采用石灰、水泥、粉煤灰对磷石膏进行改性处理，测定了改性磷石膏中硫酸根的溶解性能，对比了原状磷石膏与改性磷石膏对水泥物理性能的影响，并结合X射线衍射（XRD）和扫描电镜（SEM）分析了改性前后磷石膏对水泥不同龄期水化产物的影响。结果表明：随着石灰掺量的增加改性磷石膏的pH逐渐增大，当石灰掺量为4%（质量分数）时磷石膏的pH达到12.22，此时磷石膏中的可溶性磷、氟转化成难溶性的磷酸盐、氟化钙；随着水泥和粉煤灰掺量的增加，改性磷石膏的溶解性能呈现降低趋势。当石灰掺量为4%、水泥掺量为10%（质量分数）、粉煤灰掺量为10%（质量分数）时，改性磷石膏经过7 d养护在水中浸泡8 h所得滤液中硫酸根的质量浓度为0.30 g/L，比未改性磷石膏在水中浸泡8 h所得滤液中硫酸根的质量浓度降低了81.8%。与掺加未改性磷石膏的水泥浆体相比，掺加改性磷石膏的水泥浆体的水灰质量比由0.41降低到0.38、初凝时间和终凝时间分别缩短34.6%和27.2%、28 d抗压强度提高21.1%。石灰、水泥、粉煤灰改性处理磷石膏后，生成的水化硅酸钙和钙矾石等水硬性产物包裹在石膏颗粒表面，使硫酸根在水中的溶出速率降低，减少了对水泥中铝酸三钙的影响，使得硬化体内部结构变得致密、力学性能显著提高。