a 85% H3PO4TTK隧道窯窯法磷酸裝置。

但迄今為止，全球還沒有一套能夠長周期穩(wěn)定運(yùn)行的窯法磷酸生產(chǎn)裝置。究其原因，作者認(rèn)為是由于窯法磷酸基礎(chǔ)研究和工程化研究工作仍然不夠充分所致。

近20多年來作者課題組先后在江禮科和梁斌等帶領(lǐng)下，對窯法磷酸的工藝條件、反應(yīng)機(jī)理以及反應(yīng)熱力學(xué)等基礎(chǔ)性課題進(jìn)行了大量深入細(xì)致的研究，取得了一系列重要的研究成果[9-14]。本文結(jié)合這些研究成果，對窯法磷酸技術(shù)的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

1 基礎(chǔ)研究

1.1 熱力學(xué)分析

窯法磷酸涉及的反應(yīng)眾多，包括磷礦還原、P2和CO的氧化、炭的燒損、P2O5的反吸、磷礦中各種雜質(zhì)的副反應(yīng)以及P2O5的水合等，要全面地了解反應(yīng)過程，控制反應(yīng)條件，需要對上述每一類反應(yīng)的熱力學(xué)進(jìn)行深入細(xì)致的分析。

1.1.1 磷礦還原熱力學(xué)

磷礦還原被普遍認(rèn)為按式（1）進(jìn)行。

CaSiO3、Ca3Si2O7、Ca2SiO4、Ca3SiO5和 CaO在反應(yīng)產(chǎn)物中都有可能出現(xiàn)，這取決于反應(yīng)物中硅鈣配比和反應(yīng)進(jìn)行的程度。

Mu等[15]對式（1）中不同z值下反應(yīng)熱力學(xué)進(jìn)行了計算。z=0，即高鈣配料情況下，在標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的初始反應(yīng)溫度需達(dá)到1549 ℃；z=0.5，反應(yīng)溫度則需大于1416 ℃；而在z=1，屬多硅配料，初始反應(yīng)溫度僅需1302 ℃。可見，增大硅鈣比有利于降低反應(yīng)溫度。

江善襄[16]也對高硅配料和高鈣配料情況下磷礦還原反應(yīng)進(jìn)行了熱力學(xué)計算。但其計算均采用298 K下熱力學(xué)數(shù)據(jù)，未考慮溫度變化對熱力學(xué)參數(shù)的影響。結(jié)果顯示，對于高鈣配料（z=0），反應(yīng)溫度需在1500～1600 ℃下進(jìn)行，因此并不具有工業(yè)化生產(chǎn)的意義。而對于高硅配料（z=1），反應(yīng)在1152 ℃即可開始進(jìn)行。因此，窯法磷酸工藝宜采用多硅配料。

對于磷礦多硅配料還原反應(yīng)，作者課題組江禮科等[13]認(rèn)為該反應(yīng)方程式如式（2）。

作者課題組楊宏輝等[3]計算出上述多硅配料反應(yīng)起始反應(yīng)溫度僅為1144 ℃。 這一計算結(jié)果與試驗結(jié)果[6]非常接近。

1.1.2 窯內(nèi)碳損熱力學(xué)

Megy[6]認(rèn)為窯氣中的 O2、 CO2、H2O、P2O5等均可能與碳反應(yīng)而造成碳的損失，導(dǎo)致磷礦還原率降低。

楊宏輝等[3]對上述窯氣成分與炭反應(yīng)[見式（3）～式（6）]的熱力學(xué)進(jìn)行了計算。

結(jié)果表明，在溫度≥727 ℃時，上述反應(yīng)均能發(fā)生，且在窯法磷酸操作工況下O2氧化炭的熱力學(xué)趨勢遠(yuǎn)大于 CO2、H2O、P2O5?？梢?，炭損主要源于窯氣中的殘余氧氣，布多爾反應(yīng)的影響則很小，因此控制窯氣中氧氣的含量對減少碳損至關(guān)重要。

1.1.3 P2O5反吸熱力學(xué)

美國ORC公司的研究表明[5]，在磷礦反應(yīng)過程中，料球表面隨著反應(yīng)的進(jìn)行，會形成一層白色的富磷殼層，其P2O5含量高。江善襄[16-17]認(rèn)為，造成這種現(xiàn)象的原因在于窯氣中的P2O5與磷礦反應(yīng)（稱為P2O5反吸），生成了偏磷酸鈣和焦磷酸鈣，反應(yīng)式見式（7）、式（8）。

反吸產(chǎn)物偏磷酸鈣熔點(diǎn)低（熔點(diǎn)973 ℃），黏度大，極易吸附窯內(nèi)粉塵，因而在窯內(nèi)產(chǎn)生熔融物形成窯圈，逐步堵塞窯內(nèi)空間，最終導(dǎo)致生產(chǎn)不能繼續(xù)進(jìn)行。

楊宏輝等[3]對上述反吸反應(yīng)的熱力學(xué)進(jìn)行了計算。結(jié)果表明，在標(biāo)準(zhǔn)狀況下P2O5在627 ℃即開始與磷礦反應(yīng)，在溫度低于1140 ℃時，反吸產(chǎn)物為偏磷酸鈣，而在溫度高于1140 ℃時，則生成焦磷酸鈣（熔點(diǎn)1353 ℃）的趨勢更大。

1.2 磷礦還原反應(yīng)機(jī)理及動力學(xué)

1.2.1 還原反應(yīng)機(jī)理

作者課題組邱禮有等[13]對純氟磷灰石在硅石存在下的碳熱還原過程進(jìn)行了研究，發(fā)現(xiàn)反應(yīng)首先是硅石在高溫下使氟磷灰石脫氟為磷酸鈣，磷酸鈣再被碳還原生成磷，反應(yīng)式如式（9）～式（11）。

總的反應(yīng)方程式見式（12）。

江善襄[17]認(rèn)為在高硅情況下，磷礦還原反應(yīng)生成的CaF2會繼續(xù)和SiO2反應(yīng)生成氣態(tài)SiF4，見式（13）。

1.2.2 還原反應(yīng)動力學(xué)

Frederic等[18]對磷礦還原的速率控制步驟進(jìn)行了研究。他們認(rèn)為溫度低于1250 ℃時，反應(yīng)發(fā)生在碳顆粒表面，此時磷酸鹽向碳粒的擴(kuò)散為速率控制步驟；而在溫度高于1250 ℃時，生成產(chǎn)物P4和硅酸鈣離開反應(yīng)區(qū)的傳質(zhì)過程為速率控制步驟。當(dāng)有過量硅石提供熔融相時，還原率與時間成正比，反應(yīng)活化能為3.453×105kJ/mol。

2 主要工藝參數(shù)

2.1 硅石配量與反應(yīng)溫度

Lapple等[19-20]考慮到大量廢渣的利用，提出采用高鈣配料，總的CaO/SiO2摩爾比達(dá)到3∶1，同時在配料中添加黏土等高鋁成分，使料渣滿足水泥生產(chǎn)的需要，反應(yīng)溫度高于1500 ℃。Park等[21]認(rèn)為，要避免結(jié)窯圈，應(yīng)采用高鈣配料，CaO/SiO2摩爾比≥8.0，相應(yīng)的反應(yīng)溫度高達(dá)1520 ℃以上。但是，高的操作溫度導(dǎo)致高能耗，而且對窯內(nèi)襯材料的材質(zhì)要求亦高；同時，高溫操作需要高的氣體流量，使得氧化和還原區(qū)域更難分隔，碳損和 P2O5的反吸加劇[5]。

上述熱力學(xué)分析結(jié)果表明，增加SiO2配比量可降低反應(yīng)溫度，同時適量硅石的存在也為高溫固相反應(yīng)提供了液相傳質(zhì)界面，有利于增大反應(yīng)速率。Jacob等[15]研究了硅鈣摩爾比為 2.7的磷礦還原反應(yīng)，在1250 ℃下磷礦能夠快速地反應(yīng)，且隨著溫度的升高，反應(yīng)速度增大。候擁和等[8]將硅鈣摩爾比2.5的包含磷礦、硅石和焦粉的球團(tuán)在1300 ℃下反應(yīng)1.5 h，磷的還原率大于80%。

另一方面，適當(dāng)增大硅石含量也有助于提高料球的軟熔溫度，拓寬還原反應(yīng)的操作溫區(qū)。邱禮有等[9-10]發(fā)現(xiàn)低硅鈣比下磷礦最大還原率所對應(yīng)的溫度和型料軟熔的溫度十分接近，允許操作溫度與軟熔溫度只相差約60 ℃，操作難度很大，且極易形成窯圈，而降低反應(yīng)溫度又無法保證較高的還原率。而增加SiO2含量，最大還原率所對應(yīng)的反應(yīng)溫度與型料軟熔溫度可拓寬至150～300 ℃。Megy[6]的研究也表明，對于低雜質(zhì)的磷礦，當(dāng)硅鈣比從1.7提高至3.3時軟熔溫度提高約180 ℃。

但是，過高的硅含量不僅增加了硅石耗量，降低了生產(chǎn)能力，增加能耗和成本，同時也將降低磷礦還原率。現(xiàn)有基礎(chǔ)研究結(jié)果表明[9]，磷礦還原率隨著硅石添加量的增加呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，即物料硅鈣比存在優(yōu)化區(qū)間。一般來說，優(yōu)化的硅鈣摩爾比在1.0～3.0之間。但是，不同磷礦適宜的硅鈣比不同。邱禮有等[9-10]發(fā)現(xiàn)不同磷礦所需配入的硅含量差別較大。這與磷礦的類型、品位、雜質(zhì)種類與含量以及SiO2存在形態(tài)等有關(guān)。顯然，窯法磷酸適宜于游離SiO2含量高的磷礦，這樣外加的硅石量可大大減少，不僅有利于反應(yīng)，同時也可降低廢渣量。

2.2 窯內(nèi)氣氛控制

窯法磷酸工藝中，氧化反應(yīng)與還原反應(yīng)所需外界氣氛相反，只有有效地隔離氧化區(qū)和還原區(qū)，氧化和還原反應(yīng)才能順利進(jìn)行。否則，窯氣中的O2、CO2、H2O、P2O5等氣體皆會與碳反應(yīng)而造成碳的損失，導(dǎo)致磷礦還原率降低。因此，控制窯內(nèi)氣氛十分重要。

陳剛等[22]認(rèn)為球團(tuán)內(nèi)碳損主要是窯氣中的CO2與碳發(fā)生了布多爾反應(yīng)，他們并沒有考慮窯氣中殘余低濃度氧氣的影響。他們采用包裹技術(shù)，可以有效抑制CO2與內(nèi)球中還原碳的反應(yīng)，避免碳過早氧化，同時還可以避免窯氣中P2O5被磷礦反吸，進(jìn)而提高磷的收率。

邱禮有等[10]則認(rèn)為炭損主要源于窯氣中殘余氧氣的影響，他們對窯內(nèi)O2的含量對還原率的影響進(jìn)行了實驗研究。他們認(rèn)為控制空氣過剩系數(shù)至關(guān)重要，當(dāng)氧含量在 1%以下時，對磷礦的還原率影響不大，同時又能使還原磷完全氧化。

楊宏輝等[3]對磷礦還原反應(yīng)中氣相產(chǎn)物平衡總壓與溫度的關(guān)系進(jìn)行了熱力學(xué)計算，結(jié)果表明，當(dāng)球團(tuán)溫度高于1200 ℃時，球團(tuán)內(nèi)部生成的氣相產(chǎn)物（P2、CO和SiF4）的平衡總壓（內(nèi)壓）大于397 kPa，遠(yuǎn)大于球團(tuán)外部氣壓P0，可避免窯內(nèi)氣體O2、CO2、H2O以及 P2O5等向球團(tuán)表層及內(nèi)部擴(kuò)散而導(dǎo)致的碳損和P2O5反吸。球團(tuán)溫度小于1110 ℃時，球團(tuán)內(nèi)壓小于P0，窯內(nèi)氣體向球團(tuán)擴(kuò)散，影響還原反應(yīng)進(jìn)行?？梢姎夥諏Ψ磻?yīng)的影響主要發(fā)生在球團(tuán)預(yù)熱段。

楊宏輝等[3]的熱力學(xué)計算還表明，在窯法磷酸工況下，窯氣中即使 1%氧氣對炭的氧化作用也超過了20%CO2的影響。

另外，工業(yè)性試驗表明[16-17]，P2O5易于與窯內(nèi)水分生成偏磷酸而加劇窯內(nèi)結(jié)圈。

因此，窯法磷酸生產(chǎn)控制窯氣中O2和H2O的含量至關(guān)重要。

3 主要技術(shù)難點(diǎn)及解決方案

3.1 氧化與還原分區(qū)

窯法磷酸的技術(shù)核心在于將磷礦還原氣相產(chǎn)物的氧化熱用于磷礦還原。顯然，將包含固體球團(tuán)的還原區(qū)直接暴露在高溫的氧化區(qū)中可以獲得最大的熱利用率，這也正是現(xiàn)有回轉(zhuǎn)窯法磷酸工藝的特點(diǎn)。但是，還原反應(yīng)與氧化反應(yīng)所需外界氣氛是相互矛盾的，由此產(chǎn)生了球團(tuán)中還原碳的損耗、P2O5的反吸以及低熔點(diǎn)反吸物結(jié)窯圈等問題。因此，如何實現(xiàn)氧化區(qū)與還原區(qū)之間既高效傳熱又不傳質(zhì)或者最小限度地傳質(zhì)是窯法磷酸技術(shù)獲得成功的關(guān)鍵，也是窯法磷酸技術(shù)的難點(diǎn)。

為實現(xiàn)分區(qū)，Levermore等[23]采用雙層套筒的回轉(zhuǎn)窯為反應(yīng)器，內(nèi)筒為還原反應(yīng)區(qū)，外層為氧化區(qū)。反應(yīng)產(chǎn)生的磷和一氧化碳從內(nèi)筒逸出到外套筒，在外套筒遇空氣燃燒，放熱量供內(nèi)套筒的料球還原。雙層套筒回轉(zhuǎn)窯反應(yīng)器考慮了將還原與氧化隔離，但由于內(nèi)筒傳熱效果較差，熱利用率低，同時套筒受高溫P2O5的腐蝕嚴(yán)重，難以實現(xiàn)工業(yè)化應(yīng)用。

Lapple等[19-20]提出了覆蓋焦炭法。其反應(yīng)器為常規(guī)的回轉(zhuǎn)窯，將大量焦炭覆蓋在反應(yīng)料球上層，以隔離氧氣，防止碳的氧化。但是該法焦炭用量大，焦炭與料球質(zhì)量比的比例高達(dá)4∶1，而且隨著回轉(zhuǎn)窯的轉(zhuǎn)動，料球易浮在焦炭的表面，而不是焦炭覆蓋在料球的表面。因此，采用焦炭覆蓋的方法，不僅未能將氧氣與料球隔絕，碳損反而有加劇的現(xiàn)象[5]。

Megy等[5]采用窯身帶有氣孔的回轉(zhuǎn)窯，反應(yīng)過程中上部通入空氣，下部從料球?qū)酉路酵ㄈ氲獨(dú)?，以防止還原過程中料球中焦炭被氧化。由于氮?dú)獾拇祾咦饔?，不僅隔絕了氧氣對碳的氧化，同時可以及時帶走料球表面的還原氣相產(chǎn)物，因此可加速還原反應(yīng)。Park等[21]也建議使用帶氣孔的回轉(zhuǎn)窯。該法的缺點(diǎn)是料球在窯內(nèi)翻滾破碎后易堵塞氣孔。

江善襄等[7，24]采用隧道窯進(jìn)行磷酸生產(chǎn)，首先提出了在反應(yīng)物料表層覆蓋保護(hù)膜的構(gòu)想，他們將磷礦與硅石和焦炭混合制成多孔磚坯，磚坯外層浸漬由長石、石英、芒硝、焦炭粉和玻璃配置而成的硅礦鹽類漿料，形成一層保護(hù)膜，既阻擋了窯氣進(jìn)入磚坯與焦炭反應(yīng)，又不妨礙了磷礦還原所得磷蒸氣和CO的溢出，有效地分隔了氧化區(qū)與還原區(qū)，試驗取得了良好的效果，突破了窯法磷酸的技術(shù)難題。但是，由于窯磚尺寸大、料層厚、傳熱傳質(zhì)效果較差，導(dǎo)致反應(yīng)時間長、生產(chǎn)效率低。

受江善襄思想的啟發(fā)，侯擁和等[25]提出了回轉(zhuǎn)窯內(nèi)采用雙層復(fù)合球團(tuán)的方法，即CDK窯法磷酸工藝。采用料球包裹技術(shù)，將氧化氣氛隔絕在球團(tuán)外面，從而保障內(nèi)球的還原碳不被氧化。球團(tuán)外層包裹物為煙煤、無煙煤、焦粉、木炭、石油焦或褐煤等固體碳質(zhì)還原劑和白云石、石灰石、石灰、硅石等物質(zhì)的組合，所用黏結(jié)劑為瀝青、腐植酸鈉、腐殖酸銨、水玻璃、亞硫酸鹽紙漿廢液、糖漿等物質(zhì)的一種或幾種的組合。對于CDK窯法技術(shù)，選擇恰當(dāng)?shù)陌鼊┦种匾?，需要充分考慮包裹劑與窯氣之間的反應(yīng)問題。

倪天銀[26]提出了一種精餾復(fù)合式立窯，分為上下兩部，上部為氧化室，內(nèi)設(shè)多個料坯預(yù)熱室，下部為還原室；或者氧化室置于窯下部，其內(nèi)部為還原室。該立窯結(jié)構(gòu)復(fù)雜，傳熱效果難以保證，熱利用率不高。張定斌等[27]提出了一種立式明焰窯，窯下部氧化生成的P2O5與CO2混合氣體向上運(yùn)動，與反應(yīng)料球逆流換熱。該反應(yīng)器完全沒有考慮到料球?qū)α椎姆次鼛淼挠绊?。張定斌等[28]還發(fā)明了一種三通道式錕道窯用于磷酸生產(chǎn)，但是其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，難以應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)。

作者課題組呂莉等[29]提出了一種用于窯法磷酸的豎窯反應(yīng)器。還原反應(yīng)在豎窯下部進(jìn)行，還原氣相產(chǎn)物在豎窯上部被氧化。采用間接換熱的方式，通過豎窯內(nèi)氣氛的流向?qū)⒀趸c還原分隔。

3.2 偏磷酸的抑制

偏磷酸的形成是由于窯氣中存在水分（水蒸氣主要來自空氣中的水分以及氫含量高達(dá)12%左右的混合煤氣燃燒生成）所致。900 ℃以下偏磷酸呈黏稠狀液體，導(dǎo)致回轉(zhuǎn)窯內(nèi)及尾氣管道易結(jié)圈、阻塞，為避免偏磷酸導(dǎo)致的結(jié)圈，出窯尾氣溫度不能低于900 ℃，系統(tǒng)熱量損失大[16]。

作者課題組梁斌等[30]針對偏磷酸的問題提出采用已脫除水分的空氣或富氧空氣作為助燃劑、采用低H2和烴類含量的CO煤氣作為燃料，減少回轉(zhuǎn)窯內(nèi)的水分，從而避免或顯著減少偏磷酸的形成，使含P2O5的尾氣溫度降至600～650 ℃再出窯，可以顯著地提高熱利用率。

4 結(jié) 語

我國磷資源儲量豐富，但大部分均為P2O5含量低于25%的中低品位磷礦，未來傳統(tǒng)的磷酸技術(shù)面臨巨大的挑戰(zhàn)。積極研究和大力發(fā)展窯法磷酸技術(shù)，盡快促進(jìn)窯法磷酸技術(shù)工業(yè)化，為磷酸生產(chǎn)做好充分的技術(shù)儲備，對我國磷肥工業(yè)和磷化工工業(yè)具有重要的現(xiàn)實意義。

目前窯法磷酸工業(yè)性試驗中最大的障礙是窯內(nèi)結(jié)圈堵料，裝置不能長周期運(yùn)行的問題，根源在于氧化與還原不能有效分區(qū)以及窯內(nèi)產(chǎn)生并析出偏磷酸。偏磷酸的生成可以通過控制空氣和燃料帶水及燃料中的氫和烴類的含量加以解決，因此，進(jìn)一步的研究與試驗工作應(yīng)該放在如何實現(xiàn)氧化與還原反應(yīng)的有效分區(qū)或者最大限度的分區(qū)。為此，需要對窯法磷酸工藝中涉及的各類反應(yīng)的熱力學(xué)、工藝條件、反應(yīng)動力學(xué)以及反應(yīng)機(jī)理等進(jìn)行更加深入的研究，在此基礎(chǔ)上進(jìn)一步展開工程化研究與試驗，推動窯法磷酸技術(shù)向可預(yù)見性方向發(fā)展。

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Research progress of kiln phosphoric acid process

DENG Shuyuan1，LIANG Bin1，LI Chun1，Lü Li1，WU Pan1，QIU Liyou1，WANG Liming2
（1School of Chemical Engineering，Sichuan University，Chengdu 610065，Sichuan，China；2Hi-Tech Groups Co.，Ltd.，Sichuan University，Chengdu 610065，Sichuan，China）

In order to promote the research and development of kiln phosphoric acid process，and based on the previous work of our group，this review systematically summarizes the basic research development and status of KPA process both at home and abroad，including reaction thermodynamics，phosphate rock reduction mechanism and dynam ics. The research development of KPA process on the principle，key parameters and important engineering problems in the KPA process is introduced，and the outline of key techniques and its solution scheme are pointed out. In light of the problems existing in the KPA process，it is suggested to intensify basic research of the KPA process and to perform industrial experiments.

KPA；thermodynamics；dynam ics；the rotary kiln ring；w rapping

TQ 126.3+5

A

1000–6613（2012）07–1402–05

2012-01-15；修改稿日期：2012-03-15。

鄧淑元（1986—），女，碩士研究生。聯(lián)系人：呂莉，博士。E-mail lily@scu.edu.cn。