[發明專利]一種磁性銫選擇性吸附劑的制備方法

有效

• 申請號: 201210301959.X
• 申請日: 2012-08-22
• 公開（公告）號: CN102773067A
• 公開（公告）日: 2012-11-14
• 發明（設計）人: 游新鋒;張振濤
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: B01J20/06
• 分類號: B01J20/06;B01J20/30
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于放射性廢液處理工藝中的吸附劑制備技術，具體涉及一種磁性銫選擇性吸附劑的制備方法。

背景技術

隨著我國核電的大力發展，將會產生大量的低、中放廢液。除了核電運行廢液外，我國各種核設施的退役去污、同位素生產、核技術應用和科學研究等領域內也會產生大量的低、中放廢液。這類廢液來源廣、種類繁多、成分復雜。

¹³⁷Cs作為最重要的裂變產物核素之一，由于其具有較長的半衰期，分支比高，能量適中的γ射線（661.67keV），廣泛用作各種放射源等。因此，¹³⁷Cs廣泛存在于乏燃料后處理廢液、核電運行廢液、核設施去污退役廢液和實驗室廢液中。¹³⁷Cs處于裂變產物質量分布曲線的頂部，裂變產額高（6.14%），半衰期較長（30a）。所以，在低、中放廢水中具有較高的比例。¹³⁷Cs為硬γ輻射，其能量為661.67keV；其處于元素周期表的第6周期ⅠA族，很容易失去電子，形成穩定的一價陽離子，在幾乎所有的體系中都是一價，因此，很容易進入環境。¹³⁷Cs為中等放射毒性核素，一旦進入環境，對人類的危害大。

為了保證人類健康、環境安全、降低廢物體積和處置費用，必須對含¹³⁷Cs的低放廢液進行妥善處理。目前，關于銫的處理方法主要有蒸發法、沉淀-過濾法、離子交換法等。離子交換法又分為無機離子交換和離子交換樹脂兩種。蒸發法處理中、低放廢水是非常傳統的處理工藝。該工藝處理能力大，可獲得較高的去污系數，一般為10³~10⁶，并且有較大的減容比。目前國外很多核電站都采用該處理方法，我國大部分核電站也采用該法處理中、低放廢水。比如秦山核電站用蒸發法處理地面排水、工藝疏水，去污系數為10³~10⁴。秦山二期采用蒸發處理化學排水，處理量為3.5t/h，去污系數為10³。但是蒸發法的缺點也非常明顯，主要包括：熱能消耗大，投資和運行成本較高；系統復雜，運行和維修要求高；還存在腐蝕、結垢等潛在威脅。

沉淀法是最早用于放射性分離的方法。早在1987年，Schultz和Bray已經采用沉淀法從Hanford廠PUREX流程的后處理廢液中提取¹³⁷Cs。但是，沉淀法只能用來處理大量銫，當溶液pH值較高，溶液中銫的量較小時，其去污效果很差，需要和其他處理技術結合進行深度分離和處理。同時，該方法會產生大量的放射性污泥，需要妥善處理與處置。

離子交換法處理放射性廢液具有操作方便、設備少、固定投資少、操作費用低，可以實現在線和遠距離操作，便于輻射防護等優點。目前，壓水堆核電站放射性廢液離子交換處理主要應用在：一回路冷卻劑的凈化、燃料貯存池水的處理、蒸發器排污水處理、放射性廢水處理和硼酸純化復用等方面。同時還作為放射性廢水蒸發處理和膜處理后流出液的精處理。比如美國國家標準《輕水堆核電廠放射性廢水處理系統》ANSI/ANS-55.6-1993中描述了美國沸水堆和壓水堆核電站的放射性廢水處理流程，其中均含有離子交換處理過程。美國第三代核電機組AP1000采用了以離子交換為主的放射性液體處理流程。在AP1000放射性廢水處理系統離子交換處理流程中設有深床過濾器設備。深床過濾器與離子交換床設備相似，但是比離子交換床稍大。深床過濾器裝有活性炭、沸石等，主要用于去除進入放射性廢水處理系統的少量有機物和銫等放射性核素。一般離子交換床填料多采用顆粒狀的離子交換樹脂，但是離子交換樹脂具有輻照穩定性差的缺點，相比而言無機離子交換劑具有選擇性高、輻照穩定性和熱穩定性好、機械性能高，處理后的廢交換劑可直接固化等優點，不過，無機離子交換劑卻也存在著易水解和水溶性等問題，需要加以解決。

發明內容

本發明的目的是針對含¹³⁷Cs放射性廢液的處理問題，提供一種磁性銫選擇性吸附劑的制備方法，獲得一種不易水解、對銫選擇性高的吸附劑。

本發明的技術方案如下：一種磁性銫選擇性吸附劑的制備方法，包括如下步驟：

（1）向Ni粉和K₄Fe(CN)₆·3H₂O的混合物中加入去離子水，使K₄Fe(CN)₆·3H₂O完全溶解；

（2）將所得溶解物置于恒溫水浴下，向其中逐滴加入HCl溶液，并不斷攪拌反應一段時間；