以我国磷复肥行业中废物磷石膏的利用现状为背景,结合磷肥厂的磷石膏的实际利用情况,为磷石膏的利用选择一条清洁高效的途径。在详细的分析了磷石膏的物化性质,探索出了磷石膏制备硫酸铵过程中诸多因素对磷石膏硫酸根的转化率的影响,确定了制备硫酸铵的最佳工艺控制条件;并对副产品碳酸钙进行了研究和利用,改变副产品碳酸钙的粒径使其作为聚丙烯的填料,减少了副产品碳酸钙对环境的影响,实现磷石膏的清洁高效利用。系统分析了磷石膏中的化学及矿物组成,同时观察了磷石膏的晶体形状;通过磷石膏的放射性分析,确定了磷石膏放射性核素的比活度量较低,对其产品开发无任何限制,可以放心使用。根据磷石膏制备硫酸铵的理论,制定出科学的试验方法。首先对磷石膏进行了预处理,然后采用单因素试验方法确定了磷石膏制备硫酸铵的较佳工艺。在磷石膏制备硫酸铵的单因素试验基础上,利用响应曲面法对影响磷石膏硫酸根的转化率的几个主要因子,即物料比、温度、加料速度和分散剂用量进行优化,并得到最佳水平;即物料比1.19,温度44℃,加料速度28 g/min和分散剂用量1300ppm,磷石膏硫酸根的转化率达到97.01%。硫酸铵溶液经中和、结晶、干燥后得到硫酸铵晶体,经检测达到国标一等品的要求。在磷石膏制备硫酸铵的反应体系中加入分散剂控制副产品碳酸钙的粒径;以副产品碳酸钙的粒径为考核指标,通过正交试验和单因素试验相结合的方法确定了物料比、温度、加料速度、分散剂用量的较佳水平:即物料比1.20,温度40℃,加料速度5.0g/min,分散剂用量为3500ppm。利用综合平衡法确定了磷石膏转化法制备硫酸铵联产碳酸钙的适宜工艺条件:物料比1.2,温度40～44℃,加料速度28g/min,分散剂用量为1300ppm。副产品碳酸钙与聚丙烯制成复合材料,其力学性能相对与纯聚丙烯的力学性能有不同程度下降,但是适量的副产品碳酸钙作为填充材料,能够降低塑料的生产成本,减少能源消耗。