不锈钢酸洗废水中含有较高浓度的硝酸、氢氟酸及铁、铬、镍等金属离子,具有毒性大、酸度高、处理难等特点。常规中和沉淀技术运行成本高、二次污染重,溶液中的酸和金属都未能回收利用,相关改进方案均未能有效解决酸和金属的分离回收及综合利用难题。本论文针对酸洗废水减压蒸发回收硝酸和氢氟酸所产生的金属盐结晶,开发出经济可行的工艺路线,实现酸洗废水中金属离子的分离回收。通过实验得出以下结论:（1）实验研发了一种新型协同萃取铁体系N235-P204,该体系具有铁的萃取容量大、萃取动力学快速、铁反萃容易等优点。首先对该协同萃取体系的萃取行为进行研究,混合萃取剂的最佳组分为N235:P204:磺化煤油=3:3:4,在萃取pH为1.5,萃取相比O/A=1:1,萃取时间为5 min,萃取温度为室温的条件下,经过两级萃取后,铁的萃取率达到99.05%,铬和镍的损失率分别为3.30%和2.36%;其次对该协同体系反萃行为进行研究,在反萃剂为0.1 mol/L氨水,反萃时间为3 min,相比O/A=1:2,反萃温度为室温的条件下,铁的反萃率为91.21%。反萃液经氨水沉淀焙烧得到高纯度的氧化铁产品,铁回收率为99.05%,氧化铁产量为48.83 kg/m³废水,纯度为98.73%。最后分步沉淀回收铬、镍,铬回收率为96.70%,氢氧化铬产品的纯度为95.52%,产量为13.98 kg/m³废水。镍回收率为97.64%,碳酸镍产品的纯度为98.29%,产量为8.33 kg/m³废水。（2）对新型协同萃取体系萃取铁的动力学和萃取机理研究。对log D_Fe和log[H⁺]、log[SO₄^2-]、log N235、log P204分别作图并进行线性拟合,直线斜率分别为-0.9608、1.1313、1.3165和1.8212,且线性相关性好,说明萃取1 mol Fe³⁺有1 mol OH^-、1mol SO₄^2-、1 mol N235和2 mol P204参与反应,Fe³⁺以Fe（OH）SO₄的形态被萃到有机相中,萃取反应方程式为:Fe³⁺_Aq.+H₂O+SO^2-_4Aq.+R₃N_Org.+2（HA）_2Org.?Fe（OH）（SO₄）·R₃N·2（HA）_2Org.+H⁺_Aq.（3）黄钠铁矾除铁过程中,在90℃下反应120 min时,出现黄钠铁矾反应节点,此时铁的去除率在80%以上。分步沉淀回收铬、镍,铬回收率为90.39%,产品为氢氧化铁和氢氧化铬的混合物,纯度为48.84%,产量为25.55 kg/m³废水;镍回收率为74.19%,碳酸镍产品纯度在98%以上,产量为6.33 kg/m³废水。（4）采用萃取法除去黄钠铁矾反应后溶液中的铁,得到最优的萃取条件:萃取组分为5%N235-5%P204-90%磺化煤油,萃取pH为1.5,相比O/A=1:1,萃取时间为5 min,萃取温度为室温,铁的萃取率为92.82%。分步沉淀回收铬、镍,铬回收率为89.14%,氢氧化铬产品的纯度为92.92%,产量为13.24 kg/m³废水;镍回收率为92.71%,碳酸镍产品纯度在98%以上,产量为7.91 kg/m³废水。综合以上方法,采用黄钠铁矾法与萃取法联用回收母液中的铁,分步沉淀分离回收铬和镍。此工艺相对经济可行,铬、镍的损失率较小,铬、镍产品的纯度较高,从而实现铁、铬、镍的分离回收。