[發(fā)明專利]一種含鈾廢水電化學(xué)處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610992609.0
• 申請日: 2016-11-11
• 公開（公告）號: CN106448790B
• 公開（公告）日: 2017-12-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李鵬;王學(xué)剛;郭亞丹;王立章;王光輝;易煉;肖叢亮
• 申請（專利權(quán)）人: 東華理工大學(xué)
• 主分類號: G21F9/10
• 分類號: G21F9/10
• 代理公司: 南昌新天下專利商標(biāo)代理有限公司36115
• 代理人: 郭顯文

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于水治理應(yīng)用技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種用于高效治理含鈾廢水的電化學(xué)治理方法。

背景技術(shù)

核能作為一種清潔、環(huán)保和安全的能源，在世界各國倡導(dǎo)節(jié)能減排的大背景下其使用優(yōu)勢格外凸顯。為了滿足核電事業(yè)的發(fā)展，必須加大對鈾礦資源的開采和選冶力度；但是在鈾礦資源開采和選冶過程中會產(chǎn)生大量的含鈾廢水，對鈾礦山及冶煉地區(qū)居民身體健康和生態(tài)環(huán)境造成極大地威脅與破壞。鈾可通過飲水（約占總攝入量的64%）和食物鏈等途徑進入人體，且會富集在肝臟、腎臟和骨骼中，對人體器官造成放射性輻射傷害。其化學(xué)毒性會引起慢性甚至急性中毒，對人體的造血器官、消化系統(tǒng)、生殖系統(tǒng)和神經(jīng)系統(tǒng)等造成不同程度的損傷。當(dāng)鈾劑量在人體內(nèi)富集至一定量時，會導(dǎo)致人體內(nèi)原有的電磁場發(fā)生異常，即影響并破壞人體原有的生物電流、生物磁場，誘發(fā)皮膚起色斑、癱瘓、白血病等的慢性放射性疾病，對人類身體健康造成極大危害。因此，含鈾廢水的治理已成為當(dāng)前環(huán)保工作者亟待解決的重要環(huán)境問題之一。

目前傳統(tǒng)的含鈾廢水治理方法主要有：混凝沉淀法、蒸發(fā)濃縮法、吸附法、離子交換等治理方法。其中混凝沉淀法常用沉淀劑有石灰乳、石灰、三氯化鋁、三氯化鐵等，該方法工藝簡單，成本低，但出水濃度不能達到排放標(biāo)準(zhǔn)，且沉淀產(chǎn)物會產(chǎn)生二次污染。蒸發(fā)濃縮法簡單可靠，去污效果好，對污染物濃度的要求不大，但消耗熱能大，治理成本較高。離子交換法的設(shè)備簡單，去除效果較好，但價格昂貴，樹脂治理能力有限，且廢水中競爭離子的干擾對治理效果影響較大。吸附法治理操作方便，治理速度快，但治理效果受條件影響較大（如：吸附劑性質(zhì)、溫度、接觸時間、共存離子、溶液pH等），且難以實現(xiàn)鈾的分離回收。因此，開發(fā)新型綠色環(huán)保、節(jié)能高效的鈾廢水治理技術(shù)迫在眉睫。

現(xiàn)有技術(shù)中：CN201510636626.6《一種用于含鈾廢水處理的電還原沉淀鈾的方法》首先根據(jù)廢水性質(zhì)采用硫酸或氫氧化鈉調(diào)節(jié)含鈾廢水的pH值至2-4，然后以金屬鐵為陽極，石墨為陰極，采用直流電源進行電還原，通過控制工藝參數(shù)，鐵離子轉(zhuǎn)變成四氧化三鐵，六價鈾被還原成四價鈾，并使鈾與四氧化三鐵發(fā)生共沉淀，從而達到去除廢水中鈾的目的。然而，水溶液電解質(zhì)與鈾酰離子較差的電荷傳遞效率，使得六價鈾還原為四價鈾的效率很低，且較低的pH條件下，廢水鈾酰離子活度較大，生成的四價鈾會氧化生成六價鈾，使得含鈾廢水處理效率較低。

CN201110393745.5《一種用于堿性含鈾廢水處理的中和方法》其向堿性含鈾廢水中加入FeSO₄中和廢水中的OH^-，F(xiàn)eSO₄調(diào)節(jié)廢水pH值在7～9， Fe²⁺在空氣作用下氧化水解生成Fe(OH) ₃沉淀，F(xiàn)e(OH) ₃沉淀帶正電可吸附鈾離子；然后加入BaCl₂除鐳，共沉淀生成Ba(Ra)SO₄，BaCl₂加入量控制在0.02～0.06g·L^-1。該發(fā)明方法是堿性含鈾廢水處理工藝一個重要工序，同時實現(xiàn)中和、吸附載帶深度除鈾、補充除鐳所用SO₄^2-、抑制沉淀物返溶、共沉淀除鐳等功能。然而，鈾礦開采及冶煉過程中，因酸的大量使用，使得排放的含鈾廢水pH<3，采用調(diào)節(jié)pH堿性沉淀的方法無疑增加了含鈾廢水的處理成本。

電絮凝工藝是電化學(xué)技術(shù)的一種，是在外加電場作用下通過犧牲陽極（Fe/Al）的正極溶出反應(yīng)產(chǎn)生高價位金屬離子，與水電解反應(yīng)產(chǎn)生的氫氧根（OH^-）反應(yīng)生成具有絮凝特性的Fe(OH)₃/Al(OH)₃前驅(qū)體（無需調(diào)節(jié)堿性介質(zhì)），進而與廢水中懸浮或溶解態(tài)污染物反應(yīng)，形成絮體沉降而實現(xiàn)廢水中污染物的去除，被廣泛應(yīng)用于各類有機廢水（染料、有機酸、腐殖質(zhì)等）與含重金屬離子廢水的去除，其主要優(yōu)點如下：（1）設(shè)備占地面積小；（2）操作簡便，便于管理維護；（3）無需添加化學(xué)試劑作為絮凝劑，不產(chǎn)生多余副產(chǎn)物，產(chǎn)泥量少，且污泥密實易脫水。

發(fā)明內(nèi)容

為克服現(xiàn)有技術(shù)的上述不足而提供一種新的含鈾廢水達標(biāo)治理方法，本發(fā)明采用鈾酰離子有機配位體（偶氮砷Ⅲ）與鈾廢水中的鈾酰離子配位螯合，使高活度游離放射性核素固定化，進而采用犧牲陽極（鐵）電絮凝鈾酰-有機配體螯合物，實現(xiàn)此類螯合物的網(wǎng)捕與共沉淀去除，從而達到含鈾廢水的高效治理；沉淀下來的絮體，便于后續(xù)鈾資源的回收。

本發(fā)明采用的技術(shù)方案：