摘要：本文简要介绍了差示扫描量热法(Differential Scanning Calorimetry,简称DSC), 结合磷石膏脱水的动力学和反应机理，重点阐述了磷石膏在不同条件下的非等温热脱水过程。最后总结了前人的研究成果，并引出了对石膏脱水特性研究时所注意的问题。

关键词：DSC 磷石膏 脱水 反应动力学

1 前言

磷石膏是一种常见的化学石膏，其晶体与天然石膏相比，晶体尺寸较小，杂质也与天然石膏有一定区别，是磷肥工业采用湿法生产磷酸产生的固体废弃物，主要成分是CaSO₄#183;2H₂O。由于自由水含量高，并含有磷、氟和有机物等有害成分,通常不能直接利用。据不完全统计，目前国内堆存的磷石膏达1亿多吨，每年还要新产生约3000万 t，总利用率尚不到20%[1],对我国环境造成了严重的危害，故存在很大的回收利用空间。

磷石膏大规模资源化利用的技术途径，主要集中在生产建筑石膏[2]和分解制硫酸联产水泥两个方面[3］。在这两方面的应用中，磷石膏脱水都是关键的技术环节,其脱水程度直接影响产品质量和能耗，因此研究其脱水动力学对脱水过程控制具有重要的意义。传统的石膏脱水工艺主要有炒锅、回转窑和流化床等，国外近来率先开发出了主要有沙司基打磨、Delta磨、彼特磨等设备[4]。目前研究中，对石膏的脱水动力学研究较多[5-7］，如：意大利学者A.Negro和L.tSafe ri曾进行过不同类型的二水石膏的脱水动力学的研究[8]，但却未得出显著结论。随着科研方法的更新，对磷石膏脱水过程采用差示扫描量热法，已被越来越多的学者和研究人员所采用。

2 理论基础

2.1 DSC基本原理[9]

差示扫描量热法(DSC)是在程序控制温度下，测量输给物质和参比物的功率差与温度关系的一种技术。差示扫描量热仪记录到的曲线称DSC曲线，它以样品吸热或放热的速率，即热流率dH/dt（单位毫焦/秒）为纵坐标，以温度T或时间t为横坐标，可以测定多种热力学和动力学参数，例如比热容、反应热、转变热、相图、反应速率、结晶速率、高聚物结晶度、样品纯度等。该法使用温度范围宽（-175~725℃）、分辨率高、试样用量少。

DSC和DTA仪器装置相似，所不同的是在试样和参比物容器下装有两组补偿加热丝，当试样在加热过程中由于热效应与参比物之间出现温差ΔT时，通过差热放大电路和差动热量补偿放大器，使流入补偿电热丝的电流发生变化，当试样吸热时，补偿放大器使试样一边的电流立即增大；反之，当试样放热时则使参比物一边的电流增大，直到两边热量平衡，温差ΔT消失为止。换句话说，试样在热反应时发生的热量变化，由于及时输入电功率而得到补偿，所以实际记录的是试样和参比物下面两只电热补偿的热功率之差随时间t的变化关系。如果升温速率恒定，记录的也就是热功率之差随温度T的变化关系。

2.2 石膏脱水机理