《磷石膏低溫催化分解及過程物相遷移研究》是依託昆明理工大學，由馬麗萍擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：磷石膏低溫催化分解及過程物相遷移研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：馬麗萍
- 依託單位：昆明理工大學
項目摘要,結題摘要,
針對磷化工大宗固廢磷石膏資源化綜合利用-分解回收硫鈣資源過程中存在的能耗高、分解率低等問題，採用催化還原的方法，以降低磷石膏分解溫度為目的，研究磷石膏高效分解系列催化還原劑，通過添加固體、氣體或耦合催化還原劑，用靜態研究方法，使磷石膏分解溫度在傳統大於1000℃基礎上降低200-250℃，分解率≥96%，穩定回收 SO2資源，同時對分解過程物系的物理化學變化進行深入、系統的研究，以理論factsage計算和實驗研究結合，剖析硫、鈣在分解過程中遷移變化，跟蹤其他雜質在分解過程的演變，繪製分解過程多元物系相圖，探明磷石膏催化還原低溫分解的科學原理，為磷石膏資源化綜合利用完善基礎理論數據，對解決磷石膏綜合利用高能耗問題具有重要意義。
項目針對磷化工大宗固廢磷石膏資源化綜合利用-分解回收硫鈣資源過程中存在的能耗高、分解率低等問題，採用催化還原的方法，以降低磷石膏分解溫度為目的，研究磷石膏高效分解系列催化還原劑，使磷石膏分解溫度在傳統大於1000℃基礎上降低200-250℃，分解率≥96%，同時對分解過程物系的物理化學變化進行深入、系統的研究，探明磷石膏催化還原低溫分解的科學原理，為磷石膏資源化綜合利用完善基礎理論數據，對解決磷石膏綜合利用高能耗問題具有重要意義。 經過研究，得出以下結論： 1. 加入Fe-Ni複合催化劑 FeCl3-NiCl2，磷石膏的起始分解溫度為590℃，分解溫度區間590℃-800℃，失重（△TG）39.93%,分解率接近99%; 2. 雜質影響CaS的含量進而影響磷石膏的分解，Fe2O3能促進石膏的分解並降低石膏的起始分解溫度。SiO2 與P2O5會增強磷石膏晶格的穩定性，進而抑制石膏的分解； 3. 磷石膏的還原分解產物中的主要為CaS、CaO。CaS的產生首先由固—固相反應產生，然後再由氣—固相反應轉化反應產生，因而導致其產生及轉化機理極為複雜； 4. 升溫速率對磷石膏的低溫催化分解亦有著重要作用，較低的升溫速率可為磷石膏提供更為充分的反應時間，從而可以一定程度上小幅降低磷石膏的分解溫度; 5. 對磷石膏低溫催化分解機理的分析研究，構建起磷石膏低溫催化分解的循環反應體系，探討了磷石膏低溫催化分解過程中Ca、S的遷移轉化路徑，固-固反應伴隨著氣-固反應進程。且都發生在磷石膏表面及間隙內，除涉及CaSO4與Fe鹽的離子交換反應外，還涉及一系列的CaSO4復鹽效應，並建立了磷石膏低溫催化分解的縮芯反應模型； 6. 磷石膏所含成分在分解過程不同體系相圖分析揭示了分解過程物系的遷移變化，為進一步過程控制提供理論基礎； 7. 循環氣氛控制過程分解，可低溫分解得到中間產品CaS，進一步氧化得到＞90%的CaO轉化率； 8.兩步法磷石膏分解渣控制中間產品為CaS，分解溫度低於1000℃，分解渣進一步在三相流化床中吸收CO2碳化製備CaCO3,條件溫和（近常溫），CaS的轉化率達97.34%。 通過以上研究，對磷石膏低溫、目的產物導向性分解提供新的系統理論及科學解釋，開發磷石膏分解還原劑，為工業規模化套用提供理論和技術支撐。
