随着国家电网、通信网络等行业的迅猛发展,对铁塔的需求日益剧增,铁塔构件进行防腐处理前,常采用稀盐酸清洗以去除其表面的疏松氧化层。该酸洗废水Fe2+、Zn2+含量高,pH值低,有较强腐蚀性,目前尚未有经济合理的处理方案。因此,回收利用酸洗废液生产高附加值产品越来越受到人们的重视。针对某铁塔钢构厂的氯化亚铁废酸液,在分析了其基本成分和性质的基础上,开发了一种氯化亚铁废酸液回收利用的新工艺,该工艺主要包括降温结晶法回收废酸液制备氯化亚铁、氯化亚铁制备氧化铁黄晶种、铁黄晶种的生长三个步骤。该工艺流程具有能量消耗低、生产周期短、产量大、废液资源化利用率高等优点,成功将废酸液“变废为宝”。本文主要研究内容如下：(1)加热浓缩-降温结晶法回收制备氯化亚铁,通过Aspen Plus软件模拟和优化,采用四效蒸发-降温结晶法制备氯化亚铁晶体,设置第一效蒸发器压力5atm、汽化分率0.09；第二效蒸发器压力3 atm、温度143.65℃；第三效蒸发器压力1 atm、温度113.95℃；第四效蒸发器压力0.2 atm、温度76.45℃；并通过结晶器降温至25℃结晶,得到氯化亚铁晶体。根据模拟结果,每蒸出lkg水,四效蒸发比直接加热浓缩-降温结晶法节约能量67.4%,大大提高了降温结晶法回收废酸液的能量利用效率。(2)设计并制作了一种氧化铁黄颜料制备的气液固三相反应器,并利用该反应器开展了氧化铁黄晶种制备、晶种生长的实验研究。首先,考察了温度、压力、初始Fe(OH)2浓度对铁黄晶种生成速率的影响,得到了铁黄晶种生成速率的关系式。结果表明,常温下,在三相反应器内,增加空气流量、液相流量、原料液浓度及反应压力,降低Fe(OH)2胶体颗粒粒径,均有利于氧化铁黄晶种的生成。气液固三相反应器中,晶种制备的最佳工艺条件为：气相流量V=700 L/h、液相流量L=70 L/h、初始pH=7.5、Fe(OH)2胶体颗粒700 nm、初始Fe(OH)2浓度C=0.2～0.6mol/L、反应器压力P=0.1～0.5MPa、反应温度20～30℃。其次,将制得的晶种送入三相反应器内实现晶种的长大,控制反应温度120℃,反应压力3atm,反应15-25min后,经过滤、洗涤、干燥等处理后得到氧化铁黄样品,并通过SEM、 XRD等技术对样品进行了分析和评价,所得氧化铁黄颜料达到了我国化工行业一级标准。(3)设计并组装了氧化铁黄连续化生产的实验装置,考察了Fe(OH)2初始浓度和进料流量对氧化铁黄制备的影响,获得了三塔串联氧化铁黄制备的最佳工艺条件：氢氧化亚铁进料流量20 L/h、进料浓度0.3 mol/L、循环槽操作循环比3-5、晶种制备阶段填料塔温度25℃,压力1 atm、晶种生长阶段温度120℃,压力4 atm。