一种放射性元素处理剂及其使用方法
阅读说明：本技术 一种放射性元素处理剂及其使用方法 (Radioactive element treating agent and using method thereof ) 是由 熊巧利 晏富恒 陈洁 于 2021-07-27 设计创作，主要内容包括：本发明属于放射性废水处理技术领域,具体涉及一种放射性元素处理剂及其使用方法。采用氧化剂和吸附剂复配的组成,通过吸附剂与氧化剂的协同作用产生羟基自由基和高价铁铝基化合物,使废水中的铀与主要放射性元素铯、钍等形成的络合态物质,再经由吸附剂进行吸附,从而快速净化水中的放射性元素、重金属离子,实现放射性元素的深度净化。(The invention belongs to the technical field of radioactive wastewater treatment, and particularly relates to a radioactive element treating agent and a using method thereof. The composite material is prepared by compounding an oxidant and an adsorbent, and a hydroxyl radical and a high-valence iron-aluminum based compound are generated through the synergistic effect of the adsorbent and the oxidant, so that a complex substance formed by uranium in the wastewater and main radioactive elements cesium, thorium and the like is adsorbed by the adsorbent, thus the radioactive elements and heavy metal ions in the water are rapidly purified, and the deep purification of the radioactive elements is realized.)
技术领域
本发明属于放射性废水处理
技术领域
,具体涉及一种放射性元素处理剂及其使用方法。背景技术
目前世界各国的核反应堆和核原料矿产开采，燃煤发电，天然气煤层气使用，核武器制造，镅放射性探头。医疗和核污染放射性废水和废渣污染严重，很多的放射性废水的处理都先进行膜过滤、超滤、蒸发浓缩、离子交换、化学沉淀、混凝沉淀、微生物絮凝吸附沉淀，低温减压蒸发、稀释排放、填埋于沙漠、倾倒海洋、一般固化、浓缩液排放，多数是将没有经过治理的浓缩废液和废渣分装包装转运到其它落后国家填埋、堆放或扔进深海海洋，对于突发性的核污染事故，产生巨大的核污染废水排放，治理成本高昂，且都有一定的二次污染产生。如果这些放射性废液不能及时有效处理，通过环境进入复合体内，产生多种致病效应，最终对生态和人类健康造成严重后果。但现有技术中对于核污染废水的治理效果还较差，所需治理时间长。
发明内容
本发明为解决上述问题，提供了一种放射性元素处理剂及其使用方法。
具体是通过以下技术方案来实现的：
1、一种放射性元素处理剂，其组成按重量份计包括：氧化剂10-14份、吸附剂22-40份。
进一步，所述的氧化剂为王水、盐酸、硫酸、氢氟酸中的任意一种；还含有氧化剂体积1-10％的高氯酸盐、氧化剂体积2-5％的硫酸铝、氧化剂体积1-15％的硅酸盐。
进一步，所述的吸附剂，其组成按重量份计包括：改性聚酰亚胺15-20份、微孔分子筛2-8份。
进一步，所述的改性聚酰亚胺，其制备方法为：
(1)制备改性溶液：将按重量份计的酸酐5-8份、氧化石墨烯7-14份、极性溶剂15-20份、硅烷偶联剂3-6份和含羟基小分子化合物15-20份混合加热搅拌反应得到改性溶液；
(2)聚酰亚胺改性：将聚酰亚胺以足量改性溶液浸泡，高速搅拌，同时辅以功率为100-500W的超声处理10-120min，烘干后粉碎即可。
进一步，所述的含羟基小分子化合物，是甲醇、丙醇、乙二醇丁醚、乙二醇乙醚、乙二醇、羟基乙酸、二羟基丁酸中的任意一种。
进一步，所述的微孔分子筛，是将微孔分子筛在1-2.7mol/L四丙基氢氧化铵溶液中搅拌后浸泡2小时，过滤抽干得到。
2、所述放射性元素处理剂在治理放射性废水中的应用方法为：
(1)预处理：在放射性废水中加入工业硝酸钡，在110-130℃条件下反应1-4h，再加入碱或碱金属的氢氧化物，搅拌后静置，固液分离，取滤液1；
(2)在步骤(1)得到的滤液1中加入放射性元素处理剂，控制反应温度在30-50℃，反应30-40min后加入硝酸钠、硝酸铵中的任意一种，静置后固液分离，得到滤液2；
(3)在步骤(2)得到的滤液2中再次加入放射性元素处理剂，控制反应温度在80-90℃，在反应的同时加入碱性溶液，控制pH值大于8，静置后采用板框压滤机过滤即可。
进一步，所述的碱或碱金属的氢氧化物包括但不限于氢氧化钠、氢氧化锂、氢氧化钾。
综上所述,本发明的有益效果在于：本发明采用氧化剂和吸附剂复配的组成，通过吸附剂与氧化剂的协同作用产生羟基自由基和高价铁铝基化合物，使废水中的铀与主要放射性元素铯、钍等形成的络合态物质，再经由吸附剂进行吸附，从而快速净化水中的放射性元素、重金属离子，实现放射性元素的深度净化。
具体实施方式
下面对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明，但本发明并不局限于这些实施方式，任何在本实施例基本精神上的改进或代替，仍属于本发明权利要求所要求保护的范围。
实施例1
1、一种放射性元素处理剂，其组成按重量份计包括：氧化剂14份、吸附剂40份。
进一步，所述的氧化剂为氢氟酸；还含有氧化剂体10％的高氯酸钾、氧化剂体积5％的硫酸铝、氧化剂体积15％的硅酸钠。
进一步，所述的吸附剂，其组成按重量份计包括：改性聚酰亚胺20份、微孔分子筛8份。
进一步，所述的改性聚酰亚胺，其制备方法为：
(1)制备改性溶液：将按重量份计的酸酐8份、氧化石墨烯14份、乙酸乙酯20份、Si563 6份和二羟基丁酸20份混合加热搅拌反应得到改性溶液；
(2)聚酰亚胺改性：将聚酰亚胺以足量改性溶液浸泡，高速搅拌，同时辅以功率为500W的超声处理10min，烘干后粉碎即可。
进一步，所述的微孔分子筛，是将微孔分子筛在2.7mol/L四丙基氢氧化铵溶液中搅拌后浸泡2小时，过滤抽干得到。
2、所述放射性元素处理剂在治理放射性废水中的应用方法为：
(1)预处理：在放射性废水中加入工业硝酸钡，在130℃条件下反应2h，再加入氢氧化锂，搅拌后静置，固液分离，取滤液1；
(2)在步骤(1)得到的滤液1中加入放射性元素处理剂，控制反应温度在50℃，反应30min后加入硝酸铵，静置后固液分离，得到滤液2；
(3)在步骤(2)得到的滤液2中再次加入放射性元素处理剂，控制反应温度在90℃，在反应的同时加入氢氧化钠溶液，控制pH值大于8，静置后采用板框压滤机过滤即可。
实施例2
1、一种放射性元素处理剂，其组成按重量份计包括：氧化剂12份、吸附剂30份。
进一步，所述的氧化剂为王水；还含有氧化剂体积7％的高氯酸钠、氧化剂体积3％的硫酸铝、氧化剂体积10％的硅酸铝。
进一步，所述的吸附剂，其组成按重量份计包括：改性聚酰亚胺17份、微孔分子筛6份。
进一步，所述的改性聚酰亚胺，其制备方法为：
(1)制备改性溶液：将按重量份计的酸酐6份、氧化石墨烯10份、四氢呋喃18份、KH550 4份和乙二醇乙醚17份混合加热搅拌反应得到改性溶液；
(2)聚酰亚胺改性：将聚酰亚胺以足量改性溶液浸泡，高速搅拌，同时辅以功率为300W的超声处理60min，烘干后粉碎即可。
进一步，所述的微孔分子筛，是将微孔分子筛在1.7mol/L四丙基氢氧化铵溶液中搅拌后浸泡2小时，过滤抽干得到。
2、所述放射性元素处理剂在治理放射性废水中的应用方法为：
(1)预处理：在放射性废水中加入工业硝酸钡，在120℃条件下反应2h，再加入氢氧化钠，搅拌后静置，固液分离，取滤液1；
(2)在步骤(1)得到的滤液1中加入放射性元素处理剂，控制反应温度在40℃，反应35min后加入硝酸钠，静置后固液分离，得到滤液2；
(3)在步骤(2)得到的滤液2中再次加入放射性元素处理剂，控制反应温度在85℃，在反应的同时加入氢氧化钠溶液，控制pH值大于8，静置后采用板框压滤机过滤即可。
实施例3
1、一种放射性元素处理剂，其组成按重量份计包括：氧化剂10份、吸附剂22份。
进一步，所述的氧化剂为硫酸；还含有氧化剂体积1％的高氯酸钾、氧化剂体积2％的硫酸铝、氧化剂体积1％的硅酸钠。
进一步，所述的吸附剂，其组成按重量份计包括：改性聚酰亚胺15份、微孔分子筛2份。
进一步，所述的改性聚酰亚胺，其制备方法为：
(1)制备改性溶液：将按重量份计的酸酐5份、氧化石墨烯7份、丙酮15份、KH570 3份和甲醇15份混合加热搅拌反应得到改性溶液；
(2)聚酰亚胺改性：将聚酰亚胺以足量改性溶液浸泡，高速搅拌，同时辅以功率为100W的超声处理120min，烘干后粉碎即可。
进一步，所述的微孔分子筛，是将微孔分子筛在1mol/L四丙基氢氧化铵溶液中搅拌后浸泡2小时，过滤抽干得到。
2、所述放射性元素处理剂在治理放射性废水中的应用方法为：
(1)预处理：在放射性废水中加入工业硝酸钡，在110℃条件下反应4h，再加入氢氧化钾，搅拌后静置，固液分离，取滤液1；
(2)在步骤(1)得到的滤液1中加入放射性元素处理剂，控制反应温度在30℃，反应30min后加入硝酸铵，静置后固液分离，得到滤液2；
(3)在步骤(2)得到的滤液2中再次加入放射性元素处理剂，控制反应温度在80℃，在反应的同时加入氢氧化钾溶液，控制pH值大于8，静置后采用板框压滤机过滤即可。
一、放射性元素含量测定
分别测定实施例1-3方法处理后的放射性元素残余浓度，结果如表1所示。
表1(单位：mg/L)
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