專(zhuān)利名稱(chēng)：用于去除放射性廢液中的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬放射性廢液處理、處置領(lǐng)域，特別是涉及去除放射性廢液中137Cs采用的材料及其制備工藝。
現(xiàn)在處理放射性廢液中137Cs的方法有蒸發(fā)法、沉淀法和吸附法等，其中無(wú)機(jī)離子吸附劑吸附法應(yīng)用較廣泛。許多無(wú)機(jī)離子吸附劑對(duì)137Cs有很好的選擇吸附性，如亞鐵氰化物、雜多酸鹽、多價(jià)金屬酸性鹽、鋁硅酸鹽、水合氧化物等。但大多是無(wú)定性粉末，難以實(shí)現(xiàn)固液分離，有人利用凝膠法、粘合法將這類(lèi)物質(zhì)制成小球或塊狀顆粒，裝柱運(yùn)行，但廢液流經(jīng)這些顆粒柱一段時(shí)間后，顆粒溶脹粘結(jié)阻塞，顆粒周?chē)a(chǎn)生氣泡，難以運(yùn)行，采用離心法進(jìn)行固液分離，設(shè)備昂貴、操作復(fù)雜，若吸附劑與鐵磁性物質(zhì)結(jié)合，磁法分離，可使固液分離順利進(jìn)行。
本發(fā)明的目的是提供一種對(duì)放射性廢液中137Cs有較強(qiáng)的選擇吸附性，又具有鐵磁性，易于實(shí)現(xiàn)從被處理廢液中分離出來(lái)的復(fù)合吸附劑。為此，本發(fā)明還提供該復(fù)合吸附劑的制備工藝。
本發(fā)明是通過(guò)實(shí)施如下方案完成的一種用于去除放射性廢液中137Cs的復(fù)合吸附劑，其特征在于該復(fù)合離子吸附劑由無(wú)機(jī)離子吸附劑、鐵磁性物質(zhì)Fe3O4和腈綸復(fù)合而成、其干質(zhì)重量比為(1～5)∶(0.1～1.5)∶(0.1～1.5)。其中的無(wú)機(jī)離子吸附劑可為下列之一種或兩種(1)亞鐵氰化物或鐵氰化物，如亞鐵氰化鎘、亞鐵氰化鎳、亞鐵氰化銅等，(2)雜多酸鹽，如磷鉬酸銨、磷鉬酸鋯、磷鎢酸鹽等，(3)多價(jià)金屬酸性鹽，如磷酸鈦、磷酸鋯等，(4)鋁硅酸鹽類(lèi)礦石，如粘土、沸石等，(5)水合氧化物礦石，如氧化錳礦石。
本發(fā)明的復(fù)合吸附劑的制備工藝是通過(guò)以下技術(shù)方案完成的。
采用腈綸包敷法制作工藝，其步驟如下(1)配制濃度為4％～18％的腈綸溶液，溶劑采用DMAC-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮，加熱45～65℃至完全溶解。
(2)選用顆粒度為60～400目的上述無(wú)機(jī)離子吸附劑和Fe3O4。
(3)按上述的干質(zhì)重量比將無(wú)機(jī)離子吸附劑和Fe3O4加入腈綸溶液中，攪拌均勻，然后將此混合物滴入去離子水中，混合物立即固化，濾出固化物，在65℃下烘干至恒重，粉碎，漂洗，再烘干，備用。
本發(fā)明的復(fù)合吸附劑，由于既保留了原無(wú)機(jī)材料對(duì)137Cs的強(qiáng)吸附性，又因有了鐵磁性，簡(jiǎn)便、有效地解決了吸附材料與被處理廢水的固液分離難題，該復(fù)合吸附劑具有機(jī)械性能好、耐高溫及動(dòng)力學(xué)性能良好等優(yōu)點(diǎn)，使這種處理廢液的方法能推廣應(yīng)用。
下面進(jìn)一步舉例說(shuō)明實(shí)施例1，亞鐵氰化鎘鐵磁性復(fù)合吸附劑處理模擬PWR(壓水堆)核電站放射性廢液(1)腈綸毛線3.8克置于42.8克二甲基乙酰胺中，稍加熱(60℃)使之溶解，待全部溶解后，攪拌均勻，于室溫下保存，備用。
(2)取5克亞鐵氰化鎘(140目-180目)，0.6克Fe3O4加入5ml上述配好的腈綸溶液中，攪拌均勻后，將此混合物滴入去離子水中，混合物立即固化，濾出固化物，在60℃下烘干至恒重，粉碎備用，此亞鐵氰化鎘鐵磁性復(fù)合無(wú)機(jī)吸附劑的組成干質(zhì)重量比為5/0.6/0.53。
(3)實(shí)驗(yàn)方法取0.05g上述復(fù)合吸附劑，5ml模擬PWR放射性廢液于10ml試管中，震蕩平衡，置試管于釹鐵硼永久磁鐵上5分鐘，實(shí)現(xiàn)固液分離，取樣分析，計(jì)算分配系數(shù)Kd。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果本發(fā)明提出的復(fù)合吸附劑，反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性能好，反應(yīng)速度快，20分鐘即達(dá)到吸附平衡，用其他方法處理需要數(shù)小時(shí)，選擇吸附特性良好，Kd達(dá)1.4×104(ml/g)，而一般Kd在1000左右，即表示有較強(qiáng)的選擇吸附性，而且可用來(lái)處理含鹽量達(dá)9％的PWR放射性廢液，一般方法僅能處理含鹽量在2-3％的廢液。
實(shí)施例2，磷鉬酸銨鐵磁性復(fù)合吸附劑處理BWR(沸水堆)模擬放射性廢液(1)復(fù)合吸附劑重量組成比磷鉬酸銨/Fe3O4/腈綸=2.5/0.25/0.24。
(2)實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例1。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果反應(yīng)動(dòng)力學(xué)性能良好，40分種可達(dá)平衡，選擇吸附性好，Kd達(dá)1.4×103(ml/g)，可用來(lái)處理BWR(沸水堆)放射性廢液。
實(shí)施例3，鐵磁性復(fù)合天然礦石粉吸附劑處理中國(guó)原子能院實(shí)際低放廢液無(wú)機(jī)離子吸附劑采用天然礦石沸石、錳礦石。
(1)復(fù)合吸附劑重量組成比
沸石/MnO2/Fe3O4/腈綸=1.0/0.6/0.3/0.4。
(2)實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例1。
(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)果效果較好，Kd=630424(ml/g)。實(shí)施例4，磷酸鈦型鐵磁性復(fù)合吸附劑處理模擬廢液(1)復(fù)合吸附劑干質(zhì)重量比磷酸鈦/Fe3O4/腈綸=5/1.3/1.2。
(2)實(shí)驗(yàn)溶液加有137Cs指示劑的0.1MNH4NO3溶液。
(3)實(shí)驗(yàn)方法同實(shí)施例1。
(4)實(shí)驗(yàn)結(jié)果操作性能好，該復(fù)合吸附劑對(duì)137Cs有一定的選擇性吸附，由于NH4+離子與CS+離子竟?fàn)?，分配比不是很大，Kd=230±10(mL/g)。
權(quán)利要求
1．一種用于去除放射性廢液中137Cs的復(fù)合吸附劑，其特征在于該復(fù)合吸附劑由無(wú)機(jī)離子吸附劑、鐵磁性物質(zhì)Fe3O4和腈綸復(fù)合而成，其干質(zhì)重量比為(1～5)∶(0.1～1.5)∶(0.1～1.5)，組分中無(wú)機(jī)離子吸附劑可為下列中任意一種或兩種(1)亞鐵氰化物或鐵氰化物亞鐵氰化鎘、亞鐵氰化銅、亞鐵氰化鎳；(2)雜多酸鹽磷鉬酸銨、磷鉬酸鋯、磷鎢酸鹽；(3)多價(jià)金屬酸性鹽磷酸鈦、磷酸鋯；(4)鋁硅酸鹽類(lèi)礦石沸石、粘土；(5)水合氧化物礦石錳礦石；
2．一種權(quán)利要求1所述的復(fù)合吸附劑的制備工藝，其特征在于配制濃度為4％～18％的腈綸溶液，溶劑采用DMAC-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮，加溫45～65℃使腈綸全部溶解；選用顆粒度為60～400目的無(wú)機(jī)離子吸附劑和Fe3O4與配制好的腈綸溶液，按干質(zhì)重量比(1～5)∶(0.1～1.5)∶(0.1～1.5)混合，攪拌均勻后，滴入去離子水中固化，濾出固化物，在45～65℃烘干至恒重，粉碎、漂洗，再烘干，備用。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于去除放射性廢液中
文檔編號(hào)B01J20/00GK1319849SQ0110901
公開(kāi)日2001年10月31日 申請(qǐng)日期2001年2月27日 優(yōu)先權(quán)日2001年2月27日
發(fā)明者張振濤, 羅上庚, 范顯華 申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院