硫酸钙晶须作为一种纤维状无机单晶材料,因具有高强度、高模量、耐高温、易于表面处理、与橡胶塑料等聚合物亲和力强、毒性低、集增强纤维和超细无机填料于一体等优点,被广泛用于塑料、橡胶、涂料、油漆、造纸、沥青、摩擦材料等。近年来,随着环境保护的加强和高品质天然石膏资源的相对短缺,利用脱硫石膏等工业副产石膏制备高品质硫酸钙晶须成为当前石膏材料研究的重点。开展脱硫石膏晶须的水热生长过程及动力学研究对制备高品质硫酸钙晶须至关重要,不仅有助于理解并实现脱硫石膏向硫酸钙晶须的转化控制,还可以实现脱硫石膏的资源再生利用及环境保护。本文利用脱硫石膏为原料采用水热法制备了脱硫石膏晶须（硫酸钙晶须）,系统而深入的研究了脱硫石膏晶须水热结晶生长过程中固-液两相成分随时间的演变规律、脱硫石膏向硫酸钙晶须转化动力学及水热环境温度、H₂SO₄浓度、Cu Cl₂用量对脱硫石膏晶须水热形成过程和转化动力学的影响,旨在探明脱硫石膏晶须的水热结晶机制。此外,本文结合人工智能中的BP（Back Propagation）神经网络和遗传算法（Genetic Algorithm）,以24组实验数据作为训练集,以5组实验数据作为测试集,通过BP神经网络对实验数据的训练建立了脱硫石膏晶须水热制备工艺参数与晶须品质参数之间的定量关系,利用遗传算法与试验验证优化并确定了工艺参数,旨在为脱硫石膏晶须的结晶形貌控制提供理论依据,为工业化生产提供技术支撑。主要试验及理论研究结果如下:（1）以脱硫石膏为原料采用水热法制备硫酸钙晶须是一个溶液介导的从DH（Dihydrate）到α-HH（hemihydrate）的转化过程,其转化符合溶解-结晶机理且转化速率受成核-生长步骤控制。添加剂H₂SO₄通过改变反应溶液中脱硫石膏的溶解度来促进脱硫石膏晶须的水热转化;添加剂Cu Cl₂中的Cu²⁺离子通过选择性吸附在α-HH晶体的不同晶面上进而影响硫酸钙晶须的水热结晶以形成高长径比的晶须。在脱硫石膏晶须的生长过程中,晶须的平均直径会随着反应时间的延长逐渐增大,晶须的平均长径比会随着反应时间的延长、反应温度的升高、H₂SO₄及Cu Cl₂浓度增加呈现先增大后减小的规律。（2）根据硫酸钙晶须的摩尔分数随时间的变化推导了脱硫石膏向硫酸钙晶须转化的自催化动力学方程,模拟结果为k=1.377,b=-4.741,R²=0.990,与优化条件下的晶须转化的实验数据吻合良好,证实了自催化模型用于脱硫石膏晶须转化动力学的可靠性;改变晶须制备水热环境可以控制脱硫石膏向硫酸钙晶须的转化。水热环境中的温度、H₂SO₄浓度及Cu Cl₂用量会影响脱硫石膏晶须的转化动力学,升高温度、增加H₂SO₄浓度、降低Cu Cl₂用量会缩短硫酸钙晶须的成核-生长时间,产生更大的驱动力促使DH转变为α-HH,从而加速了脱硫石膏向硫酸钙晶须的转变。（3）BP神经网络程序计算结果显示:预测的数据与实验数据误差基本低于8%,较好的体现了晶须水热环境参数与晶须品质参数之间定量关系;遗传算法程序计算结果表明:在反应温度为122.6℃,反应时间为57.4 min,H₂SO₄浓度为0.99 mmol/L,Cu Cl₂用量为1.4 wt.%的水热制备工艺条件下,晶须的平均直径为0.89μm,晶须的平均长径比为173.5,经实验验证晶须的平均直径误差小于9%,晶须的平均长径比误差小于4%。