改革开放以来,随着工业的整体发展,冶炼行业也得到了突飞猛进的发展,推动了中国重工业的进一步发展,在产生巨大的经济效益的同时,也产生了大量的污酸。近年来,污酸中氟离子的去除逐渐得到了关注,在化学沉淀法等传统处理方法的基础上,国内外科研人员开始研究除去污酸中氟离子的新思路,以实现稀硫酸回收利用,对于冶炼企业,对污酸的综合治理也是企业实现可持续发展的重要因素之一。本论文主要研究冶炼行业污酸中高浓度氟离子的去除,简单介绍了污酸的特点和氟离子的危害、进行污酸处理的必要性、氟的存在形式以及常用的除氟方法。本论文采用无机纳米材料和高分子材料相结合,设计一种具有多层核壳结构的除氟材料。材料的结构分为三层,最内核为无机纳米材料,本论文中采用的是纳米碳酸钙,可以固定氟离子和调节材料的密度,第二层为聚丙烯酸氨基酯类聚合物,大量的叔氨基可以吸附氟离子,形成季铵盐,在碱性溶液环境下对季铵盐解吸附,实现材料的重复利用,最外层为交联的聚苯乙烯-（丙烯酸氨基酯）-丙烯酰胺等的共聚物为骨架的外表面,其中聚丙烯酰胺链段在污酸中具有一定的溶胀性能,体积较小的F-可以进入,除去绝大部分F-。本文中所使用的污酸废水来自湖北省大冶有色冶炼厂,主要进行了以下几个方面的研究,具体内容如下:1.材料的制备研究,材料的制备方面课题组人员在前期已经做了逐步的探索,但是仍然存在材料制备和处理废水后分离困难,制备成本高等问题,因此在原有制备的基础上进一步对材料的制备进行实验探究和优化。采用乳液聚合的方法并且控制变量依次对材料聚合温度、无机分散剂的用量、单体丙烯酸二甲基氨基乙酯（DMAEA）用量、引发剂偶氮二异丁酸二甲酯（AIBME）、分散介质水的用量、单体丙烯酰胺（AM）用量、苯乙烯（St）用量、加入单体丙烯酰胺（AM）时的温度进行了实验研究。从材料对氟离子的去除效果和吸附容量的角度确定最佳的制备方案,本章节采用的废酸中氟离子浓度1798.3 mg/L时,材料的吸附容量最高可以达到35.6 mg/g,除氟材料处理之后的废酸中残余氟离子浓度可低至20.0 mg/L。2.在材料制备的基础上,对其应用条件进行实验研究。首先采用控制变量法依次进行了单一因素的实验,依次探究了吸附时间、废水pH、稀释倍数、沉淀物质对材料除氟效果的影响。之后在单因素的基础上选择沉淀物质,处理时间,废酸pH三个因素,进行三因素五水平的正交实验,确定对材料应用效果的顺序。从材料对氟离子吸附容量的角度,探究影响材料的应用条件。本章节采用的废酸中氟离子浓度高达3531.9 mg/L时,污酸中氟离子浓度增加,材料对氟离子浓度的吸附容量也增加,吸附容量最高达到67.0 mg/L。结合材料制备章节的实验结果表明,材料不仅适用于低浓度的废酸,材料的实验室研究为材料实现中试和产业化应用提供参考和依据,并且达到节约成本,优化工艺的目的。3.为了进一步探究废水中阴离子对材料除氟性能的影响,进行了模拟含氟废水的实验。依次探究了F-、Cl-、SO42-、PO43-的影响,因此配制含有不同浓度F-、Cl-、SO42-、PO43-的模拟废水,直接采用离心后的沉淀物质对模拟废水进行处理。从材料对废水的除氟效率和吸附容量作为依据,判断各种离子对材料处理效果的影响,以此来更好的探究材料的除氟机理。4.除氟材料的结构决定了材料可能具有再生应用能力,因此对处理废酸之后的材料进行解吸附实验研究,探究它的再生能力,探究吸附-分离-解吸附机理。本文采用碱溶液解吸,结果表明,NaOH溶液具备对材料进行解吸附的能力,并且NaOH溶液的浓度对解吸效果影响很小,材料可以进行3次解吸,即处理四次废水,累计吸附容量可以达到156.0 mg/g。5.材料的表征,对制备的材料和处理污酸之后的材料进行表征,探究材料的结构。本论文表征手段主要有热重分析（TGA）、扫描电镜（SEM）、X-射线粉末衍射（XRD）、红外光谱（IR）。结合多种表征手段表明材料呈现多层结构,材料可以选择性吸附氟离子。