磷酸是许多磷酸盐精细化学品的基础生产原料,本身及其衍生物在很多行业中有着广泛的应用和良好的市场需求。热法或湿法工艺生产的磷酸需要经过净化精制,提高磷酸的纯度,满足不同领域对磷酸纯度的要求。层熔融结晶是一种极具潜力的绿色环保、高效的分离技术,具有节能、不需引入溶剂、易于放大等优点,适用于磷酸的分离纯化。然而,目前层熔融结晶研究和中试规模生产中一般采用间歇操作模式,即在同一结晶设备中时序性地进行结晶和发汗纯化过程,其工艺步骤复杂,流程长。同时,间歇模式对操作有着许多限制,例如结晶过程降温速率不宜过快,易造成晶层疏松多孔,降低生产能力；发汗过程中的发汗温度不能充分接近组分熔点以避免晶层断裂或滑落,发汗时间很长,产品收率较低,分离效率会因杂质包埋现象而骤降等。层结晶技术低效的产能和复杂的流程不利于层熔融分离净化磷酸的工业化应用。因此,使层结晶连续化是工业应用层熔融结晶技术分离净化磷酸的关键之一。本文旨在应用开发的连续层熔融结晶法实现磷酸的连续性分离净化和生产,将结晶和纯化过程分离操作,实现连续化分离净化磷酸的目标。本研究中,首先对磷酸层熔融结晶过程进行了系统性的实验研究,包括测定不同磷酸初始浓度和降温速率下磷酸晶层的生长速率,以传热系数法计算磷酸晶层有效导热系数等。同时,论文还探究了磷酸层结晶的起始成核和初始磷酸结晶层的制备过程,低过冷度下重结晶可以有效改变晶体尺寸和晶层结构,制得厚度均匀分布、完全覆盖冷却面的初始磷酸晶层,便于实验过程晶层厚度的测量。另外,通过在磷酸原料中添加各类杂质离子,研究了逐步冻凝过程杂质组分在晶层和液相的分配系数变化,探究分离效果。对发汗过程的发汗温度、晶层形貌等做了研究。其次,在磷酸层熔融结晶过程结晶阶段的实验研究基础上提出合理的实验假定建立并简化磷酸晶层生长模型,得到结晶体系各部分的定性温度分布,推导出磷酸晶层生长速率的表达式。由晶层生长模型可以分析降温速率、熔体侧对流状况等对晶层生长的影响,用于指导实验过程和生产。此外,根据发汗模型分析了磷酸发汗纯化的机理。最后,研制实验室规模的小型磷酸转鼓熔融结晶器,用于连续化分离纯化磷酸,考察了磷酸转鼓熔融结晶的生产能力和杂质分离效率,应用多种进一步纯化方法,提出多级转鼓熔融结晶、转鼓结晶-逆流洗涤纯化(湿法发汗)、转鼓熔融结晶-干法发汗纯化三种可连续化操作工艺,具有工业应用前景。