一种用于处理含铀废水的吸附剂及其应用的制作方法

本发明涉及一种含铀放射性废水的处理方法及其吸附剂制备，尤其是涉及一种利用以建筑垃圾砖块粉末为原料制备吸附剂并将其用于处理含铀废水的方法。

背景技术

随着核技术的发展，核工业生产过程中的含铀废水越来越多，这些废水不仅具有放射性，还有很强的化学毒性，为减小它们对环境的影响，在对其排放前需进行一些处理。

吸附法是一种传统的、应用最早的水处理技术，具有操作简单、使用方便、处理效率高等优点，在工业废水处理中应用较为广泛。然而对于如何利用吸附法达到更好地除铀效果，以及采用什么样的吸附剂来进行有效的含铀废水处理，目前都还处于探索阶段。

我们在研究中发现，使用建筑垃圾－－废弃的砖块制备吸附剂并用于处理含铀废水，具有较好的除铀效果。而目前尚未发现关于利用砖块粉末制备吸附剂并用于处理含铀废水的专利和文献报道。

检索发现，中国发明专利201610873719.5公开了一种“氢氧化钠改性废砖、基于该废砖的复合材料及用其吸附水体重金属的方法”，其目的是用于去除带正电荷的重金属离子。然而该专利制备工艺非常复杂，除了使用高浓度的氢氧化钠溶液浸泡外，还需要加热、超声和置于四氯化钛的四氢呋喃溶液中反应。

技术实现要素：

本发明提出一种用于处理含铀废水的吸附剂及其含铀废水处理方法，将以砖块粉末制备吸附剂并用于处理含铀废水，在含铀废水中铀酰离子的浓度为1～57mg/l内均有较好的吸附除铀效果，也为废弃砖块的资源化利用提供了新途径。

本发明所采用的技术方案：

一种用于处理含铀废水的吸附剂，通过对砖块粉末进行改性处理，获得用于含铀废水处理的吸附剂，其制备过程如下：

1）将采集的砖块洗净，在自然条件下风干或烘干，再将干燥后的砖块粉碎、过40～200目的筛网，获得砖块粉末；

2）称取一定质量的砖块粉末，将所述砖块粉末和氢氧化钠溶液按照质量：体积比为1:1～5的比例混合；所述质量单位为g/kg，体积单位为ml/l；使用的氢氧化钠溶液的浓度为0.5～3mol/l；

3）将砖块粉末和氢氧化钠溶液的混合物置于恒温振荡器中振荡2～24小时，进行改性处理，得到改性的砖块粉末；

4）将改性的砖块粉末过滤，在自然条件下风干或烘干，即获得所述用于处理含铀废水的吸附剂。

所述的用于处理含铀废水的吸附剂，在含铀废水处理中的应用。

一种利用改性砖块粉末进行含铀废水处理的方法，步骤如下：

1）将砖块粉末进行改性处理，制备吸附剂，其过程如下：

（1）将采集的砖块洗净，在自然条件下风干或烘干，再将干燥后的砖块粉碎、过40～200目的筛网，获得砖块粉末；

（2）称取一定质量的砖块粉末，将所述砖块粉末和氢氧化钠溶液按照质量：体积比为1:1～5的比例混合；所述质量单位为g/kg，体积单位为ml/l，使用的氢氧化钠溶液的浓度为0.5～3mol/l；

（3）将砖块粉末和氢氧化钠溶液的混合物置于恒温振荡器中振荡2～24小时，进行改性处理，得到改性的砖块粉末；

（4）将改性的砖块粉末过滤，在自然条件下风干或烘干，获得用于处理含铀废水的吸附剂；

2）将0.05～1.2g的吸附剂加入到25ml、ph值为2～7的含铀废水中，置于恒温振荡器中振荡吸附1～24小时；所述含铀废水中铀浓度为1～57mg/l。

本发明的有益效果：

1、本发明用于处理含铀废水的吸附剂，制备工艺简单，无需大型仪器设备，易于实现。仅需将废砖块洗净、粉碎、干燥后加入较低浓度的氢氧化钠溶液中改性2～24小时，烘干即可获得改性砖块吸附剂。

2、本发明用于处理含铀废水的吸附剂，对铀吸附效果较好，具有很好的应用前景。去除对象为带负电荷的硫酸铀酰离子，在含铀废水中铀浓度为1～57mg/l内均有较好的吸附除铀效果。

3、本发明用于处理含铀废水的吸附剂，使用建筑工地上废弃的垃圾－－砖块制备，不仅实现了废物利用，还解决了环保问题。原料来源充足，成本低廉。

4、本发明含铀废水处理方法，操作简单，容易实现，废水处理除铀效果好，经济、环保，高效。在含铀废水中铀浓度为1～57mg/l内均有较好的吸附除铀效果。

附图说明

图1：砖块粉末和氢氧化钠溶液质量：体积比一定（1:4）的情况下，氢氧化钠浓度对改性砖块吸附铀的影响。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。以下各实施例提及的质量：体积比，质量单位以克或千克计量，体积单位对应以毫升或升计量。

实施例1

本发明用于处理含铀废水的吸附剂，通过对砖块粉末进行改性处理，获得用于含铀废水处理的吸附剂，其制备过程如下：

1）将采集的砖块洗净，在自然条件下风干或烘干，再将干燥后的砖块粉碎、过40～200目的筛网，获得砖块粉末；

2）称取一定质量的砖块粉末，将所述砖块粉末和氢氧化钠溶液按照质量：体积比为1:1～5的比例混合；所述质量单位为g/kg，体积单位为/l；使用的氢氧化钠溶液的浓度为0.5～3mol/l；

3）将砖块粉末和氢氧化钠溶液的混合物置于恒温振荡器中振荡2～24小时（20～30℃，120～200r/min），进行改性处理，得到改性的砖块粉末；

4）将改性的砖块粉末过滤，在自然条件下风干或烘干，即获得所述用于处理含铀废水的吸附剂。所述的吸附剂，加入待处理含铀废水中，即可去除水中铀酰离子。

实施例2

本实施例利用砖块粉末制备处理含铀废水的吸附剂制备方法，与实施例1的不同之处在于：步骤2）中，将预处理后的砖块粉末和0.5～3mol/l的氢氧化钠溶液按照质量：体积比为1:1～1:5的比例混合，优选1:4。

实施例3

本实施例的用于处理含铀废水的吸附剂，与实施例1的不同之处在于：使用的氢氧化钠溶液的浓度为0.5～1mol/l。砖块粉末和氢氧化钠溶液的混合比例为1:1～5；优选1:4。

实施例4

本实施例的用于处理含铀废水的吸附剂，与实施例1的不同之处在于：使用的氢氧化钠溶液的浓度为1～1.5mol/l。砖块粉末和氢氧化钠溶液的混合比例为1:1～5；优选1:3。

实施例5

本实施例的用于处理含铀废水的吸附剂，与实施例1的不同之处在于：使用的氢氧化钠溶液的浓度为1.5～2mol/l。所述砖块粉末和氢氧化钠溶液的混合比例为1:2～3。

实施例6

本实施例的用于处理含铀废水的吸附剂，与实施例1的不同之处在于：使用的氢氧化钠溶液的浓度为2～3mol/l。砖块粉末和氢氧化钠溶液的混合比例为1:1～2。

实施例7

本实施例为利用改性砖块粉末进行含铀废水处理的方法，包括步骤如下：

1）将砖块粉末进行改性处理，制备吸附剂，其过程如下：

（1）将采集的砖块洗净，在自然条件下风干或烘干，再将干燥后的砖块粉碎、过40～200目的筛网，获得砖块粉末；

（2）称取一定质量的砖块粉末，将所述砖块粉末和氢氧化钠溶液按照质量：体积比为1:1～5的比例混合；所述质量单位为g/kg，体积单位为ml/l，使用的氢氧化钠溶液的浓度为0.5～3mol/l；

（3）将砖块粉末和氢氧化钠溶液的混合物置于恒温振荡器中振荡2～24小时，进行改性处理，得到改性的砖块粉末；

（4）将改性的砖块粉末过滤，在自然条件下风干或烘干，获得用于处理含铀废水的吸附剂；

2）将0.05～1.2g的吸附剂加入到25ml、ph值为2～7的含铀废水中，置于恒温振荡器中振荡吸附1～24小时（10～40℃，120～200r/min）；所述含铀废水中铀浓度为1～57mg/l。

实施例8

本实施例的含铀废水处理方法，与实施例7不同的是：含铀废水中铀浓度为1～15mg/l，含铀废水ph值为4～7。

实施例9

本实施例的含铀废水处理方法，与实施例7不同的是：含铀废水中铀浓度为7～10mg/l，含铀废水ph值为4～5。

如图1所示，为砖块粉末和氢氧化钠溶液质量：体积比一定（1:4）的情况下，氢氧化钠浓度对改性砖块吸附铀的影响。

由图1可知，改性剂氢氧化钠浓度变化对改性砖块吸附除铀效果有显著的影响，也就是说砖块通过氢氧化钠改性后增加了其对铀的吸附效果。

下面结合实验室的研究结果对本发明进一步说明。实验证明，本发明方法制备的改性砖块吸附剂，在含铀废水中铀酰离子的浓度为1～57mg/l内均有较好的吸附除铀效果。

实验1

将收集的砖块用自来水洗净，烘干，粉碎，将60ml2mol/l的氢氧化钠溶液加入到15g河沙（200目）中混合后置于恒温振荡器中振荡24小时（25℃，200r/min），将氢氧化钠溶液浸泡过的砖块过滤，烘干后即获得改性的砖块吸附剂。称取砖块吸附剂1.0g加入到25.00铀溶液中，ph为5，于25℃，200rpm振荡箱中吸附24小时，用慢速滤纸过滤后用可见分光光度计于波长578nm测定剩余u（ⅵ）浓度，计算对铀的吸附率为90.53%。

实验2

将收集的砖块用自来水洗净，烘干，粉碎，将60ml0.5mol/l的氢氧化钠溶液加入到15g河沙（200目）中混合后置于恒温振荡器中振荡24小时（25℃，200r/min），将氢氧化钠溶液浸泡过的砖块过滤，烘干后即获得改性的砖块吸附剂。称取砖块吸附剂1.0g加入到25.00铀溶液中，ph为5，于25℃，200rpm振荡箱中吸附24小时，用慢速滤纸过滤后用可见分光光度计于波长578nm测定剩余u（ⅵ）浓度，计算对铀的吸附率为62.51%。

实验3

将收集的砖块用自来水洗净，烘干，粉碎，将60ml1mol/l的氢氧化钠溶液加入到15g河沙（200目）中混合后置于恒温振荡器中振荡24小时（25℃，200r/min），将氢氧化钠溶液浸泡过的砖块过滤，烘干后即获得改性的砖块吸附剂。称取砖块吸附剂1.0g加入到25.00铀溶液中，ph为5，于25℃，200rpm振荡箱中吸附24小时，用慢速滤纸过滤后用可见分光光度计于波长578nm测定剩余u（ⅵ）浓度，计算对铀的吸附率为70.14%。

实验4

将收集的砖块用自来水洗净，烘干，粉碎，将60ml1.5mol/l的氢氧化钠溶液加入到15g河沙（200目）中混合后置于恒温振荡器中振荡24小时（25℃，200r/min），将氢氧化钠溶液浸泡过的砖块过滤，烘干后即获得改性的砖块吸附剂。称取砖块吸附剂1.0g加入到25.00铀溶液中，ph为5，于25℃，200rpm振荡箱中吸附24小时，用慢速滤纸过滤后用可见分光光度计于波长578nm测定剩余u（ⅵ）浓度，计算对铀的吸附率为85.89%。

实验5

将收集的砖块用自来水洗净，烘干，粉碎，将60ml3mol/l的氢氧化钠溶液加入到15g河沙（140目）中混合后置于恒温振荡器中振荡24小时（25℃，200r/min），将氢氧化钠溶液浸泡过的砖块过滤，烘干后即获得改性的砖块吸附剂。称取砖块吸附剂1.0g加入到25.00铀溶液中，ph为5，于25℃，200rpm振荡箱中吸附24小时，用慢速滤纸过滤后用可见分光光度计于波长578nm测定剩余u（ⅵ）浓度，计算对铀的吸附率为89.15%。

实验6

将收集的砖块用自来水洗净，烘干，粉碎，将40ml2mol/l的氢氧化钠溶液加入到15g河沙（140目）中混合后置于恒温振荡器中振荡12小时（25℃，200r/min），将氢氧化钠溶液浸泡过的砖块过滤，烘干后即获得改性的砖块吸附剂。称取砖块吸附剂1.0g加入到25.00铀溶液中，ph为4，于25℃，200rpm振荡箱中吸附3小时，用慢速滤纸过滤后用可见分光光度计于波长578nm测定剩余u（ⅵ）浓度，计算对铀的吸附率为92.53%。

实验7

将收集的砖块用自来水洗净，烘干，粉碎，将40ml2mol/l的氢氧化钠溶液加入到15g河沙（140目）中混合后置于恒温振荡器中振荡12小时（25℃，200r/min），将氢氧化钠溶液浸泡过的砖块过滤，烘干后即获得改性的砖块吸附剂。称取砖块吸附剂0.4g加入到25.00铀溶液中，ph为5，于25℃，200rpm振荡箱中吸附3小时，用慢速滤纸过滤后用可见分光光度计于波长578nm测定剩余u（ⅵ）浓度，计算对铀的吸附率为96.04%。