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一、研究背景1.1 湿法磷酸生产工艺概况用酸（硫酸、硝酸、盐酸等）分解磷矿而制的磷酸统称为湿法磷酸。
湿法磷酸技术在中国有着悠久的历史，其中二水硫酸钙生产工艺约占80%以上，在国民经济中发挥了重要作用，其中间产品为磷肥和磷酸盐。
磷酸和硫酸是湿法磷酸生产中的主要原料，这两种原材料成本约占生产总成本的80-90%[1]。
磷矿石中除了氟磷酸钙外，还含有金属离子（铁、铝、镁、锰）、无机物（碳酸盐、硅酸盐、硫酸盐、二氧化硅)及有机物等杂质；少数还含有放射性元素和稀土金属[2]。
这些杂质的存在会加大硫酸的耗量、增加生产成本，同时还会导致装置的生产能力下降、设备腐蚀等不良后果。
采用硫酸分解磷矿制磷酸的方法为磷矿与硫酸按一定比例混合，在搅拌条件 下发生分解反应。
反应方程式如下[3-6]：Ca5F(PO4)3 5H2SO4 5nH2O=3H3PO4 5Ca2SO4nH2O↓ HF↑实际上，反应是分两步进行的。
第一步是磷矿和循环料浆（或返回系统的磷酸）进行欲分解反应，磷矿首先溶解在过量的磷酸溶液中生成磷酸一钙：Ca5F(PO4)3 7H2O=5Ca(H2PO4)3 HF↑预分解的目的主要是防止磷矿与浓硫酸直接反应，避免在磷矿粒子表面生成硫酸钙薄膜而阻碍磷矿的进一步分解，同时也有利于硫酸钙过饱和度的降低。
第二步即以上述的磷酸一钙料浆与稍过量的硫酸反应生成硫酸钙结晶与磷酸溶液：5Ca(H2PO4)2 5H2SO4 5nH2O=5CaSO4nH2O 10H3PO4硫酸钙可以三种不同的水合结晶形态从磷酸溶液中沉淀出来，其生成条件主要取决于磷酸溶液中的磷酸浓度、湿度以及游离硫酸浓度。
因此根据生产条件的不同，可以生成二水硫酸钙（CaSO42H2O），半水硫酸钙（CaSO41/2H2O）和无水硫酸钙（CaSO4）三种，故上述分子式CaSO4nH2O中的n可以等于2、1/2或0。
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