摘要：利用软锰矿进行烟气脱硫或湿法冶金技术研究时,因其既可控制大气污染物二氧化硫亦可回收锰资源而备受关注。然而,反应过程会生成影响脱硫尾液中硫酸锰品质的副产物连二硫酸锰(杂质),如何回收或去除该杂质是新技术研发和推广的难题。作者提出了连二硫酸锰先经碳酸氢钠碳化得到连二硫酸钠和碳酸锰,两产物分离后,结合低温热解的方法将连二硫酸钠制备成无水硫酸钠;实验考察了热解制备过程的各产物和控制反应步骤的温度,进而推理出动力学参数和反应机理。热解实验结果表明:255℃是连二硫酸钠热解制备无水硫酸钠的最佳热解反应温度,并且热解反应过程经历脱硫和脱水两大步骤;热解产物的X射线衍射(XRD)和离子色谱(IC)表征结果表明:最终产物为单一相的立方体结构硫酸钠晶体。利用热重示差扫描热分析(TG–DSC)对连二硫酸钠热解过程进行表征,结合Kissinger微分法和Coats–Redfern积分法对热解法脱水和脱硫过程中的活化能进行推算,脱水和脱硫活化能分别在14.75~18.11 kJ/mol和132.61~137.18 kJ/mol范围内。热解尾气测定结果表明:连二硫酸钠热解制备无水硫酸钠时释放出的尾气主要为二氧化硫。因此,经低温热解工艺处理软锰矿脱硫尾液中连二硫酸根的方法是可行的,不仅可以避免液相处理工艺中酸性废水产生的问题,还可以利用热解制备过程中的尾气去除残留的碳化剂(碳酸钠),以达到资源化回收目的。

关键词：连二硫酸锰 硫酸钠 碳化 热解过程 回收 

单位：四川大学建筑与环境学院; 四川成都610065