[發(fā)明專利]用于放射性污染土壤治理的固化吸附與磁分離反應(yīng)器系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611138609.0
• 申請日: 2016-12-12
• 公開（公告）號: CN106710660B
• 公開（公告）日: 2018-04-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 豆俊峰;鄭現(xiàn)明;洪曉曦;夏夢;丁愛中
• 申請（專利權(quán)）人: 北京師范大學(xué)
• 主分類號: G21F9/30
• 分類號: G21F9/30;G21F9/00;G21F9/12;B01J20/12;B01J20/28;B01J20/30
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于放射性核素污染修復(fù)與治理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于放射性污染土壤治理的固化吸附與磁分離反應(yīng)器系統(tǒng)。

背景技術(shù)

放射性污染土壤修復(fù)是極其復(fù)雜的世界性難題，日本福島核事故發(fā)生后，經(jīng)過幾年的修復(fù)，受污染區(qū)域輻射強度遠(yuǎn)沒有達(dá)到20mSv的平均水平。放射性污染土壤治理的常規(guī)方法主要有機械搬運法、超積累植物吸收法、化學(xué)提取法、生物修復(fù)和自然衰減消除法等。機械搬運法是采用大型機械和設(shè)備，鏟除地表污染的土壤等物質(zhì)，轉(zhuǎn)移到指定場所后采取焚燒、固化、掩埋等方法處理，將放射性物質(zhì)進(jìn)行隔離，該方法工程量大，而且在轉(zhuǎn)移過程中會對設(shè)備造成污染，還可能因拋灑和泄漏等造成放射性污染進(jìn)一步擴散；化學(xué)提取法對于小規(guī)模的放射性污染處理比較合適，但是其處理費用昂貴且易產(chǎn)生二次污染；超積累植物吸收法是通過植物對放射性核素的高選擇性富集后對植物進(jìn)行焚燒處理，該方法的缺點是處理周期長。隨著核技術(shù)在生產(chǎn)、生活中的廣泛應(yīng)用，放射性核素作為環(huán)境中最主要的潛在核污染物受到廣泛關(guān)注，探尋高效的放射性核素污染土壤的修復(fù)技術(shù)成為近年來的研究熱點。目前還缺少用于放射性污染土壤治理的固化吸附與磁分離反應(yīng)器系統(tǒng)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于放射性污染土壤治理的固化吸附與磁分離反應(yīng)器系統(tǒng)。其具體步驟如下：

固化吸附與磁分離反應(yīng)器系統(tǒng)由進(jìn)樣管(1)、環(huán)形電磁鐵(2)、平臺(3)、支撐柱(4)、出樣口(5)、開關(guān)閥門(6)、復(fù)合污染土壤(7)、攪拌軸(8)、攪拌葉片(9)、環(huán)形布水管(10)、反應(yīng)器(11)和攪拌電機(12)組成；進(jìn)樣管(1)到反應(yīng)器(11)頂端的距離為25cm，進(jìn)樣管(1)與水平線的夾角為30度；環(huán)形電磁鐵(2)位于反應(yīng)器壁(11)的外圍，到反應(yīng)器(11)頂端距離為30cm；支撐柱(4)位于平臺(3)的下部，用于支撐反應(yīng)器(11)；出樣口(5)位于反應(yīng)器(11)底部，在出樣口(5)上安裝開關(guān)閥門(6)，用于控制土壤的排出；環(huán)形布水管(10)位于反應(yīng)器(11)的內(nèi)壁上，環(huán)形布水管(10)到反應(yīng)器(11)頂端距離為20cm；攪拌葉片(9)固定在攪拌軸(8)上，攪拌軸(8)與攪拌電機(12)相連；反應(yīng)器(11)內(nèi)裝填復(fù)合污染土壤(7)，將復(fù)合污染土壤(7)裝填至與進(jìn)樣管(1)底部的距離為5cm；復(fù)合污染土壤(7)由土壤固化吸附劑和放射性污染土壤組成，其中土壤固化吸附劑和放射性污染土壤的質(zhì)量比為1：75。

所述土壤固化吸附劑由如下方法制備：

(1)將250mL去離子水加入到容積為1000mL的三口燒瓶中，然后放到溫度為75℃的恒溫水浴鍋中，在氣體流速為130L/h的條件下向三口燒瓶中通入氮氣35分鐘，得到去離子水A；

(2)向去離子水A中加入0.0625mol的CoCl₂·6H₂O，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到溶液A1；

(3)將250mL去離子水加入到容積為1000mL的三口燒瓶中，然后放到溫度為75℃的恒溫水浴鍋中，在氣體流速為130L/h的條件下向三口燒瓶中通入氮氣35分鐘，得到去離子水B；

(4)向去離子水B中加入0.125mol的FeCl₃·6H₂O，在1000r/min條件下攪拌15分鐘，得到溶液B1；

(5)將溶液A1加入到溶液B1中，在溫度為80℃的搖床中搖動30分鐘，得到混合液C；

(6)向混合液C中加入150mg的NaOH，然后放到溫度為75℃的恒溫水浴鍋中，在氣體流速為130L/h的條件下向混合液中通入氮氣120分鐘，得到混合液D；

(7)向混合液D中加入150mL去離子水，在1000r/min條件下攪拌15min后采用磁鐵進(jìn)行磁分離，棄去上清液，得到混合物E；

(8)向混合物E中加入250mL乙醇，在1000r/min條件下攪拌15min后采用磁鐵進(jìn)行磁分離，棄去上清液，得到混合物F；

(9)向混合物F中加入250mL乙醇，在1000r/min條件下攪拌15min后采用磁鐵進(jìn)行磁分離，棄去上清液，得到混合物G；

(10)將混合物G在60℃條件下干燥12h，得到物質(zhì)H；

(11)將50g鈣基蒙脫石加入到200mL摩爾濃度為1.2mol/L的NH₄Cl溶液中，在溫度為30℃的搖床中搖動12小時，得到混合液I；