专利名称：用于去除放射性废液中的制作方法
技术领域：
本发明属放射性废液处理、处置领域，特别是涉及去除放射性废液中137Cs采用的材料及其制备工艺。
现在处理放射性废液中137Cs的方法有蒸发法、沉淀法和吸附法等，其中无机离子吸附剂吸附法应用较广泛。许多无机离子吸附剂对137Cs有很好的选择吸附性，如亚铁氰化物、杂多酸盐、多价金属酸性盐、铝硅酸盐、水合氧化物等。但大多是无定性粉末，难以实现固液分离，有人利用凝胶法、粘合法将这类物质制成小球或块状颗粒，装柱运行，但废液流经这些颗粒柱一段时间后，颗粒溶胀粘结阻塞，颗粒周围产生气泡，难以运行，采用离心法进行固液分离，设备昂贵、操作复杂，若吸附剂与铁磁性物质结合，磁法分离，可使固液分离顺利进行。
本发明的目的是提供一种对放射性废液中137Cs有较强的选择吸附性，又具有铁磁性，易于实现从被处理废液中分离出来的复合吸附剂。为此，本发明还提供该复合吸附剂的制备工艺。
本发明是通过实施如下方案完成的一种用于去除放射性废液中137Cs的复合吸附剂，其特征在于该复合离子吸附剂由无机离子吸附剂、铁磁性物质Fe3O4和腈纶复合而成、其干质重量比为(1～5)∶(0.1～1.5)∶(0.1～1.5)。其中的无机离子吸附剂可为下列之一种或两种(1)亚铁氰化物或铁氰化物，如亚铁氰化镉、亚铁氰化镍、亚铁氰化铜等，(2)杂多酸盐，如磷钼酸铵、磷钼酸锆、磷钨酸盐等，(3)多价金属酸性盐，如磷酸钛、磷酸鋯等，(4)铝硅酸盐类矿石，如粘土、沸石等，(5)水合氧化物矿石，如氧化锰矿石。
本发明的复合吸附剂的制备工艺是通过以下技术方案完成的。
采用腈纶包敷法制作工艺，其步骤如下(1)配制浓度为4％～18％的腈纶溶液，溶剂采用DMAC-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮，加热45～65℃至完全溶解。
(2)选用颗粒度为60～400目的上述无机离子吸附剂和Fe3O4。
(3)按上述的干质重量比将无机离子吸附剂和Fe3O4加入腈纶溶液中，搅拌均匀，然后将此混合物滴入去离子水中，混合物立即固化，滤出固化物，在65℃下烘干至恒重，粉碎，漂洗，再烘干，备用。
本发明的复合吸附剂，由于既保留了原无机材料对137Cs的强吸附性，又因有了铁磁性，简便、有效地解决了吸附材料与被处理废水的固液分离难题，该复合吸附剂具有机械性能好、耐高温及动力学性能良好等优点，使这种处理废液的方法能推广应用。
下面进一步举例说明实施例1，亚铁氰化镉铁磁性复合吸附剂处理模拟PWR(压水堆)核电站放射性废液(1)腈纶毛线3.8克置于42.8克二甲基乙酰胺中，稍加热(60℃)使之溶解，待全部溶解后，搅拌均匀，于室温下保存，备用。
(2)取5克亚铁氰化镉(140目-180目)，0.6克Fe3O4加入5ml上述配好的腈纶溶液中，搅拌均匀后，将此混合物滴入去离子水中，混合物立即固化，滤出固化物，在60℃下烘干至恒重，粉碎备用，此亚铁氰化镉铁磁性复合无机吸附剂的组成干质重量比为5/0.6/0.53。
(3)实验方法取0.05g上述复合吸附剂，5ml模拟PWR放射性废液于10ml试管中，震荡平衡，置试管于釹铁硼永久磁铁上5分钟，实现固液分离，取样分析，计算分配系数Kd。
(4)实验结果本发明提出的复合吸附剂，反应动力学性能好，反应速度快，20分钟即达到吸附平衡，用其他方法处理需要数小时，选择吸附特性良好，Kd达1.4×104(ml/g)，而一般Kd在1000左右，即表示有较强的选择吸附性，而且可用来处理含盐量达9％的PWR放射性废液，一般方法仅能处理含盐量在2-3％的废液。
实施例2，磷钼酸铵铁磁性复合吸附剂处理BWR(沸水堆)模拟放射性废液(1)复合吸附剂重量组成比磷钼酸铵/Fe3O4/腈纶=2.5/0.25/0.24。
(2)实验方法同实施例1。
(3)实验结果反应动力学性能良好，40分种可达平衡，选择吸附性好，Kd达1.4×103(ml/g)，可用来处理BWR(沸水堆)放射性废液。
实施例3，铁磁性复合天然矿石粉吸附剂处理中国原子能院实际低放废液无机离子吸附剂采用天然矿石沸石、锰矿石。
(1)复合吸附剂重量组成比
沸石/MnO2/Fe3O4/腈纶=1.0/0.6/0.3/0.4。
(2)实验方法同实施例1。
(3)实验结果效果较好，Kd=630424(ml/g)。实施例4，磷酸钛型铁磁性复合吸附剂处理模拟废液(1)复合吸附剂干质重量比磷酸钛/Fe3O4/腈纶=5/1.3/1.2。
(2)实验溶液加有137Cs指示剂的0.1MNH4NO3溶液。
(3)实验方法同实施例1。
(4)实验结果操作性能好，该复合吸附剂对137Cs有一定的选择性吸附，由于NH4+离子与CS+离子竟争，分配比不是很大，Kd=230±10(mL/g)。
权利要求
1．一种用于去除放射性废液中137Cs的复合吸附剂，其特征在于该复合吸附剂由无机离子吸附剂、铁磁性物质Fe3O4和腈纶复合而成，其干质重量比为(1～5)∶(0.1～1.5)∶(0.1～1.5)，组分中无机离子吸附剂可为下列中任意一种或两种(1)亚铁氰化物或铁氰化物亚铁氰化镉、亚铁氰化铜、亚铁氰化镍；(2)杂多酸盐磷钼酸铵、磷钼酸锆、磷钨酸盐；(3)多价金属酸性盐磷酸钛、磷酸锆；(4)铝硅酸盐类矿石沸石、粘土；(5)水合氧化物矿石锰矿石；
2．一种权利要求1所述的复合吸附剂的制备工艺，其特征在于配制浓度为4％～18％的腈纶溶液，溶剂采用DMAC-二甲基乙酰胺或N-甲基吡咯烷酮，加温45～65℃使腈纶全部溶解；选用颗粒度为60～400目的无机离子吸附剂和Fe3O4与配制好的腈纶溶液，按干质重量比(1～5)∶(0.1～1.5)∶(0.1～1.5)混合，搅拌均匀后，滴入去离子水中固化，滤出固化物，在45～65℃烘干至恒重，粉碎、漂洗，再烘干，备用。
全文摘要
本发明公开了一种用于去除放射性废液中
文档编号B01J20/00GK1319849SQ0110901
公开日2001年10月31日 申请日期2001年2月27日 优先权日2001年2月27日
发明者张振涛, 罗上庚, 范显华 申请人:中国原子能科学研究院