磷矿是我国重要的战略性资源,是生产磷酸及磷复肥的主要原料。目前磷酸的生产工艺主要以湿法磷酸为主,其中硫酸法生产磷酸占据主导地位。然而由于磷酸分解磷矿过程中磷矿分解率低,P2O5回收率低磷酸分解磷矿时液固比较大等问题,论文以瓮安县磷矿为原料,开展磷酸高效分解磷矿的实验研究,通过探索关键的工艺参数:磷酸浓度、液固比、反应温度、磷矿粒径等对磷矿P2O5转化率的影响,研究磷酸分解磷矿的反应历程,建立动力学模型,对磷酸生产工艺提供理论指导意义。通过采用单因素实验方法探索工艺参数对P2O5转化率的影响,结果表明:随着磷酸浓度、液固比、搅拌速度、反应时间、反应温度的增加,磷矿P2O5转化率在增大,随着磷矿粒径的减小,P2O5转化率呈现先增大后减小的趋势。得到最佳的工艺条件为:磷酸浓度（P2O5计）:30%、液固比10:1、反应温度70℃、磷矿粒径160目、搅拌速度300r/min,得到P2O5转化率为98.85%。当磷酸浓度大于（P2O5计）30%、反应温度大于80℃时,P2O5转化率减小。磷酸分解磷矿影响转化率的显著影响因素主要有磷矿粒径、磷酸浓度、液固比,通过采用响应曲面对磷酸分解磷矿进行最优工艺设计,针对显著因素进行三因素一水平实验,得到响应面最优工艺为磷酸浓度（P2O5计）:3 1%,液固比11:1、磷矿粒径为160目,P2O5转化率为99.58%,在最优的工条件下进行实验得到P2O5转化率为98.87%,与最优值相接近。通过对比分析磷精矿、原矿、焙烧矿三种矿在相同的工艺条件下与磷酸反应后P2O5转化率的影响,结果表明:三种矿转化率的变化趋势相近,在相同的工艺条件下,磷精矿的转化率最高,其次是焙烧矿。通过对三种矿的酸不溶物进行物相表征,发现在反应120min后,磷精矿与原矿的酸不溶物中含有二氧化硅及少量的氟磷灰石。焙烧矿在相同条件下反应120min后,得到的酸不溶物中含量最多的是氟磷灰石,表明焙烧矿还没有与磷酸反应完全。通过用热力学分析磷酸与磷矿反应的机理,结果表明:磷矿中的大多数成分与磷酸都能自发反应,得到的吉布斯自由能小于0,大多数反应属于放热反应。磷矿中氟磷灰石与磷酸反应主要生成磷酸二氢钙、氟化氢及二氧化碳气体,体系中还有一些金属元素与磷酸反应,如白云石与磷酸反应得到钙盐及二氧化碳,这些元素的存在都可以影响到磷酸与氟磷灰石的反应,影响P2O5转化率。通过对磷酸分解磷矿过程进行动力学分析,得到磷酸分解磷矿可以用缩芯模型进行描述,磷酸分解磷矿过程的控制步骤是固体产物层（灰层）扩散。磷酸分解磷矿的动力学速率参数与液固比、磷酸浓度、磷矿粒径、反应温度、搅拌速度有关,液固比与磷酸浓度对动力学速率参数影响为正,磷矿粒径对速率参数影响为负,结合阿伦尼乌斯方程得到磷酸分解磷矿的表观活化能为11.36KJ/mol,动力学方程为:1-3（1-X）2/3+2（1-X）=1061 × 10-5C0.987（L/S）1.06G-0.161（SS）0.154exp（-11.36/RT）t