磷石膏是磷肥生产过程中的副产物,任其随意堆放会污染环境,占用土地,还造成磷石膏中钙、硅、硫元素的浪费,综合利用磷石膏一直是清洁生产关注的焦点。利用相关工艺,将磷石膏转化为硫酸钾,不仅能解决环境问题,还能让资源得到回收。近年来,硫酸钾供不应求,价格不断上升,硫酸钾市场前景广大。本实验以磷石膏为原料,采用两步转化法制备硫酸钾。第一阶段磷石膏与碳酸氢铵反应得到硫酸铵和碳酸钙,第二阶段硫酸铵与氯化钾反应制备硫酸钾和氯化铵。实验进行了磷石膏制硫酸钾第一阶段反应过程的动力学研究,并对两步转化过程的部分反应条件进行了优化。①第一阶段反应过程,以碳酸氢铵转化率为目标,研究了反应温度、碳酸氢铵初始浓度、磷石膏粒径、搅拌转速对碳酸氢铵转化率的影响。磷石膏制硫酸铵反应过程的表观活化能:E=9.145⁹.977kJ·mol^-1,该反应不属于化学反应控制;转速≥450rpm时,消除了外扩散的影响,过程适用颗粒大小不变的缩芯模型,属于碳酸钙固膜扩散控制,动力学模型:kt（28）1-3（1-x_B）^2/3（10）2（1-x_B）。适宜液固比w（H ₂O）:w（CaSO₄）（28）1.2。②对第一阶段反应过程,以硫酸钙转化率为考察目标,实验研究了该过程的反应动力学模型。过程适用颗粒大小不变的缩芯模型,属于固膜扩散控制,验证了动力学模型。反应的活化能是12.007kJ·mol^-1,反应速率常数与温度的关系为:k（28）0.0239 exp（-12007/RT）。用动力学模型计算得到的转化率与实验值相比,结果表明相对误差均小于5%,说明所建动力学模型有较好的拟合性。③第二阶段反应过程适宜的操作条件是:配料比n（2KCl）:n（（NH₄）₂SO₄）=1¹.1,反应温度40⁵0℃,反应时间60min。产品硫酸钾达到农用硫酸钾一等品要求,副产物氯化铵含量均在80%左右,还含有钾。实验得到的第一阶段反应过程动力学模型,为磷石膏制硫酸钾工艺的开发、工业设备的设计及生产提供了一定的理论依据。