Thermodynamic and Kinetic Modeling of Thermal Decarbonization of Low-Grade Phosphate Ore

Le minerai de phosphate est une source potentielle de phosphore avec une large application dans de nombreux procédés industriels pour produire des produits commerciaux tels que l'acide phosphorique, les aliments, les engrais, les pesticides et les détergents. Le minerai de phosphate est une roche naturelle contenant principalement la fluorapatite carbonée, la dolomite, la calcite et le quartz. Le minerai de phosphate à faible teneur est bénéfique pour produire du gaz phosphore pur (P2) par fusion, car il contient une concentration importante de quartz qui joue le rôle d'un agent fondant. Le gaz phosphore peut être transformé en d'autres produits intermédiaires purs tels que le pentoxyde de phosphore (P2O5) et l'acide phosphorique (H3PO4), qui ont un large éventail d'applications industrielles. Par conséquent, le procédé thermique par fusion est une technique prometteuse pour remplacer le procédé à l'acide phosphorique humide qui souffre de nombreux problèmes techniques (acide phosphorique de faible teneur) et cause de graves problèmes environnementaux (génération de phosphogypse).

Abstract

Phosphate ore is a potential source of phosphorus with wide application in many industrial processes to produce market products such as phosphoric acid, food, fertilizers, pesticides, and detergents. It is a natural rock that contains mainly carbonate fluorapatite, dolomite, calcite, and quartz. Low-grade phosphate ore is beneficial to produce high pure phosphorus gas (P2) by smelting process because it contains a considerable concentration of quartz that plays the role of fluxing agent. Phosphorus gas can be transformed into other pure intermediate products such as phosphorus pentoxide (P2O5) and phosphoric acid (H3PO4), which have a wide range of industrial applications. Hence, the thermal process that includes smelting is a promising technique to replace the wet phosphoric acid process that suffers from many technical issues (low-grade phosphoric acid) and causes serious environmental problems (generation of phosphogypsum).