气液反应结晶在化工生产中应用广泛,但由于其内在的复杂性,仍存在很多研究难点。本文主要目的为探究碳酸锂碳酸化热分解的反应结晶过程、仲钨酸铵（APT）减压蒸发和反应结晶耦合的过程,拟解决颗粒聚结的问题,研究意义为实现了对反应结晶晶习的控制和优化。首先,探究了碳酸锂的碳酸化反应过程。通过缩核模型,建立了宏观动力学方程,并由拟合实验数据的回归系数验证了其准确性。设计实验研究气速、初始固体悬浮密度、反应体积和搅拌等操作变量对碳酸锂碳酸化转化率和反应速率的影响。确定碳酸锂碳酸化过程为气体扩散控制,利用Matlab pdepe方法离散求解模型和方程,探讨反应微观机理,预测反应物浓度变化。开展在线Raman正交实验监测反应过程动力学,碳酸氢根离子浓度变化呈上凸曲线型与下凸曲线型两类特征,且验证了理论模型的有效性。其次,以优化晶习为目标,研究了碳酸氢锂溶液热分解反应结晶的过程及其晶体产品性质。通过红外界定热分解过程为反应控制,考察了反应物浓度、温度、搅拌、晶种以及外场对碳酸锂粒度分布、晶体形貌和聚结程度等的影响。引入外场超声结晶获得了形貌完整且不聚结的碳酸锂棒状晶体。设计连续结晶实验以模拟工业生产中碳酸锂热分解过程严重的结垢问题,探究碳酸锂的结垢机理,提出光滑表面、介稳区过饱和度控制和添加晶种的解决方案,实验证明可以有效减少结垢。最后,对钨酸铵溶液减压蒸发结晶制备两种仲钨酸铵水合物的工艺进行了设计和优化。减压蒸发结晶低温下得到片状十一水合物APT-11,高温下得到块状五水合物APT-5,实验确定获得APT-5的温度下限为56～60℃。通过添加粒径小于67μm且添加量不低于6%的APT-5晶种可有效抑制亚稳水合物的初级成核和仲钨酸铵晶体的二次成核,促进APT-5生长,控制产品的晶型和形貌。在线红外实验表明钨酸铵溶液蒸发结晶为反应控制,结晶速率和真空度成正比。250 L减压蒸发结晶放大实验产品粒度略小于标准品,晶型纯度均满足产业化要求,经煅烧所得三氧化钨为均匀块状,具有较好的流动性和加工性能。以上研究从具有共性的气液反应结晶体系出发,探究了碳酸锂碳酸化热分解和仲钨酸铵减压蒸发结晶的机理,获得了形貌良好、粒度均匀的不同晶习产品,具有一定的理论意义和实用价值。