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锰的冶炼方法主要分为火法炼锰和湿法炼锰，由于湿法炼锰制得的金属锰纯度高、质量好，湿法炼锰占全球锰产量的90％。然而，湿法炼锰后会产生大量的硫酸盐混合物废渣，直接排放不仅会破坏生态环境，还会造成锰资源的极大浪费。因此，本文对湿法炼锰所产生硫酸盐混合物中的硫酸锰和硫酸铵的结晶热力学进行了系统研究，并在此基础上开发了一种新的硫酸盐混合物分质结晶工艺，该新工艺可以实现硫酸盐的资源化利用。
首先，采用重量法和等温溶解度法测定了不同温度下二元体系(NH4)2SO4-H2O、MnSO4-H2O以及三元体系(NH4)2SO4-MnSO4-H2O的溶液相平衡数据，并对三元相图的不同结晶区域进行了分析。结果表明，相对于25℃下三元相图的七个结晶区，其它温度下的相图仅具有六个结晶区域，且平衡复盐由(NH4)2SO4·MnSO4·6H2O转化成(NH4)2SO4·2MnSO4。
此外，利用Pitzer模型理论对三元体系(NH4)2SO4-MnSO4-H2O的相平衡数据进行了模拟计算，并将模拟的溶解度计算结果与实验测得的数据进行比较，结果表明，计算结果和实验测定的数据吻合度较好，而且相对于其他温度，在25℃下的数据吻合度最高。
最后，在热力学研究的基础上，探索了硫酸盐混合物分质结晶工艺。利用氟化沉淀法对硫酸盐混合物中的硫酸镁分离工艺进行研究，考察了不同NH4F加入量、反应温度、加入晶种与否以及反应时间等条件对硫酸镁分离率的影响。利用氨水作为沉淀剂对硫酸盐混合物中的硫酸锰分离工艺进行研究，考察了不同反应温度、溶液pH以及反应时间等条件对锰的分离率和四氧化三锰中锰含量的影响。利用蒸发结晶制备得到硫酸铵产品，考察了不同的反应温度、溶液pH以及旋转速率对硫酸铵粒度的影响。最终，确定了最佳的工艺条件并制备得到了分质结晶产品。采用本工艺，硫酸镁和硫酸锰分离效率能够达到99%以上，产品纯度达到国家工业标准。利用该研究所开发的新工艺，可以成功实现硫酸盐混合物中不同盐的资源化利用。
首先，采用重量法和等温溶解度法测定了不同温度下二元体系(NH4)2SO4-H2O、MnSO4-H2O以及三元体系(NH4)2SO4-MnSO4-H2O的溶液相平衡数据，并对三元相图的不同结晶区域进行了分析。结果表明，相对于25℃下三元相图的七个结晶区，其它温度下的相图仅具有六个结晶区域，且平衡复盐由(NH4)2SO4·MnSO4·6H2O转化成(NH4)2SO4·2MnSO4。
此外，利用Pitzer模型理论对三元体系(NH4)2SO4-MnSO4-H2O的相平衡数据进行了模拟计算，并将模拟的溶解度计算结果与实验测得的数据进行比较，结果表明，计算结果和实验测定的数据吻合度较好，而且相对于其他温度，在25℃下的数据吻合度最高。
最后，在热力学研究的基础上，探索了硫酸盐混合物分质结晶工艺。利用氟化沉淀法对硫酸盐混合物中的硫酸镁分离工艺进行研究，考察了不同NH4F加入量、反应温度、加入晶种与否以及反应时间等条件对硫酸镁分离率的影响。利用氨水作为沉淀剂对硫酸盐混合物中的硫酸锰分离工艺进行研究，考察了不同反应温度、溶液pH以及反应时间等条件对锰的分离率和四氧化三锰中锰含量的影响。利用蒸发结晶制备得到硫酸铵产品，考察了不同的反应温度、溶液pH以及旋转速率对硫酸铵粒度的影响。最终，确定了最佳的工艺条件并制备得到了分质结晶产品。采用本工艺，硫酸镁和硫酸锰分离效率能够达到99%以上，产品纯度达到国家工业标准。利用该研究所开发的新工艺，可以成功实现硫酸盐混合物中不同盐的资源化利用。