钾长石-氯化钙高温反应体系热力学分析

袁博¹，吕莉¹，梁斌¹，岳海荣¹，李春¹，绳昊一¹，叶龙泼¹，王昱飞²，朱家骅¹，谢和平²

1. 四川大学化学工程学院2. 四川大学CCUS与CO2矿化利用研究中心

摘 要：对窑炉反应器中钾长石-氯化钙高温焙烧反应体系进行了系统的热力学分析。结果表明,在温度<1423K时钾长石转化提钾主要是通过反应Ca Cl₂+2KAl Si₃O₈=Ca Al2Si2O8+4Si O₂+2KCl实现的,按照氯化钙配料为化学计量比配料的5倍计算,当温度≥1073 K时钾长石的平衡转化率可达85%。标准状况下纯氯化钙在高温水蒸气中是稳定的,但当二氧化硅存在时氯化钙将按照反应3Ca Cl₂+3H₂O+3Si O₂=Ca₃Si₃O₉+6HCl发生显著水解,当入窑空气温度为25°C、相对湿度75%时,1073 K反应平衡时氯化氢分压>10k Pa;在钾长石-Ca Cl₂高温焙烧过程中少量产物七铝酸十二钙的形成途径可能是:14KAl Si₃O₈+54Ca O=14Ca₃Si₃O₉+Ca₁₂Al₁₄O₃₃+7K₂O;钠长石与氯化钙反应的热力学趋势远大于钾长石,因此应尽量选用低钠长石含量的钾长石矿为原料。

关键词：钾长石;氯化钙;提钾;热力学分析;