现有硫酸钾工业已经实现了在氨溶液作用下利用石膏和氯化钾生产肥料硫酸钾，以便解决磷复肥工业发展带来的废弃物磷石膏，同时发展无氯钾肥工业。但是通过石膏法制得的硫酸钾最终产品的粒度较小，分布不均匀，导致产品质量差，纯度不高。因此，硫酸钾的结晶改善问题有待解决。 要改善硫酸钾的粒度分布，必须对硫酸钾在氨水体系中的结晶动力学有所了解。本文先通过量子化学的原理在计算机上的模拟计算出钙、钾等离子在氨水中存在的复杂结构，研究了氨分子和这些离子间的相互作用机理，并结合相图分析了其盐析作用发生的原理。然后在此基础上，测定了在氨水溶液中硫酸钾晶体的成核速率、生长速率、极限过饱和度及界面能。 在结晶动力学测定中，界面能的作用常被忽略。本文通过实验以及提出表观界面能的概念，将各种环境影响因素(如温度、搅拌等)归结于其中。并结合成核速率，生长速率等动力学参数，提出以界面能作为预估硫酸钾结晶过程的参数之一，来衡量最终所得到的硫酸钾晶体的粒度改善情况。 通过结晶动力学的测定以及采用量子力学的模拟，结合反应结晶过程的热力学和动力学特点，本文尝试了采用不同的方法来改善硫酸钾在氨水体系中的结晶情况。首先是结合现有的工业中常用的改变晶体粒度的方法，了解到在硫酸钾结晶这一特定体系中采用这些方法的局限性，提出在现有的工业条件下要 四 川 大 学 硕 士 学 位 论 文改善其粒度分布的方法是加入添加剂，增加结晶过程中的结晶界面能。也就是说通过加入添加剂来抑制结晶过程中的自发成核现象，促进晶体的生长。通过实验，证实了加入高价金属离子或使用阻垢剂可以达到增大结晶界面能，改善晶体粒度及其分布的预期目的。