本文對碳熱還原氟磷酸鈣制取PO(g)的反應進行熱力學分析和相應的理論計算，根據(jù)計算結果和圖表表明：在常壓下，Ca5(PO4)3F與C反應生成PO(g)的理論最低溫度為2119K，當壓強降至10¹Pa~10²Pa時的理論最低溫度為1487K~1607K。并且在同一系統(tǒng)壓力下，隨著反應溫度升高，Ca5(PO4)3F與C反應生成PO(g)的吉布斯自由能降低。

　　很多學者針對磷礦還原方面的研究提出過不同的機理。江禮科等的研究認為在常壓1400℃條件下，碳直接還原氟磷灰石是非常困難的;李秋霞等提出用真空法直接從磷礦石中制備磷;邱禮有等進行了以氟磷酸鈣、分析純二氧化硅和試劑級活性炭的粉粒做成型料進行氟磷灰石熱炭固態(tài)還原反應機理和速率控制步驟的實驗研究;鮑曉軍等提出了磷礦石的還原機理，認為氟磷酸鈣首先發(fā)生熱分解反應，生成CaO、CaF2、P2O5，然后P2O5在還原下生成磷單質;張進榮等對氟磷酸鈣碳熱還原制備磷過程的機理進行研究，提出了兩種機理,一種是直接生成P2、CaO、Co、CaF2，另一種是先生成中間產物Ca3P2和CaC2，然后Ca3P2和CaC2又分別與氟磷酸鈣反應生成P2，等等。文獻研究氟磷酸鈣通過碳熱還原反應制磷。氟磷灰石的碳熱還原過程[8]中會產生多種中間產物，通過前人的熱力學計算得知該反應過程中的中間產物很快會與其他物質反應。文獻對氟磷酸鈣制取單質磷的反應動力學機理進行了報道。

　　李秋霞等研究氟磷酸鈣碳熱還原過程，在進行分子動力學模擬時發(fā)現(xiàn)：氟磷酸鈣與碳反應過程中會形成PO(g)、PO2(g)，然后PO(g)、PO2(g)與C可以發(fā)生一系列反應生成P2(g)、PO(g)。也就是說在量子化模擬過程中，氟磷酸鈣的碳熱還原反應有物質PO(g)、PO2(g)生成。之前的學術研究并未根據(jù)碳熱還原氟磷酸鈣制取PO(g)的反應進行深入的熱力學探討。本文研究氟磷酸鈣提煉磷生成PO(g)過程中的壓力和溫度之間的熱力學關系。

　　2、結論

　　根據(jù)吉布斯自由能分別針對碳熱還原氟磷酸鈣法制備PO(g)在不同溫度、不同壓強下進行了相關熱力學理論計算及分析了相關反應的理論最低溫度，得到以下結論：

　　(1)在氟磷酸鈣碳熱還原過程中，碳直接還原氟磷酸鈣中間生成PO(g)是可能的。該反應中，Ca5(PO4)3F與C反應形成PO(g)，105Pa、104Pa、103Pa、102Pa、101Pa的理論最低溫度分別為2119K、1915K、1747K、1607K、1487K。

　　(2)碳熱還原過程中,Ca5(PO4)3F與C反應形成PO(g)，隨著系統(tǒng)壓力的降低，反應的理論最低溫度也隨之降低。

　　(3)碳熱還原過程中,Ca5(PO4)3F與C反應形成PO(g)，在同一系統(tǒng)壓力下，溫度升高，反應的吉布斯自由能降低。

　　(4)碳熱還原過程中,Ca5(PO4)3F與C反應形成PO(g)，隨著系統(tǒng)壓力的降低，反應的吉布斯自由能降低。