我国每年需大量进口硫磺生产硫酸,再用于生产磷复肥。在磷复肥生产中不仅消耗大量的硫酸,而且产生大量含硫废弃物磷石膏,目前磷石膏的利用率不足20%。磷化工企业中磷石膏的硫湿法利用主要是制硫酸铵或硫酸钾,然而硫酸铵不具有分解磷矿的能力,但具有使磷矿中磷钙分离较为简单的特点,如先对其进行酸化处理,再用于分解磷矿制备磷铵类肥料,则可解决磷肥企业生产中硫的湿法循环利用问题。因此,本课题拟利用酸化剂对硫酸铵酸化处理,将其用于磷矿分解,从硫酸铵酸化剂选择、酸化硫酸铵分解磷矿的工艺条件和动力学进行实验研究,为硫酸铵在磷化工企业实现硫循环利用提供基础数据。首先,对课题研究的化学反应进行了理论分析,通过热力学计算对酸化剂进行了筛选。在20～90 ℃范围内,用硝酸、盐酸、硫酸、磷酸酸化的硫酸铵溶液分解磷矿的反应的AG为负值,反应可自发进行,而醋酸和柠檬酸酸化硫酸铵溶液与磷矿反应时的△G为正值,反应不能自发进行。以硝酸、盐酸、硫酸及磷酸酸化硫酸铵分解磷矿时,均有可能生成CaSO₄·2H₂O、CaSO₄·0.5H₂O和NH₄H₂PO₄;用硝酸为酸化剂时还可能生成H₃PO₄,用硫酸为酸化剂时还可能有（NH₄）2HPO₄存在。其次,对酸化硫酸铵分解磷矿的过程进行了研究。酸化硫酸铵分解磷矿的最佳工艺条件为:酸化剂硝酸或盐酸,反应时间80 min,反应温度80 ℃,H+浓度5.4 mol·L-1。在该条件下,磷矿的转化率均达到99%以上。根据对酸化硫酸铵处理后的滤渣进行物相和形貌分析,得出磷矿转化率主要受CaSO₄·2H₂O结晶影响。以硝酸和盐酸为酸化剂时,CaSO₄·2H₂O结晶仅有少量析出,不影响磷矿的分解,转化率很高;以硫酸和磷酸为酸化剂时,可能存在的包裹和藏液现象是导致磷矿转化率降低的原因。然后,研究了硝酸酸化硫酸铵分解磷矿的动力学。反应过程符合液固单颗粒反应模型中的未反应核收缩模型,其动力学模型可以用磷矿分解动力学模型中的德罗兹多夫方程描述。表观活化能Ea为 4.531 kJ·mol-1,反应过程是固相产物层内的扩散控制过程。建立硝酸酸化硫酸铵分解磷矿的动力学模型为:ln1/1-η-βη=0.1404 exp（-4531/RT）t最后,对滤液副产硫酸钙晶须进行了探讨。分别采用直接冷却陈化、加硫酸铵溶液、加晶种、浓缩滤液四种方法对滤液进行处理,得到的硫酸钙均为二水硫酸钙晶体。除浓缩处理不利于副产硫酸钙晶须外,另外三种均可副产晶须。