氟磷灰石-碳还原过程热力学分析及钙、硅迁移转化

摘要

利用FactSage7.1热力学软件对氟磷灰石碳热还原过程进行热力学分析,并模拟电热法制磷,采用X射线衍射(XRD)、傅立叶变换红外光谱(FT-IR)和扫描电镜(SEM)等分析还原过程及Ca、Si元素的相态转变.结果 显示:主要含Ca固相Ca5(PO4)3F在1180°C时会转化为Ca3(PO4)2和CaF2,在1250°C时发生脱氟转变为CaSiO3和Ca3(PO4)2;体系中的Si在1250C时会由固相SiO2转变为CaSiO3,同时会有微量气相SiF4逸出;随温度的升高,Ca、Si会转变为不同形式的钙硅酸盐并形成低共熔物,形成钙硅酸盐的顺序为CaSiO3、Ca2SiO4和Ca3SiO5;随温度的升高,体系在1400°C时发生熔融并产生含有硅酸盐系低共熔物的液相,液相的产生和扩散会影响反应的进行程度.该研究为实现热法加工全量资源化利用提供理论基础.