[發明專利]一種高效濾除放射性碘和銫的功能陶瓷材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310226556.8
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103274757A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 蘇磊;周景;王永強;楊坤;董良杰
• 申請（專利權）人: 蘇磊
• 主分類號: C04B38/06
• 分類號: C04B38/06;C04B33/132
• 代理公司: 鄭州中原專利事務所有限公司 41109
• 代理人: 范之敏

技術領域

本發明涉及一種用于放射性廢水凈化處理的功能陶瓷材料及其制備方法。

背景技術

?根據2005年的統計數據，世界各國核電站發電量約占總發電量的16%，核能已經成為當今世界主要的能源之一。然而，屢次發生的核電站泄漏事故使人們深刻的認識到核能的和平利用并非無害。除核泄漏之外，在核電站正常運轉情況下，大量排放的放射性廢水中同樣含有大量的放射性核素，如果處理不當，這些放射性污染將對環境、生態及人類產生巨大的危害。因此，核污染的安全處理已經成為當今世界的一大難題，幾十年來，各國科學家們都對此非常關注，希望能找到一種有效的方法將這些放射性核素加以去除或固定。

一般來說，核廢水中可能存在的放射性核素主要包括¹³¹I、¹²⁵I、¹²⁹I、¹³⁴Cs、^?137Cs、²²⁶Ra、²²⁸Ra等。核泄漏事故中釋放出的放射性核素一般以¹³¹I和¹³⁷Cs最為常見。相較于其它放射性核素，這兩種核素人體比較容易吸收，其危害性非常大。因此，在放射性廢水處理過程中，放射性碘和銫的去除和固定是關鍵。目前國際上在處理放射性廢水領域研究和利用較多是無機離子交換材料，其中對放射性銫元素有較好去除效果的有沸石、磷鉬酸銨及亞鐵氰化物等。

沸石對銫的理論交換容量可達2meq/g，S.?Bagosi等研究了水泥-樹脂-斜發沸石復合材料對放射性廢水中¹³⁷Cs的去除效果，發現在三年內¹³⁷Cs?的去除率可達到70-75%[Cement?and?Concrete?Research?1999,?29?:479–485]。C.V.Philip等用改性的硅鈦酸鹽（CST）TAM5從高堿性的放射性廢水中除去Cs[Separation?Science?and?Technology?2003,?38(12-13):009-3029.]。A.?E.?Osmanlioglu研究用天然斜發沸石從放射性廢水中去除幾種關鍵核素（¹³⁷Cs，⁶⁰Co，⁹⁰Sr?和?^110mAg）[Journal?of?Hazardous?Materials?B?2006,?137:332~335]。但沸石對銫的選擇性較差，容易受到其他離子（如鉀離子）的干擾，導致其實際吸附容量非常低，難以滿足實際需要。磷鉬酸銨雖然對銫離子有高度的選擇性，但其晶粒過小，無法進行填充床操作。因此，難以進行大規模工業應用。

被過渡金屬固定的亞鐵氰化物對放射性Cs⁺有很好的選擇吸收能力，在Na⁺濃度為5mol/L的情況下，該類材料對于Cs⁺的選擇性系數高達1500000[Nucleat?Science?and?Engineering?2001,?137:206-214]。中國發明專利99805991.9公開了一種基于含細纖維甲克物質的用于吸附放射性核素的吸附劑，對水溶液中的銫、鈾、钚、镅、鋦等元素有很好的吸附效果。中國發明專利200710064453.0公開了一種高負載量的亞鐵氰化物/二氧化硅雜化材料的制備方法，克服了亞鐵氰化物負載量低，造粒困難，顆粒強度不高等問題。但亞鐵氰化物的毒性始終是一個難以忽視的問題，且對環境有較大的危害。

總體來看，近60年來，世界各國科學家在放射性廢水處理領域的研究已經取得了許多重要的成果，而且大部分也已經用于實踐。然而，這些技術及相關材料或多或少都存在一些問題，如沸石濾料的選擇性低、磷鉬酸銨的晶粒過小、亞鐵氰化物的毒性等等。此外，目前的研究文獻和公開的專利主要集中在放射性銫的濾除，對于放射性碘的濾除材料和技術涉及較少。針對于此，本發明公布了一種高效濾除放射性碘和銫的功能陶瓷材料及其制備方法。

發明內容

本發明的目的在于提供一種高效濾除放射性碘和銫的功能陶瓷材料及其制備方法。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

本發明所述的高效濾除放射性碘和銫的功能陶瓷材料，是由以下原料燒制而成，各成分的用量如下（均為重量份）：

污泥和粘土70-80份，碳酸鈣或氫氧化鈣11-14份，木屑或活性炭5-8份，液體石蠟1-5份，鐵粉或氧化鐵粉4-6份。以上所述污泥是污水處理廠的剩余污泥，粘土為高嶺土、膨潤土或活性白土。