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，我國的磷肥生產(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，但應用于工業(yè)生產(chǎn)還存在很多問題，如對窯爐設備要求高、生產(chǎn)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(chǎn)工藝特點及相應設備結(jié)構(gòu)，以期將窯法磷酸盡快應用于工業(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(shù)、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(jié)果表明殘渣可代替粉煤灰做礦物摻和料使用。
　　研究結(jié)果如下：磷礦的還原率隨鈣硅比的增加而增大，隨氮氣過剩系數(shù)的增加呈先減小后增加的趨勢，當?shù)獨馔ㄈ胨俾蕿?00ml/min，還原率最大。炭過剩系數(shù)從1.1到1.4還原率增大很明顯，炭過剩系數(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間的延長而增大，但影響很小，有利于工業(yè)生產(chǎn)。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(shù)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(shù)下，殘渣出現(xiàn)水化性能好的膠凝產(chǎn)物C2S，且殘渣以粉煤灰標準測試的7、28天活性指數(shù)達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，且殘渣需急冷保證活性，還會逸出氟化鈉、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(chǎn)的窯爐內(nèi)襯隔熱材料六鋁酸鈣-鎂鋁尖晶石復相陶瓷。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