碳酸盐重质油矿反应萃取废液酸性强、重金属离子浓度高、废液量大。如不对其进行妥善的综合处理,不仅会造成严重的环境污染,而且还会造成资源的极大浪费。因此本文通过化学沉淀-结晶耦合工艺对此废液进行资源化回收,为将来的工业化提供了理论依据。本文利用甲酸与印尼油砂残砂反应制备模拟废液,通过单因素实验探究了甲酸用量、初次加水量和搅拌时间因素对制备过程的影响,并利用XRF及ICP表征了印尼油砂残砂和溶液中主要的金属离子含量。通过比较氢氧化钠及氢氧化钙两种碱及不同pH值对金属离子去除效果的不同,选择氢氧化钙在pH为8时去除中和渣。这为后面高纯甲酸钙的结晶回收去除部分杂质离子,实现了铁和铝离子的有效富集。采用重量法测定了不同温度下甲酸钙在纯水及四种不同二元溶剂中的溶解度。结果表明,甲酸钙溶解度均随温度升高而略有增加,随二元溶剂中有机溶剂含量的升高而显著降低。同时采用Apelblat方程、CNIBS/R-K方程和Jouyban-Acree方程对溶解度数据进行关联。结果表明这三种热力学模型与实验值吻合均较好。本文通过计算得到了甲酸钙溶解过程的焓变,熵变和吉布斯自由能变,为后续结晶工艺提供了数据基础。通过单因素实验考察了蒸发水量、蒸发速率、搅拌速率和有无晶种对甲酸钙产品纯度,粒度及形貌的影响,确定了最佳结晶工艺参数。同时比较了溶析结晶和真空蒸发结晶两种工艺能耗和产品晶型的不同,最终从经济角度考虑,采用真空蒸发结晶技术,制得粒度较大的高纯甲酸钙,实现较高的经济价值。