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磷石膏是湿法磷酸生产磷酸过程中的副产品,磷石膏的大量产生和排放对环境造成了潜在危害,同时浪费了巨大的人力、物力和财力。面对经济上的损失和环境保护政策的压力,磷石膏的大规模资源化已成为磷化工行业实现持续发展的关键。磷石膏分解制酸是磷石膏最具潜力的资源化途径之一,但是磷石膏分解温度高能耗大,因此本文主要针对这一问题进行了一氧化碳还原分解磷石膏的研究,为磷石膏的资源化技术提供了基础数据和理论参考。采用化工热力学软件HSC Chemistry探讨了一氧化碳还原分解磷石膏的热力学行为。利用Reaction Equation模块计算了一氧化碳还原分解磷石膏过程中可能涉及的20个化学反应的摩尔Gibbs自由能变(△rGm)、摩尔焓变(△rHm)、摩尔熵变(△rSm),结果表明这些化学反应大部分为吸热型反应,这也是磷石膏还原分解高能耗的主要原因。利用Equilibrium Composition模块模拟了一氧化碳还原分解磷石膏的热力学平衡组分,认为反应过程中发生的反应大部分是两个甚至更多反应的耦合,而不是彼此独立的逐个发生,其中CaS04(s)+4CO(g)=CaS(s)+4C02(g)与CaS04(s)+1/3CaS(s)=4/3CaO(s)+4/3S02(g)以及CaS04(s)+1/3CaS(s)=4/3CaO(s)与CaS(s)+3C02(g)=CaO(s)+S02(g)+3CO(g)的耦合发生是整个反应过程的主线。通过扫描电镜(SEM)观察了磷石膏的微观形貌,结果表明磷石膏为不规则的片状颗粒,颗粒间有较强的团聚现象,团聚颗粒有大量的空隙。通过X射线能谱(EDS)分析了磷石膏的元素组成,结果表明磷石膏的主要元素成分为氧、硫、硅和钙4种,但是不同的微区成分也不尽相同。通过X射线粉末衍射(XRD)表征了磷石膏的物相组成,结果表明磷石膏的主要物相为CaS04·2H20,此外还有少量SiO2。通过激光粒度分析仪测定了磷石膏的颗粒粒度,结果表明磷石膏的颗粒粒度近似成正态分布。利用热分析技术进行了一氧化碳还原分解磷石膏的影响因素,结果表明还原性气氛有利于磷石膏的分解；在一氧化碳气氛中,磷石膏的分解包括两个阶段,第一阶段为磷石膏的脱水阶段,第二阶段为磷石膏的还原分解阶段,5wt.%CaCl2外加剂有利于磷石膏在一氧化碳中的还原分解。研究了一氧化碳气氛中磷石膏还原分解阶段的动力学行为,认为整个过程为化学反应所控制,动力学方程为动力学补偿效应为lnA=0.1115E+0.0211,反应活化能随磷石膏转化百分率的增大而减小。