四氧化三锰在常温下属四方晶系尖晶石结构，具有独特的物理、化学性质，被广泛应用于锰锌铁氧体软磁材料、高效催化剂、锰酸锂正极材料和涂料等领域。本文主要研究了四氧化三锰的制备工艺，以软锰矿为原料，用还原剂在酸性条件下浸出锰离子，对浸出液除杂，再直接氧化得到纯度高、比表面积高的四氧化三锰粉体。采用X射线衍射(XRD)、感应耦合等离子体原子发射光谱(ICP)、激光粒度分析和化学分析等技术对云南建水县软锰矿进行分析。结果表明，该软锰矿粉中的锰总含量为32.0wt%，换算成二氧化锰为50.6wt%；软锰矿粉平均粒径为0.8μm，主要物相为二氧化锰、碳酸钙和二氧化硅，杂质元素以钙、铁、镁为主。分别采用二氧化硫、磁黄铁矿、蔗糖和碳类作为还原剂，对软锰矿还原浸出，研究了不同浸出工艺条件下锰浸出率的影响因素，获得各种还原剂最佳的浸出工艺条件。以二氧化硫为还原剂时，首先对软锰矿粉进行酸处理，以除去可溶于酸的杂质。研究表明，采用2mol/L硝酸对矿粉进行酸洗，锰损失率低，并有利于钙镁离子的去除。用二氧化硫气体对酸洗后的矿粉进行浸出，液固质量比8∶1，控制二氧化硫流量25mL/min，浸出液pH值控制在4以上，软锰矿中锰的浸出率大于94%，且浸出液杂质含量低，无需除钙镁离子；以磁黄铁矿为还原剂，按软锰矿、磁黄铁矿和1.2mol/L硫酸质量比为10∶3∶68配料，浸出反应温度为60℃，反应时间3h，锰浸出率大于95.0%；以蔗糖为还原剂，按软锰矿、蔗糖和2.0mol/L硫酸质量比为25∶3∶50配料，反应温度≥90℃，反应时间为5h，锰浸出率高达97.0%；以力碳为还原剂，按软锰矿、力碳和2.0mol/L硫酸质量比为5∶2∶10配料，反应温度为85℃，反应时间7h，锰浸出率大于91%。磁黄铁矿是软锰矿较好的浸出还原剂，具有成本低、浸出率高、反应时间短、工艺简单易控制的优点。然而，这种方法得到的浸出液中杂质含量高，需经除杂净化后才能制备合格的四氧化三锰。浸出液除杂分三个步骤：除铁、硅和铝离子，除钙、镁离子和除重金属离子。用氨水调节浸出液pH值至5.5，可将铁含量降至0.4mg/L、铝含量3.5mg/L、硅含量9.8mg/L；加入1.2倍理论量的氟化铵，可将钙含量降至203mg/L、镁含量降至445mg/L；采用硫化钡沉淀法去除重金属离子，硫化钡最佳除杂条件：反应温度50℃，溶液pH为4.2~4.5，硫化钡与重金属摩尔比为1∶1，反应2h，残余重金属离子浓度为0.31mg/L。由除杂后的硫酸锰溶液直接制备四氧化三锰。先加入氨水使锰离子水解沉淀，沉淀经空气氧化得到四氧化三锰。研究表明Mn2+水解沉淀的最佳pH值为9.5，大于9.5时，锰离子与氨离子形成配合物降低锰的沉淀率。锰离子水解产物主要是Mn(OH)2，此外还含有碱式硫酸锰(Mn2(OH)2SO4)。碱式硫酸锰难以被氧化，是产物中硫含量超标的主要原因。添加氯化铵可使碱式硫酸锰中硫酸根被释放，降低产物的硫含量。结果表明，空气氧化制备四氧化三锰的最佳工艺条件为：锰离子沉淀最佳pH值为9.5，氧化温度为40℃， NH4Cl为催化剂，得到的产物的锰含量为71.26wt%，比表面积为12.52m2/g，平均粒径小于200nm，硫含量0.016wt%，达到高纯四氧化三锰的国家标准。