磷石膏-硫酸渣煤基还原焙烧物相转化研究

作者：刘雨浩 毛宏勃 宋文强 张鹏飞 周仙霖 余 洪    单位：1武汉工程大学资源与安全工程学院；2冶金矿产资源综合利用与造块湖北省重点实验室（武汉科技大学）

关键词：磷石膏；硫酸渣；还原焙烧；物相转变

摘  要：还原分解是磷石膏综合利用途径之一，但分解温度高、能耗高阻碍了该方法的应用。铁基添加剂有助于降低磷石膏还原分解温度，提高磷石膏分解效率。通过热力学分析、X射线衍射（XRD）仪，研究硫酸渣为铁基添加剂，磷石膏-硫酸渣在煤基条件下同步还原焙烧的物相转化。结果表明，当磷石膏、硫酸渣和煤粉配比为30∶10∶1混合还原焙烧，温度为700~900℃时，硫酸渣可以实现磁化还原生成Fe3O4，其中800℃时，磁选可获得铁品位和回收率分别为48.33%和32.31%的磁铁矿；温度为1 000~1 100℃时，硫酸渣难以发生同步还原，主要以Fe2O3和FeS存在。磷石膏在700~1 100℃范围内逐渐分解，部分CaSO4转为Ca5(PO4)3F；当温度大于1 000℃后，开始转化为CaS和Ca5(PO4)3OH。研究发现，磷石膏中杂质P和F的存在，以及分解温度对磷石膏-硫酸渣在煤基条件下的同步还原分解影响较大。本研究可为磷石膏、硫酸渣同步利用提供理论参考。