本發(fā)明涉及鈾礦冶金技術(shù)領(lǐng)域，特別是一種卷煙煙灰除鈾吸附劑及采用卷煙煙灰除鈾吸附劑來(lái)去除低濃度含鈾廢水中鈾的方法。

背景技術(shù)：

核技術(shù)的發(fā)展給社會(huì)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益的同時(shí)，也產(chǎn)生了放射性廢物，若鈾礦冶生產(chǎn)中的低濃度含鈾廢水直接進(jìn)入水體，將對(duì)人體健康和生態(tài)環(huán)境構(gòu)成嚴(yán)重危害，如何高效的處理含鈾廢水并回收鈾成為亟待解決的核環(huán)境問(wèn)題。

目前，對(duì)含鈾廢水鈾的處理方法主要有化學(xué)沉淀、離子交換法、膜分離法和吸附法等?；瘜W(xué)沉淀法設(shè)備簡(jiǎn)單、費(fèi)用低、效率高，但反應(yīng)產(chǎn)生的聚合物還需進(jìn)一步處理；離子交換法去除效果好，但價(jià)格昂貴，交換容量有限；膜分離法操作簡(jiǎn)單，能耗低，但對(duì)原水的水質(zhì)要求高，常需與其他水處理技術(shù)聯(lián)用；而吸附法因處理效率高，而且能實(shí)現(xiàn)鈾的回收而備受關(guān)注。

在卷煙生產(chǎn)過(guò)程中，會(huì)產(chǎn)生大量的廢棄煙灰，目前對(duì)卷煙生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的廢棄煙灰一般都是做垃圾處理，焚燒或填埋，不僅對(duì)環(huán)境造成一定的污染，也造成了資源的浪費(fèi)。

煙灰表面含有豐富的可與金屬離子發(fā)生反應(yīng)的官能團(tuán)，有較強(qiáng)的吸附能力。采用卷煙生產(chǎn)中產(chǎn)生的煙灰作為除鈾吸附劑去除低濃度含鈾廢水中鈾具有成本低、選擇性好、處理效率高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種卷煙煙灰除鈾吸附劑及采用卷煙煙灰除鈾吸附劑來(lái)去除低濃度含鈾廢水中鈾的方法。

本發(fā)明的技術(shù)方案是：卷煙煙灰除鈾吸附劑，所述卷煙煙灰除鈾吸附劑由卷煙生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄煙灰經(jīng)洗滌干燥之后獲得，其具體操作步驟如下：

將卷煙生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄煙灰收集后用水清洗干凈，放入干燥箱中進(jìn)行干燥，干燥溫度為50℃～70℃，干燥時(shí)間為20h～30h，再將干燥后的煙灰過(guò)60目篩，得到粒徑小于60目的煙灰粉末，然后將煙灰粉末用水洗滌干凈，在50℃～70℃溫度下真空干燥8h～12 h，獲得卷煙煙灰除鈾吸附劑。

本發(fā)明還提供了一種采用卷煙煙灰除鈾吸附劑去除低濃度含鈾廢水中鈾的方法，含鈾廢水中鈾的濃度為10g～40g/m³，pH值為2～8，其具體操作步驟如下：

將含鈾廢水的pH值調(diào)節(jié)為4～6，然后加入卷煙煙灰除鈾吸附劑進(jìn)行吸附，卷煙煙灰除鈾吸附劑的加入量為1g～7g/m³，吸附溫度為10℃～50℃，吸附采用恒溫水浴振蕩器振蕩吸附，吸附振蕩時(shí)間為10min～140min。

當(dāng)卷煙煙灰除鈾吸附劑吸附飽和后，采用鹽酸或硝酸作為解析吸附劑，將卷煙煙灰除鈾吸附劑中的鈾解析出來(lái)，然后用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，干燥后重復(fù)使用。

本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn)：

本發(fā)明采用由卷煙生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄煙灰經(jīng)洗滌干燥之后做除鈾吸附劑來(lái)去除低濃度含鈾廢水中鈾，二次污染少、處理成本低、吸附劑易再生利用，并能夠回收鈾。

以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)結(jié)構(gòu)作進(jìn)一步描述。

附圖說(shuō)明

附圖1為不同pH值的含鈾廢水對(duì)吸附量及去除率的影響曲線(xiàn)圖；

附圖2為不同吸附劑投入量對(duì)吸附量及去除率的影響曲線(xiàn)圖；

附圖3為不同濃度的含鈾廢水對(duì)吸附量及去除率的影響曲線(xiàn)圖；

附圖4為不同吸附時(shí)間對(duì)鈾吸附量及去除率的影響曲線(xiàn)圖；

附圖5為不同吸附溫度對(duì)對(duì)鈾吸附量及去除率的影響曲線(xiàn)圖。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例一、卷煙煙灰除鈾吸附劑，所述卷煙煙灰除鈾吸附劑由卷煙生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄煙灰經(jīng)洗滌干燥之后獲得，其具體操作步驟如下：

將卷煙生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄煙灰收集后用水清洗干凈，放入干燥箱中進(jìn)行干燥，干燥溫度為50℃，干燥時(shí)間為30h，再將干燥后的煙灰過(guò)60目篩，得到粒徑小于60目的煙灰粉末，然后將煙灰粉末用水洗滌干凈，在50℃溫度下真空干燥12 h，獲得卷煙煙灰除鈾吸附劑。

實(shí)施例二、卷煙煙灰除鈾吸附劑，所述卷煙煙灰除鈾吸附劑由卷煙生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄煙灰經(jīng)洗滌干燥之后獲得，其具體操作步驟如下：

將卷煙生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄煙灰收集后用水清洗干凈，放入干燥箱中進(jìn)行干燥，干燥溫度為60℃，干燥時(shí)間為25h，再將干燥后的煙灰過(guò)60目篩，得到粒徑小于60目的煙灰粉末，然后將煙灰粉末用水洗滌干凈，在60℃溫度下真空干燥10 h，獲得卷煙煙灰除鈾吸附劑。

實(shí)施例三、卷煙煙灰除鈾吸附劑，所述卷煙煙灰除鈾吸附劑由卷煙生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄煙灰經(jīng)洗滌干燥之后獲得，其具體操作步驟如下：

將卷煙生產(chǎn)中產(chǎn)生的廢棄煙灰收集后用水清洗干凈，放入干燥箱中進(jìn)行干燥，干燥溫度為70℃，干燥時(shí)間為20h，再將干燥后的煙灰過(guò)60目篩，得到粒徑小于60目的煙灰粉末，然后將煙灰粉末用水洗滌干凈，在70℃溫度下真空干燥8h，獲得卷煙煙灰除鈾吸附劑。

實(shí)施例四、采用卷煙煙灰除鈾吸附劑去除低濃度含鈾廢水中鈾的方法，含鈾廢水中鈾的濃度為10g～40g/m³，pH值為2～8，其具體操作步驟如下：

將含鈾廢水的pH值調(diào)節(jié)為4，然后加入卷煙煙灰除鈾吸附劑進(jìn)行吸附，卷煙煙灰除鈾吸附劑的加入量為7g/m³，吸附溫度為50℃，吸附采用恒溫水浴振蕩器振蕩吸附，吸附振蕩時(shí)間為140min。

當(dāng)卷煙煙灰除鈾吸附劑吸附飽和后，采用鹽酸或硝酸作為解析吸附劑，將卷煙煙灰除鈾吸附劑中的鈾解析出來(lái)，然后用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，干燥后重復(fù)使用。

實(shí)施例五、采用卷煙煙灰除鈾吸附劑去除低濃度含鈾廢水中鈾的方法，含鈾廢水中鈾的濃度為10g～40g/m³，pH值為2～8，其具體操作步驟如下：

將含鈾廢水的pH值調(diào)節(jié)為5，然后加入卷煙煙灰除鈾吸附劑進(jìn)行吸附，卷煙煙灰除鈾吸附劑的加入量為4g/m³，吸附溫度為30℃，吸附采用恒溫水浴振蕩器振蕩吸附，吸附振蕩時(shí)間為100min。

當(dāng)卷煙煙灰除鈾吸附劑吸附飽和后，采用鹽酸或硝酸作為解析吸附劑，將卷煙煙灰除鈾吸附劑中的鈾解析出來(lái)，然后用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，干燥后重復(fù)使用。

實(shí)施例六、采用卷煙煙灰除鈾吸附劑去除低濃度含鈾廢水中鈾的方法，含鈾廢水中鈾的濃度為10g～40g/m³，pH值為2～8，其具體操作步驟如下：

將含鈾廢水的pH值調(diào)節(jié)為6，然后加入卷煙煙灰除鈾吸附劑進(jìn)行吸附，卷煙煙灰除鈾吸附劑的加入量為1g/m³，吸附溫度為10℃，吸附采用恒溫水浴振蕩器振蕩吸附，吸附振蕩時(shí)間為10min。

當(dāng)卷煙煙灰除鈾吸附劑吸附飽和后，采用鹽酸或硝酸作為解析吸附劑，將卷煙煙灰除鈾吸附劑中的鈾解析出來(lái)，然后用蒸餾水反復(fù)洗滌至中性，干燥后重復(fù)使用。

對(duì)處理后的含鈾廢水進(jìn)行檢測(cè)，檢測(cè)包括：

A.對(duì)不同pH值的含鈾廢水進(jìn)行檢測(cè)：鈾初始濃度為 20 mg/L，吸附劑的投加量為4 g/L， pH值分別為2、3、4、5、6、7、8，吸附溫度為30℃，以200r/min的速率恒溫振蕩吸附100min，過(guò)濾，取上清液，使用分光光度計(jì)測(cè)定含鈾廢水中殘余的鈾濃度。結(jié)果表明，鈾的去除率分別為43.5%、71%、87.4%、94.2%、93.1%、92.4%、91.3%。

附圖1為不同pH值的含鈾廢水對(duì)吸附量及去除率的影響曲線(xiàn)圖，其中，R為去除率曲線(xiàn)，Q為吸附量曲線(xiàn)，由附圖1可以看出，當(dāng)pH值為5時(shí)，鈾的去除率和吸附量均達(dá)到最大值，隨后隨著pH值的增大，鈾的去除率和吸附量反而降低。

B.對(duì)不同吸附劑投入量的含鈾廢水進(jìn)行檢測(cè)：鈾初始濃度為20mg/L，吸附溫度為30℃，pH值為5，吸附劑投加量分別為1 g/L、2 g/L、3 g/L、4 g/L、5 g/L、6 g/L、7 g/L，以200r/min的速率恒溫振蕩吸附100min，過(guò)濾，取上清液，使用分光光度計(jì)測(cè)定含鈾廢水中殘余的鈾濃度。結(jié)果表明，鈾的去除率分別為42.6%、68.6%、84.4%、93.2%、94.4%、95%、95.2%。

附圖2為不同吸附劑投入量對(duì)吸附量及去除率的影響曲線(xiàn)圖，其中，R為去除率曲線(xiàn)，Q為吸附量曲線(xiàn)，由附圖 2 可以看出，吸附劑投加量為 1 g/L 時(shí)，鈾吸附量最大，但鈾去除率較低。隨著吸附劑投加量的增加，鈾的去除率逐漸上升，吸附量逐漸降低。

C.對(duì)不同濃度的含鈾廢水進(jìn)行檢測(cè)：吸附溫度為 30℃， pH 值為 5，吸附劑投加量為4 g/L，含鈾廢水中的鈾濃度分別為5 mg/L、10 mg/L、15 mg/L、20 mg/L、25 mg/L、30 mg/L、35 mg/L、40 mg/L，以200r/min的速率恒溫振蕩吸附100min，過(guò)濾，取上清液，使用分光光度計(jì)測(cè)定含鈾廢水中殘余的鈾濃度。結(jié)果表明，鈾的去除率分別為97.4%、96.1%、94.5%、93%、84.6%、72%、62.5%、55.4%。

附圖3為不同濃度的含鈾廢水對(duì)吸附量及去除率的影響曲線(xiàn)圖，其中，R為去除率曲線(xiàn)，Q為吸附量曲線(xiàn)，由附圖3可見(jiàn)，隨著鈾初始質(zhì)量濃度的提高，鈾的去除率呈下降趨勢(shì)，吸附量卻逐漸增大。

D.對(duì)不同吸附時(shí)間的含鈾廢水進(jìn)行檢測(cè)：鈾初始濃度為20mg/L，吸附溫度為 30℃， pH 值為 5，吸附劑投加量為4 g/L，吸附時(shí)間分別為10min、20min、30min、60min、80min、100min、120min、140min，以200r/min的速率恒溫振蕩吸附，過(guò)濾，取上清液，使用分光光度計(jì)測(cè)定含鈾廢水中殘余的鈾濃度。結(jié)果表明，鈾的去除率分別為68.8%、76%、80.6%、88.2%、91.6%、94.6%、94.8%、95%。

附圖4為不同吸附時(shí)間對(duì)鈾吸附量及去除率的影響曲線(xiàn)圖，其中，R為去除率曲線(xiàn)，Q為吸附量曲線(xiàn)，由附圖4 可知，0～20min內(nèi)是一個(gè)快速的吸附過(guò)程，吸附劑對(duì)鈾的去除率和吸附量都快速增大，隨著吸附時(shí)間的延長(zhǎng)，去除率與吸附量逐漸增大但增速減小，100 min 后反應(yīng)基本達(dá)到平衡，去除率趨于平衡。

E. 對(duì)不同吸附溫度的含鈾廢水進(jìn)行檢測(cè)：鈾初始濃度為20mg/L，pH 值為 5，吸附劑投加量為4 g/L，溫度分別為10℃、15℃、20℃、25℃、30℃、35℃、40℃、45℃、50℃，以200r/min的速率恒溫振蕩吸附100min，過(guò)濾，取上清液，使用分光光度計(jì)測(cè)定含鈾廢水中殘余的鈾濃度。結(jié)果表明，鈾的去除率分別為73.5%、79.8%、85.8%、90.7%、94.1%、94.8%、95.3%、96%。

附圖5為不同吸附溫度對(duì)鈾吸附量及去除率的影響曲線(xiàn)圖，其中，R為去除率曲線(xiàn)，Q為吸附量曲線(xiàn)，由附圖5可知鈾的去除率與吸附量隨吸附溫度的升高逐漸增大，吸附溫度低于 30 ℃，去除率與吸附量上升較快。當(dāng)吸附溫度在30 ℃～50 ℃時(shí)，鈾的去除率和吸附量增速放緩，且其變化都不大，這說(shuō)明升高吸附溫度有利于吸附劑對(duì)鈾的吸附。

通過(guò)對(duì)處理后的含鈾廢水進(jìn)行檢測(cè)，吸附劑對(duì)鈾的去除率與含鈾廢水的pH值、濃度、吸附時(shí)間、吸附劑用量及吸附溫度有關(guān)，當(dāng)pH值為5、濃度為25 mg/L、吸附時(shí)間為100 min、吸附劑用量為4 g/L及吸附溫度為30℃時(shí)吸附效果最好。