为探明电炉法黄磷的反应历程,采用纯物质模拟电炉法黄磷生产,并使用HSC热力学软件、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)等分析方法对该过程进行辅助研究.HSC和XRD分析结果表明氟磷灰石碳热还原反应历程如下:Ca5(PO4)3F优先与 SiO2发生脱氟反应生成Ca3(PO4)2,而Ca3(PO4)2又被碳还原产生CaO,并结合SiO2形成钙硅酸盐,而F最终以SiF4(g)的形式排出体系;动力学分析结果表明氟磷灰石的碳热还原反应是一个变级反应,反应级数随温度升高而降低,反应速率随温度升高而增大,随时间增大而降低,其反应活化能为 188.96 kJ·mol-1,表明是一个高能耗反应;渣相SEM分析结果表明随着温度的升高,体系的液相逐渐增多,物质扩散加快,导致反应速率增大,这与动力学分析结果相一致.
氟磷灰石 碳热还原 反应历程 动力学