钢铁酸洗废液资源化综合处理的研究

摘要

本论文主要的研究目的是如何有效的处理钢铁酸洗废液从而达到既可以有效利用该原料且可以解决该原料带来的环境污染问题。所有实验所用原料均为钢铁酸洗废液。本论文的研究内容主要分为三个部分，第一部分为以含锌钢铁酸洗废液为原料，通过共沉淀法合成纳米铁酸锌的过程；第二部分为钢铁酸洗废液和漂洗废液共同的资源化处理反应并且制备氧化铁红的过程；第三部分为以不含锌的酸洗废液为反应物制备净水剂聚合氯化铁的过程。通过X射线衍射分析（XRD），透射电子显微镜（TEM）、扫描电子显微镜（SEM）以及粒径分析等测试手段对合成的产品进行表征。
　　本研究首次开展了对含锌钢铁酸洗废液资源化制备纳米铁酸锌的研究，解决了同时含锌和铁废液的资源化处理难题。通过探讨资源化过程中共沉淀合成反应的浓度、温度、时间和后续煅烧的温度、时间等对产物铁酸锌的影响，得到了最佳工艺条件为:共沉淀合成反应的浓度为1.0mol/L-1.5mol/L，反应温度为70℃-80℃，反应时间为1.0h，后续煅烧温度为800℃，煅烧时间为2h-3h。上述条件下可以得到晶粒成长均匀，粒子尺寸在50-100nm左右，分散性较好，形貌为颗粒状的纯净的纳米铁酸锌粉体产物。
　　将钢铁酸洗废液和漂白粉生产过程中产生的漂洗液一起进行资源化综合处理制备氧化铁红是本论文的又一创新。在解决资源化制备氧化铁红的前提下，重点探讨了反应温度、后续煅烧温度对合成的产品氧化铁红的影响，结果表明：当反应温度为70-80℃，煅烧温度为800℃时，可以得到色泽鲜亮，微粒粒径均一，形貌为类球形，粒径在150-300nm,无杂质峰的氧化铁红。
　　本文还开展了稳定剂对聚合氯化铁产品稳定性影响的研究，结果表明：当加入的稳定剂乙酸、柠檬酸的质量为m（稳定剂）/m（Fe2+）=0.02时，得到的产品只能存放几天，适合立即使用；当加入的稳定剂KH2PO4、H3PO4的质量是以n（P）/n（Fe2+）=0.15计算所得的质量时，得到的产品聚合氯化铁可以存放6个月以上。
　　本工作突破传统废液处理模式，引入材料制备技术，对废酸液中的铁和锌等重金属进行资源化无害综合处理，突出了“化废为宝”这一资源化理念。本研究既可以有效地解决钢铁行业中酸洗废液带来的环境污染问题，又能够通过高附加值的产品获得高的经济效益，为上述废液的资源化工业综合处理奠定基础。

目录

声明

第一章 前言

1.1钢铁酸洗废液

1.2纳米材料

1.3纳米铁酸锌

1.4选题意义

第二章 含锌钢铁酸洗废液制备纳米铁酸锌实验方法

2.1实验仪器及试剂

2.2实验流程

2.3实验原理与步骤

2.4表征方法

第三章 含锌钢铁酸洗废液制备纳米铁酸锌结果与讨论

3.1反应浓度对合成铁酸锌的影响

3.2反应温度对合成铁酸锌的影响

3.3反应时间对合成铁酸锌的影响

3.4煅烧温度对合成铁酸锌的影响

3.5煅烧时间对合成铁酸锌的影响

3.6 本章小结

第四章 酸洗废液与漂洗液的综合处理

4.1 漂洗液

4.2 酸洗废液与漂洗液的综合利用

4.3 实验流程

4.4实验步骤

4.5 反应温度对产物的影响

4.6 煅烧温度对产物的影响

4.7 本章小结

第五章 净水剂聚合氯化铁的制备

5.1聚合氯化铁

5.2聚合氯化铁的制备方法

5.3 制备的实验流程

5.4实验步骤

5.5 稳定剂对聚合氯化铁产品的影响

5.6 本章小结

第六章 结论与展望

6.1主要结论

6.2 工作展望

参考文献

发表论文和参加科研情况说明

致谢