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液固反应是矿物化学处理最常见的加工方法之一。在磷矿酸解反应过程中,随着矿物的溶解,将出现反应产物的扩散和结晶。当结晶过程在固体反应物颗粒表面进行时,颗粒表面有可能会形成一层固态薄膜包裹颗粒表面,阻碍矿物的继续分解,减缓甚至终止矿物的溶解反应过程。声化学是化学、化工的一个新分支,超声作用能强化传质,提高反应过程速率。本文根据固—液体系中超声波空化引起的表面效应、聚能效应、湍动效应和微扰效应,对超声波强化液—固传质的机理作了初步的探讨。硫酸分解磷酸是磷肥工业中最重要的液固分解反应,本研究从磷矿酸解液—固反应着手,通过对比的方法,探讨常规的液—固反应体系施加超声波后,超声的声强、时间、温度对磷矿酸解的影响。实验结果表明,在一定的条件下,超声波能促进磷矿酸解反应的进行,加快反应速率,并具有细化、均化结晶的作用,但是超声作用不会改变结晶性质、晶格结构和晶体组成。超声波不仅存在“热效应”也存在“非热效应”。实验结果表明,磷矿分解率随着超声功率、反应时间和水浴温度的增加而提高。当超声波功率增大,超声密度就越大,溶质分子运动速度增加,强化空化产生的冲击流,对磷石膏的侵蚀力度也加强,因此提高磷矿分解率。在反应初期,CaSO4晶体尚未形成,扩散过程主要依靠浓度差作为推动力,反应速度快,升高温度能促进扩散或反应过程的进行,无论有无超声作用对磷矿的酸解率差别并不大。固态膜形成后,在超声波作用下空化泡崩溃,在极短时间内和极小空间中产生几千K的高温,伴生强烈的冲击波和微射流,强化传质过程,因此在超声波作用下磷矿的分解率比无超声作用时的分解率高。在实验室条件下,通过正交实验,初步研究了最适宜工艺条件,硫酸浓度98%,超声波功率80W,反应时间30min,反应温度60℃。反应速率常数与温度的关系符合阿累尼乌斯方程。利用固体粒度不变的缩芯模型回归实验数据,得到宏观动力学模型。超声波中磷矿酸解的传质过程为扩散控制阶段,动力学方程为:k=0.879exp(-2.988×103/RT),活化能Ea为29RgkJ/mnl。