的离子交换树脂或离子交换纤维进行灰化减容处理；所述的铀的回收工段中铀回收率 >90%，固体减容彡100倍。
2. 根据权利要求1所述的高盐含氟-铀放射性废液的深度净化与回收方法，其特征在 于，所述的预处理工段包括依次连接的低温减容分离、化学沉降和膜滤单元，方法控制条件 如下：2:低温减容分离单元：初始进液含盐量为0. 1%~10%，初始铀浓度为0. 1~1000 mg/ L，氟浓度为0. 01~15g/L，通过控制降温条件使废液中的大部分溶剂以固体的方式析出从 而对废液进行高效快速减容，低温处理温度为-196~5°C，低温处理时间为0. 5~2h ;废 液经反复冻融处理后，可将废液的体积减容约100倍，铀浓度降低约99% ; $化学沉降单元： 对低温减容分离单元处理后的浓缩液进行除铀降盐，所使用的沉淀剂为可溶性的无机盐、 有机弱酸或有机酸盐，按质量浓度比：铀：沉淀剂=2~20 : 1，搅拌时间15 min~4 h，搅 拌速度100~300rpm，搅拌温度5~90°C，经低温处理后的浓缩液与所采用的沉淀剂反应 后，废液中99. 5%的铀沉淀为固体物质；1膜滤单元：用于分离化学沉降单元的絮凝液，截 留其中的含铀晶体，选用的膜滤组件膜孔径为10~l〇〇〇nm，驱动压力差为0. 1~IMPa ;出 水铀浓度< 5mg/L。
3. 根据权利要求1所述的高盐含氟-铀放射性废液的深度净化与回收方法，其特征在 于，当经预处理工段处理后进入铀-氟的富集分离工段中的进液含盐量〈5%，铀浓度< 5mg/ L时，依据进液的含盐量、离子类型及浓度来选择和设计方法处理单元；其中当进液含盐量 〈0. 1%，铀浓度< 5mg/L时，所述的铀-氟的富集分离工段选择的处理单元是依次连接的梯 级生物富集-膜滤分离单元和沉淀除氟-固液分离单元；当进液含盐量为0. 1%~5%，铀浓 度< 5mg/L时，所述的铀-氟的富集分离工段可以是依次连接的梯级离子交换单元和沉淀 除氟-固液分离单元；或者是依次连接的梯级生物富集-膜滤分离单元、梯级离子交换单元 和沉淀除氟-固液分离单元；或者是依次连接的梯级离子交换单元、梯级生物富集-膜滤分 离单元和沉淀除氟-固液分离单元。
4. 根据权利要求1所述的高盐含氟-铀放射性废液的深度净化与回收方法，其特征在 于，当经预处理处理后进入铀-氟的富集分离工段中的进液含盐量>5%，铀浓度< 5mg/L时， 依据进液的含盐量、溶液酸碱性来选择和设计组合处理单元，所述的铀-氟的富集分离工 段是依次连接的梯级离子交换单元和沉淀除氟-固液分离单元，其中所述的梯级离子交换 单元选用经接枝表面改性的离子交换纤维或离子交换树脂及它们的组合。
5. 根据权利要求1所述的高盐含氟-铀放射性废液的深度净化与回收方法，其特征 在于，所述的铀-氟的富集分离工段中的梯级生物富集-膜滤分离单元的方法条件控制如 下：梯级生物富集单元选用的生物吸附剂是粒径为50-5000目的细菌类吸附剂、真菌类吸 附剂、藻类吸附剂、植物类吸附剂和天然高分子吸附剂及其表面接枝酯化改性粉体吸附容 量大和可反复解吸再生的材料中的一种或多种；所述的细菌吸附剂是耐辐射奇球菌、大肠 杆菌、蜡状芽孢杆菌、枯草芽孢杆菌、柠檬酸杆菌、新月柄杆菌、戴尔福特菌、极考克氏菌、假 单胞菌或多枝镰孢的死体；所述的真菌类吸附剂是酵母菌、青霉菌、根霉菌或链霉菌属的死 体；所述的藻类吸附剂是小球藻、海藻或满江红鱼腥藻等藻类的干粉；所述的植物类吸附 剂是谷壳、秸杆、榕树叶、梧桐叶、杉树皮、海草或浮萍的干粉，所述的天然高分子吸附剂是 纤维素吸附剂，或者是豆类淀粉、薯类淀粉、麦类淀粉、菱角淀粉、藕淀粉或玉米淀粉的天然 淀粉及改性淀粉，或者是壳聚糖类吸附剂，或者是木质素吸附剂，或者是蛋白质与多肽类吸 附剂；所述的梯级生物富集单元投加的生物吸附剂浓度为5g/L，反应时间为0. 5~3h，设计 串联生物吸附的级数为1~6级；所述的膜滤选用的膜组件的孔径为0. 1~10 um，驱动压 力差为0. 1~0. 6 MPa ;梯级生物富集中各级铀去除率彡99%。
6. 根据权利要求1所述的高盐含氟-铀放射性废液的深度净化与回收方法，其特征 在于，所述的铀-氟的富集分离工段中的梯级离子交换单元的方法条件控制如下：梯级离 子交换单元选择阳-阴离子型离子交换纤维或阳-阴离子型离子交换树脂进行多级组配 来进一步降低废液中铀及无机盐的浓度；所述的阳-阴离子型离子交换纤维或阳-阴离子 型离子交换树脂的含水率为40%~60% ;所述的阳-阴离子型离子交换纤维的重复使用次 数200~400次；所述的阳-阴离子型离子交换树脂的重复使用次数50~200次；所述的 阳-阴离子型离子交换纤维或阳-阴离子型离子交换树脂的组配级数为1~6级，梯级离 子交换单元各级铀去除率多90%。
7. 根据权利要求1所述的高盐含氟-铀放射性废液的深度净化与回收方法，其特征在 于，所述的铀-氟的富集分离工段中的沉淀除氟-固液分离单元的方法条件控制如下：利 用石灰乳等调节废液的pH至9~12,使废液中的氟离子被有效沉淀下来，搅拌时间5~ 50min，搅拌速度100~300 rpm，搅拌温度5~90 °C ;搅拌处理后按体积比：絮凝剂：废 液=1 : 800~1000加入絮凝剂；所述的絮凝剂是无机絮凝剂硫酸铝、氯化铝、硫酸铁和氯 化铁，或者是改性的阳离子无机絮凝剂聚硅酸硫酸铁、聚磷氯化铁、聚磷氯化铝、聚硅酸铁、 聚合硫酸氯化铁铝、聚合硫酸铁、聚氯化铝或聚合氯化铝铁，或者是有机高分子絮凝剂聚丙 烯酰胺、天然高分子改性聚丙烯酰胺，或者是蛋白质生物絮凝剂酱油曲霉AJ7002絮凝剂、 NOC-I絮凝剂，或者是多糖生物絮凝剂A1-201、PF-101，或者是脂类絮凝剂、PHB、聚γ-谷氨 酸或多聚磷酸盐；废液经沉淀除氟后通过斜板沉淀池或膜滤装置对絮凝液进行固液分离， 截留的氟化钙渣可清洁解控，上清液经酸调节pH至6~9后达标排放。
8. 根据权利要求1所述的高盐含氟-铀放射性废液的深度净化与回收方法，其特征在 于，所述的铀的回收工段包括依次连接的微波塔处理单元和铀的资源化回收单元；所述的 微波塔处理单元用于对预处理工段中膜滤单元截留的含铀晶体进行干燥或氧化焙烧，对梯 级生物富集-膜滤分离单元截留的生物质，对梯级离子交换单元中处理废弃后的离子交换 树脂或离子交换纤维进行灰化减容处理；所述的用于干燥或氧化焙烧的含铀晶体等固体物 质的含水率为15%~85% ;所述的用于灰化减容处理的生物质的生物量为50%~80%，含水 量为50%~20% ;所述的用于灰化减容处理的阴离子交换树脂或阴离子交换纤维的工作交 换容量下降率多20%，强型基团容量下降率多50% ;所述的用于灰化减容处理的阳离子交换 树脂或阳离子交换纤维的体积交换容量下降率多40% ;所述的微波塔处理单元，微波处理 温度80~1000°C，处理时间为20~120 min，对生物质的减容效率彡99%，固体减容彡100 倍。
9. 根据权利要求1所述的高盐含氟-铀放射性废液的深度净化与回收方法，其特征在 于，所述的铀的资源化回收单元对经微波塔处理单元干燥处理或氧化焙烧或灰化减容后的 含铀晶体、含铀固体进行回收，铀回收率>90% ;干燥处理或氧化焙烧后的含铀晶体的成分 主要是含铀或U-Si、U-V、U-P的氧化物；对梯级生物富集-膜滤分离单元截留的生物质，梯 级离子交换单元中处理报废后的离子交换树脂或离子交换纤维进行灰化减容处理后的固 体是铀的氧化物。
10. 根据权利要求1所述的高盐含氟-铀放射性废液的深度净化与回收方法，其特征 在于，所述的高盐含氟-铀放射性废液，废液的溶剂是水、醇、醛、酮、胺、液态烃类或液态酸 类，放射性核素除铀外，或者是锶、铯、钚、镅、锔中的一种或多种，或者是稀土元素铈、钕中 的一种或多种；废液中的伴生离子是F_、Cl' CO广、SO42' PO4' Na+、Ca2+、Zn2+、Cd2+、Mn2+中的 一种或多种；当废液的溶剂是醇、醛、酮、液态烃类或液态酸类时，低温处理单元中低温处理 温度根据废液的溶剂的冰点进行相应的调节，为-196~5°C，低温处理时间为0. 5~2h。
【专利摘要】本发明公开了一种高盐含氟-铀放射性废液的深度净化与回收方法，其包括依次进行的预处理、铀-氟的富集分离和铀的回收3个处理工段，可进一步细分为低温减容分离、化学沉降、膜滤、梯级生物富集-膜滤分离或梯级离子交换、沉淀除氟固液分离、微波塔处理和铀的资源化回收7个处理单元；在待处理废液含盐量为0.1～10%，初始铀浓度为0.1～1000mg/L，氟浓度为0.01～15g/L的条件下，经处理后铀浓度≤0.05mg/L，氟浓度≤10mg/L，铀回收率>90%。适用于高盐含氟-铀放射性废液的处理及资源化回收放射性铀。
【IPC分类】C02F9-14, G21F9-12
【公开号】CN104835545
【申请号】CN201510122980
【发明人】董发勤, 秦永莲, 聂小琴, 王彬, 郭玉婷, 覃贻琳, 王孝强
【申请人】西南科技大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年3月19日