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随着不锈钢工业及其表面处理行业的发展,我国每年会产生超过百万立方米的不锈钢酸洗废液。通常不锈钢酸洗废液中含有HNO3和HF以及重金属离子如Fe、Cr、Ni等。目前绝大部分的酸洗废液都以中和沉淀的方式形成了酸洗污泥堆放处置,这不仅对生态环境和人类健康造成巨大压力,同时也是一种巨大的资源浪费。所以将酸洗废液资源化再利用,不仅可以回收有价金属,而且可以减少环境中重金属离子的污染。目前尚未找到可以同时高效回收利用酸洗废液中的酸及金属的工艺。本论文提出一种能够回收不锈钢酸洗废液中有价金属,同时能够实现废酸的循环利用的方法。具体过程是:向酸洗废液中添加晶种诱导其中金属离子结晶沉淀以回收金属;结晶沉淀后的酸洗废液中添加新酸,使其回到酸洗流程中重复使用。该方法既重复利用了废酸,又得到副产品金属氟化物。采用添加晶种的方法诱导酸洗废液中的Fe、Cr离子发生结晶沉淀,以期达到回收金属和净化酸液的目的,使得废酸通过添加新酸后多次利用。实验研究了温度、HF浓度、晶种添加量对结晶沉淀影响,考察了多次循环下Ni的累加及沉淀情况,并对结晶沉淀进行了动力学分析。将酸洗废液的循环利用分为三个主要环节,计算了循环过程中的物质守恒,获得了在添加新酸环节的工艺参数。实验结果表明,结晶产物的颗粒大小不均匀,而且存在颜色上的差异,大颗粒的颜色相对较深,小颗粒的相对较浅。大颗粒的形状呈现为规则的六棱柱,其Fe含量要高于小颗粒中的Fe含量,F与O的摩尔比接近1:1。研究了温度分别在30℃、40℃和50℃下酸洗废液的结晶沉淀实验,结果表明在添加晶种搅拌的前100min内,温度越高Fe(III)沉淀越快,而Cr(III)的沉淀速率受温度影响较小;100min之后Fe(III)和Cr(III)的沉淀速率随着温度的降低而增大。同时得出,降低温度可以使结晶沉淀进行的更加彻底;随着HF酸浓度的增大,酸洗液中的Fe(III)和Cr(III)沉淀更加彻底。随着HF酸浓度进一步的增大,HF酸浓度对酸洗液中Fe(III)和Cr(III)含量变化影响逐渐变小;增加晶种的添加量可以增大结晶沉淀的速度。针对不同温度下的结晶沉淀进行动力学分析,计算得到FeF3·3H2O和CrF3·3H2O的表观活化能分别为:Ea=64.13kJ·mol-1和Ea=67.00kJ·mol-1。得到了在不同温度下的晶体生长线速度随过饱和度变化的关系,得出在浓度已经确定的酸洗废液中,FeF3·3H2O晶体生长速度在30℃最快,其次是50℃;CrF3·3H2O晶体生长速度主要受其过饱和度的影响。针对多次循环的酸洗废液进行了结晶沉淀实验,表明循环利用酸洗废液中废酸的可能性;并以循环1kg的酸洗废液为例,对其循环流程中的物质进行了物料守恒计算。在确保废酸循环前提下,计算了所需向结晶沉淀后的酸洗废液中添加的HNO3、HF以及H2O的量。