硅熱法提磷熱力學(xué)分析與試驗

編號：FTJS10331

篇名：硅熱法提磷熱力學(xué)分析與試驗

作者：程曉宇 龐建明 李石穩(wěn) 趙志民 劉飛

關(guān)鍵詞： 磷化工 黃磷 硅熱法 熱力學(xué)計算 還原率 工業(yè)硅

機構(gòu)： 鋼鐵研究總院 中國鋼研科技集團(tuán)有限公司資源應(yīng)用與合金材料事業(yè)部

摘要： 采用硅熱法提取磷，并通過熱力學(xué)計算澄清了主要的化學(xué)反應(yīng)和吉布斯自由能。通過實驗驗證了該工藝的可行性。硅熱法提取磷的主要反應(yīng)為: 2(3CaO · P2O5) + 5 Si + SiO2 = 2P2(g) + 6 CaO · SiO2。真空度可以促進(jìn)反應(yīng)向正向進(jìn)行，壓力較低的反應(yīng)體系可以使反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)吉布斯自由能較小，從而使硅熱還原反應(yīng)更容易發(fā)生。提高反應(yīng)溫度可以促進(jìn)反應(yīng)向正向進(jìn)行，在同一溫度下適當(dāng)延長還原時間可以提高反應(yīng)的還原速率。在常壓下，經(jīng)1250 °C 反應(yīng)2.5 h，采用硅熱法可獲得純度為95.03 n 的粗磷(黃磷) ，干渣中殘余磷含量為1.45% 。結(jié)果表明，在硅熱法制備黃磷過程中使用硅質(zhì)還原劑可以避免焦炭的使用，符合低碳發(fā)展戰(zhàn)略。