硫酸铵是重要的化工副产品之一,其广泛应用于蛋白质提纯、农业等行业。但在硫酸铵的工业生产中,却存在晶体粒径小、粒径分布不均匀、晶体产品品质差等问题,使得硫酸铵收益难以提高。以昆钢新区300m2烧结机烟气氨法脱硫系统为例,硫酸铵结晶工艺存在结晶影响因素多、结晶率低、形核不稳定、硫酸铵品质差等问题。为了解决上述问题,本文在硫酸铵结晶热力学数据的基础上,对影响硫酸铵结晶的主要因素进行了研究,并根据实验结果确定了氨法脱硫中硫酸铵结晶工艺的优化操作条件,得出以下主要结论:1.本文采用动态激光法研究了在不同溶剂中硫酸铵溶解度及结晶介稳区.宽度的变化。研究发现:硫酸铵极易溶于水,其溶解度随着温度的升高而增大,介稳区宽度减小;溶剂pH值的降低,使溶解度降低,介稳区宽度增大;溶剂中Fe3+浓度的增大,溶解度也呈减小趋势,而介稳区宽度迅速增大后趋于平稳;随着搅拌速率的增大,介稳区宽度减小。2.采用Matlab软件和Apelblat经验方程对硫酸铵溶解度与温度之间的关系进行了关联,并以范特霍夫方程和Apelblat经验方程为基础,计算硫酸铵的溶解焓、溶解熵和摩尔吉布斯自由能。结果表明:通过Apelblat经验方程得到的模型计算值与实验值偏差较小,该方程适用于硫酸铵溶解度实验,并具有良好的拟合效果;由热力学计算数据可知,在本实验的条件范围内,硫酸铵在不同溶剂中的溶解过程是吸热且非自发。3.考察了母液pH、Fe3+浓度和搅拌速率对硫酸铵冷却结晶过程的影响,主要研究了各考察因素对晶体结晶量、平均粒径大小和分布、晶形和结晶度的影响,并综合考虑影响结果,最终确定了各考察因素较优的实验水平范围,母液pH为3.5、4.5和5.5,Fe3+为0.1 g·L-1、0.3 g·L-1和0.5 g·L-1,搅拌速率为150 r·min-1、200 r·min-1和250 r·min-1。4.为得到较好晶体品质和适宜粒径分布,优化硫酸铵结晶工艺。在确定了各考察因素最优实验水平范围的基础上,以晶体平均粒径和C.V.为响应值,母液pH（A）、搅拌速率（B）和Fe3+浓度（C）为考察因素,采用了Design-Expect软件进行了响应曲面研究,进而得到最优工艺参数。实验结果表明:利用响应曲面实验设计建立的关于平均粒径的二次回归模型和关于C.V.的2FI回归模型均具有较好的拟合效果和可靠性;当母液pH为5.5、搅拌速率为150 r·min-1、Fe3+浓度为0.3 g·L-1时,可得到的理论平均粒径和C.V.值分别为0.985mm、793.719。经实验验证,理论值与实验值误差较小,回归模型拟合良好、参数可靠。通过对硫酸铵热力学性质和结晶影响因素的研究,最终得到较优的工艺操作参数,可为昆钢新区氨法脱硫中硫酸铵生产中存在的问题提供解决方法,为结晶工艺参数的优化提供借鉴。