长期以来,由于缺乏有效的处置方法,磷石膏的处理方式以简单的堆存为主。随着磷石膏堆放量逐渐增加,存在着较大的环境风险,由此带来的环境问题也日趋明显。在国内外众多学者的共同努力下,一些磷石膏的综合利用技术逐渐被提出,其中以磷石膏制硫酸联产水泥技术最为成熟,但是由于成本和技术原因,大多数的技术没能走向工业化之路,伴随着磷石膏的堆放所引起的环境问题逐渐被认知,磷石膏的处理问题已经严重的制约了磷酸工业的发展,目前仍然是一个急待解决的问题。本文通过对磷石膏特性和成分的分析,提出了磷石膏制备高纯度碳酸钙技术,通过Factsage热力学软件验证其理论可行性,以单因素试验方法验证技术效果并确定其最优工艺参数,采用品型控制剂控制最终产物碳酸钙的晶型和形貌。具体研究成果如下：1.采用Factsage软件计算磷石膏制备高纯度碳酸钙工艺中各主反应的热力学参数,考察各反应受温度的影响情况；通过分析工艺各个阶段相图的变化情况,模拟各阶段物相的迁移转化规律,考察该工艺的理论可行性。结果显示：磷石膏制备高纯度碳酸钙工艺中,两大主反应均为自发的放热反应,温度的升高不利于反应的进行；模拟相图分析结果表明,各阶段物相变化情况符合工艺要求,该工艺具备理论可行性;2.通过单因素试验验证工艺的技术效果,结果显示,磷石膏制备高纯度碳酸钙技术工艺具备实际可操作性,其最优的工艺条件为：转化过程中磷石膏、去离子水和NaOH质量比为25：125：12,反应时间为2h；除杂过程中磷石膏与盐酸质量比为5：7；碳化过程中气液比为300：4,气速为150ml/min。经检测,最终产物碳酸钙主要以球形的球霰石相碳酸钙为主,存在少量的方解石相碳酸钙,粒度在1-10μm,纯度和白度分别高达98%和96%以上,具备较好的热稳定性；3.通过对各大副产物的物相分析,结果显示,各副产物成分均符合预期结果,具备一定的可利用空间,特别是硫酸钠和氯化铵的纯度均高达85%以上可直接作为工业添加剂使用。物料衡算结果表明,该工艺符合质量守恒定律,预计每1t磷石膏可制备出0.45t高纯度碳酸钙,并产生0.75t的硫酸钠晶体和0.6t氯化铵晶体,整个过程无二次污染物直接排放；4.以柠檬酸、乙醇、硫酸和氢氧化镁为晶型拧制剂,在磷石膏制备高纯度碳酸钙工艺碳化阶段添加晶型控制剂,考察晶型控制剂对最终产物碳酸钙的晶型和形貌的影响。结果显示,柠檬酸可促进球霰石相碳酸钙向方解石相碳酸钙的转变,并起一定程度的降低碳酸钙晶体粒径的作用；乙醇可有效阻止球霰石相碳酸钙向方解石相碳酸钙的转变,并大大降低碳酸钙晶体的粒径；硫酸同样可以抑制球霰石相碳酸钙向方解石相碳酸钙的转变,可诱导碳酸钙晶须向链状生长；而氢氧化镁则可以控制文石相碳酸钙的生成,并且可以诱导碳酸钙晶须生长为针形。