赤泥-磷石膏在配炭配碱条件下的热分析及反应动力学OA

赤泥和磷石膏的大量生成及堆存会带来环境风险,尽管已有协同焙烧利用的研究,但高温反应动力学仍缺乏深入探讨。采用差热-量热分析技术,研究了在添加碳酸钠和焦炭的条件下,赤泥与磷石膏混合物的高温反应特性。结果表明:在低温(<200℃)单独焙烧条件下反应活化能为61.72 kJ/mol,加入碳酸钠后反应活化能显著降低至14.09 kJ/mol,并加快反应速率;加入焦炭后,活化能进一步降低至1.58 kJ/mol,反应显著加快,CaSO_(4)分解温度降低。在单独焙烧条件下,剧烈反应区间主要发生在1 000~1 200℃;加入碳酸钠后,反应温度区间显著降低至600~850℃,表明碱的加入有效降低了反应所需的温度并加快了反应速率。进一步加入焦炭后,反应的温度区间再次上升至800~1 000℃,这表明焦炭的加入促进了反应过程,尽管温度略有升高,但仍处于较低的温度区间,反应仍然较为剧烈。研究揭示了混料焙烧过程主要遵循成核与生长及三维扩散的反应机理。此研究为赤泥与磷石膏的协同利用及工业固废的资源化提供了新的理论依据。