钢材酸洗废液是钢材酸洗过程中产生的废液，含有高浓度酸和大量铁离子，若直接排放会对环境造成严重的危害。酸洗废液传统处理方法是中和沉淀法，但其处理效果一般，并存在泥渣处理困难，资源浪费等问题。因此，探究合适的酸洗废液的资源化处理方法具有十分重要的意义。
本文探索了一种盐酸酸洗废液资源化处理的新工艺，采用“负压蒸发+纳米氧化铁制备”组合模式，实现废液中再生酸和铁盐的综合利用。该工艺包括以下几个步骤:酸洗废液在负压状态下蒸发浓缩，收集冷凝液为再生酸，产生的尾气经吸收液吸收后回收稀盐酸;蒸发母液浓缩后冷却，收集氯化亚铁晶体;固液分离后在蒸发母液中加入铁粉和絮凝剂，待溶液澄清后加入氨水中，空气氧化，生成的沉淀经过干燥、研磨、煅烧工艺后，制备得纳米α-Fe2O3。
针对该组合工艺，本文对以下三个方面进行了研究:
1、采用正交试验的方式考察真空度，反应温度和蒸发量对负压蒸发工艺的影响，试验结果表明，蒸发量的提高有利于再生酸浓度的提高，真空度的提高对再生酸浓度没有显著影响，但是能明显降低酸洗废液沸点，降低反应温度。通过正交试验，同时考虑成本投入和可行性，确定负压蒸发的最佳工艺参数为真空度0.06MPa，反应温度88℃，蒸发量为50％。
2、在确定纳米氧化铁制备工艺的基础上，初步考察氨水浓度、Fe2+浓度、反应温度、搅拌速率、煅烧温度等因素对制备α-Fe2O3的影响，并根据初步试验结果进行正交试验，进一步研究反应最佳工艺参数。试验结果表明:利用酸洗废液制备α-Fe2O3的最优条件为氨水浓度4％，搅拌速率500r/min，常温氧化时间30min，600℃煅烧2小时，在此条件下制备得到纯度为98.87％的α-Fe2O3，并对其进行XRD和TEM表征。
3、根据试验结果和相应设计规范，制定排放量为2t/d的酸洗废液资源化处理工程初步设计方案，主要设备包括蒸发设备、冷凝器、结晶器、反应釜、旋转闪蒸干燥机等，所有设备均采用搪瓷玻璃或石墨改性聚丙烯等防腐材料。工程经济分析结果表明:设备投资估算为35.83万元，年利润为15.07万元，能够创造良好的环境效益和经济效益。
- 作 者：
- 裴毓雯
- 学科专业：
- 环境工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位授予单位：
- 浙江大学
- 导师姓名：
- 胡勤海傅俊玮
- 学位年度：
- 2015
- 研究方向：
- 语 种：
- chi
- 基金项目：
