聚磷酸铵(ammonium polyphosphate, APP)具有很多优点,如无毒性、生物可降解性、聚离子性和抗菌性等,被广泛应用于水处理、肥料、阻燃剂和食品添加剂等领域,因此受到国内外研究学者的关注。以湿法磷酸为原料制备高纯磷酸盐,并在此基础上制备聚磷酸铵的技术路线符合国家节能减排、资源可持续发展和产业结构提升的要求。本文在湿法磷酸净化并制备高纯度磷酸氢二铵研究基础上,重点研究高附加值、高品质的精细化工产品聚磷酸铵的生产工艺,分别采用了净化湿法磷酸和五氧化二磷为原料。本文的主要研究内容和结论如下：(1)制备高纯度磷酸氢二铵。考察模拟磷酸(不添加和添加杂质离子)初始浓度和中和度对产品纯度和收率的影响,确定两步中和法制备高纯度磷酸氢二铵工艺；以湿法磷酸为原料,通过萃取净化后,研究原料酸深度净化,在此基础上优化两步法中和工艺。采用本文的两段中和工艺制备高纯度磷酸氢二铵,产品达到食品级要求,可作为制备高聚合度聚磷酸铵原料。(2)开发双氰胺和磷酸氢二铵制备不同晶型聚磷酸铵新方法。制备过程包括反应和结晶两个部分。采用FTIR手段对不同时刻的反应产物做定性分析,推导了反应机理；考察并分析了双氰胺添加量对产品聚合度的影响。探讨了聚磷酸铵的结晶机理,其结晶过程可视为气固相反应,并采用缩核模型解释了结晶过程中结晶时间对pH值和溶解度的影响。采用P31-NMR对产品的分子结构进行了表征,验证了产品的长直链结构；采用TG对产品的热稳定性进行了表征,结果表明两种晶型的产品在温度低于250℃时仅有2%的热失重率,热稳定性较高。(3)研究五氧化二磷和磷酸氢二铵制备聚磷酸铵的熔融缩聚反应动力学。采用离子交换色谱法测定了不同条件下缩聚产物中的磷酸盐单体含量随时间变化,得到动力学方程,并计算了反应活化能；考察了真空度和物料层厚度对单体转化率的影响；用Flory-huggins模型预测了水在聚磷酸盐熔体中的溶解度,预测值与实验值接近,表明该模型可用于预测缩聚反应温度范围内聚磷酸盐熔体的含水量。(4)采用磷酸氢二铵和尿素合成了不同分子量的低聚合度聚磷酸铵产品,并用BP神经网络预测了聚磷酸铵产品在不同实验条件下的分子量。建立的网络包含3个输入变量,分别为温度、停留时间和摩尔比,1个输出变量即数均分子量；通过对数据预处理和对网络参数(隐含层节点数、隐含层数、传递函数、学习速率)优化,构建了一个第一层节点数为12和第二层节点数为15的BP神经网络；对10组随机样本的的预测结果与实验值相接近,验证了构建的网络的准确性和用人工神经网络方法预测不同工艺条件产品数据分子量的可行性。(5)研究聚磷酸铵APP-Ⅱ和APP-Ⅴ两种晶型的结晶及其转晶过程。考察了热处理时间和湿度对产品晶型的影响,得出室温加热至200℃,APP-Ⅴ可以转变为APP-Ⅱ,在温度为300～580℃,APP-Ⅴ热稳定性高于APP-Ⅱ。(6)以萃取净化湿法磷酸制备的高纯度磷酸氢二铵和五氧化二磷为原料,采用1000L捏合机制备高品质APP-Ⅱ型聚磷酸铵。考察了五氧化二磷活性值对聚合反应的影响,结果表明原料五氧化二磷活性越大,越有利于制备高品质的聚磷酸铵；考察了原料的添加量、聚合反应通氨流量、结晶时间、结晶阶段通氨流量等工艺参数对产品溶解度以及pH的影响,得到了较优工艺参数。本文开发了一条以净化湿法磷酸和五氧化二磷为原料制备高聚合度聚磷酸铵的工艺路线,为高品质、高聚合度和低水溶性聚磷酸铵工业化生产奠定了基础。