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磷在人体的生命活动中起着至关重要的作用，它是生命起源中不可或缺的必要因素。在自然界中，磷主要是以磷矿石的形式存在于矿产资源中，且是一种不可再生的资源。我国磷矿储量虽然较多，但是总体表现为“丰而不富”。随着我国磷矿资源的不断开发利用，富矿越来越少，贫矿较难富集且利用率低等问题涌现出来。如何高效利用我国中低品位磷矿已成为磷化工行业的研究热点之一。本文利用HSC Chenmistry5.11软件对磷矿还原可能进行的反应进行了吉布斯自由能的相关计算。结果表明，常压下0-1900℃温度范围内，氟磷酸钙与二氧化硅不能直接反应，即无法发生脱氟反应，从而推断氟磷酸钙先进行碳热还原生成CaO，SiO2与CaO结合生成CaSiO3，促使还原反应向右进行。温度越高，该还原反应越容易进行，过量的SiO2的加入有利于降低磷矿还原的反应温度。加入不同量的SiO2可生成不同形式的硅酸钙。通过热力学分析，得到不同形式硅酸钙生成的优先顺序为：CaSiO3、Ca3Si2O7、Ca2SiO4、Ca3SiO5。在电炉中通过实验考察了还原温度、还原时间、硅钙比、碳源、碳量、物料尺寸、无机添加剂对磷矿熔态还原的影响。结果表明，还原率随温度、时间的增加而增加，最后趋于稳定；不同还原剂（石墨粉、焦炭、活性炭）的还原效果排序依次为石墨粉＞焦炭＞活性炭；同等反应条件下，磷矿粉粒径大于150目时的还原率较高。确定磷矿熔态还原的最优工艺条件为：反应时间60min，反应温度1450℃，硅钙比2.4，还原剂为石墨粉，碳过剩系数为1.5，磷矿粉粒径大于150目。加入适量的无机添加剂如KCl、Na2CO3、Li2CO3等可以强化其熔态还原过程，三种无机添加剂对还原反应的强化效果依次为Na2CO3>KCl>Li2CO3，在温度1350℃下反应60min，还原率可达96%以上，与未加入添加剂时同样条件下磷矿相比，还原率提高了14%。本文研究了添加剂对磷矿熔态还原过程的强化机理和磷矿熔态还原动力学。磷矿粉还原过程中氟磷酸钙首先扩散至碳表面发生还原反应脱氟生成CaO、CO、CaF2和P2，该过程进行缓慢，反应所生成的CaO与SiO2迅速结合生成硅酸钙熔融相，促进还原反应向右进行。添加剂加入到反应体系中会率先形成熔液相，极大地促进反应物之间的物质传递。根据HSC Chemistry5.11计算得出，加入添加剂后，反应平衡常数由1.02提高到1.06。通过磷矿熔态还原动力学分析，确定在该反应在实验温度范围（1300℃~1450℃）内，反应级数介于一级、二级之间，且随着温度升高，该反应趋于一级反应，其反应速率常数逐渐增大，该反应的表观活化能为184.644kJ/mol。