盐酸酸洗电镀废水资源化利用工艺研究

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1、分类号：密级：UDC：编号：河北工业大学硕士学位论文盐酸酸洗电镀废水资源化利用工艺研究论文作者：翟新茹学生类别：全日制学科门类：工学学科专业：应用化学指导教师：刘秀伍职称：副教授DissertationSubmittedtoHebeiUniversityofTechnologyforTheMasterDegreeofAppliedChemistryTHESTUDYONUTILIZATIONTECHNOLOGYOFWASTEWATERFROMACIDPICKLINGELECTROLYSISbyZha

2、iXinruSupervisor:Prof.LiuXiuwuMay2017摘要在钢铁行业，盐酸（HCl）作为表面清洗剂具有良好效果，得到广泛的应用，造成每年大量的盐酸酸洗电镀废液排放，其主要成分是高浓度的Fe2+和大量的游离酸。此类废水的主要特点是酸度大、浓度高，若得不到妥善处理，不但危及生态环境和人类的健康，而且造成大量的资源浪费，因此盐酸酸洗废水已成为钢铁行业的主要环境问题之一。因此本文以盐酸酸洗电镀废水为原料，通过开发负压蒸发法制备硫酸亚铁和盐酸的绿色工艺、制备高分子聚合氯化铁和多孔氧化铁材

3、料，实现电镀废水的资源化合理利用。本文的主要研究内容为：1.对河北省保定某电镀废水厂中的盐酸酸洗电镀废水中各离子进行检测，检测结果显示其主要成分为Fe2+、Cl-、H+，浓度分别为3.39、8.458、0.955mol/L。2.利用负压蒸发法和铁盐的溶解度不同，向酸洗废液中加入模拟的钛白废酸（20%H2SO4），设计蒸发浓缩-低温晶化分离工艺，蒸发吸收得到盐酸溶液，低温结晶得到硫酸亚铁晶体。实验表明：当压力控制在11.3KPa，进行减压蒸馏，待溶液达到饱和状态时，冷却至室温，-20℃低温冷却结晶，

4、得到FeSO4·7H2O晶体。经过四次循环后，废液中铁离子的回收率达到90.64%，盐酸的回收率约为69.53%。3.以盐酸酸洗电镀废水中高浓度的铁离子为铁源，通过一定浓度的HCl和NaOH溶液调节盐基度，制备无机高分子氯化铁絮凝剂，并将制备的絮凝剂处理腐殖酸模拟废水，254nm处测得吸光度的变化，分析了盐基度、pH对絮凝效果的影响，得到腐殖酸絮凝的最佳实验条件。实验表明：在制备的前处理过程中，H2O2的投加量增加到11.4mL时，Fe2+的氧化率达到98.5%，几乎能够将Fe2+完全氧化。在氧化

5、过程中，铁离子进行自发水解，形成高分子聚合氯化铁，盐基度为0.277，腐殖酸模拟废水的pH为5.0，絮凝剂的投加量达到15mg/L时，UV254去除率达到98%，不仅絮凝效果达到最佳，而且腐殖酸模拟废水达到水处理排放标准，成本最低。4.以有序介孔分子筛KIT-6为硬模板剂，Fe(NO3)3、FeCl3为铁源，通过浸渍法合成多孔氧化铁材料，并以合成的多孔氧化铁用于处理模拟的甲基橙染料废水，考察温度、催化剂用量和pH对催化活性的影响。实验表明：Fe(NO3)3-Fe、FeCl3-Fe为纯相的α-Fe2

6、22O3材料，表面积分别为147m/g和49m/g，外貌为簇状和无规则块状结构。两次等量加入FeCl3的方式对FeCl3-Fe材料的比表面积升高无明显效果。两种催化剂在最优的条件下，2-4min可将甲基橙完全脱色。考察Fe(NO3)3-Fe材料的稳定性和吸附性能，实验表明十次循环后该材料对甲基橙的脱色率仍能达到95%以上，但对CrO2-4的吸附性能较差。关键字：盐酸酸洗电镀废水，无机高分子聚合氯化铁，腐殖酸，多孔氧化铁，甲基橙模拟废水IIABSTRACTInthesteelindustry,hyd

7、rochloricacid(HCl)hasbeenwidelyusedasaeffectivesurfacecleaningagent,soresultinginalargenumberofannualhydrochloricacidpicklingelectroplatingwastewasdischarged,themaincomponentisahighconcentrationofFe2+andfreeacid.Themainfeaturesofthewastewaterarehighac

8、idityandconcentration,ifnotproperlyhandled,notonlyendangertheecologicalenvironmentandhumanhealth,butalsocausealotofwasteofresources.Thehydrochloricacidpicklingwastewaterhasbecomethemainenvironmentalproblemsofthesteelindustry.Toachieverationalu