[發明專利]一種銫選擇性吸附濾芯及其制備方法

在審

• 申請號: 201810590178.4
• 申請日: 2018-06-08
• 公開（公告）號: CN108786275A
• 公開（公告）日: 2018-11-13
• 發明（設計）人: 杜志輝;賈銘椿;王曉偉;門金鳳
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍海軍工程大學
• 主分類號: B01D39/14
• 分類號: B01D39/14;G21F9/12
• 代理公司: 武漢天力專利事務所 42208
• 代理人: 吳曉穎

本發明屬于材料制備及放射性廢液處理領域，提供一種銫選擇性吸附濾芯及其制備方法，該方法以商用濾芯為基材，將對銫有較強選擇性的無機離子交換劑與含有粘結劑的溶液按一定比例混合得到混合漿液，通過浸漬、噴涂、刷涂等方式將混合漿液分布于商用濾芯表面，再噴涂凝固液，最終將對銫有較強選擇性的無機離子交換劑粘結于商用濾芯表面，得到銫選擇性吸附濾芯。本發明的銫選擇性吸附濾芯在保留商用濾芯過濾能力的基礎上，增加了濾芯對銫離子的吸附性能。所制備的銫選擇性吸附濾芯能用于處理核工業和核電站產生的放射性廢液，還可用于環境水樣中銫的快速富集。本發明所采用的制備方法獨特，具有操作簡單，制備條件溫和等優點。

技術領域

本發明屬于材料制備及放射性廢液處理領域，涉及一種銫選擇性吸附濾芯及其制備方法，該銫選擇性吸附濾芯能從溶液中去除銫，特別是去除放射性廢液中¹³⁷Cs。

背景技術

壓水反應堆運行、維護、退役及發生事故等各個環節都會產生的放射性廢水，所含半衰期較長的放射性核素主要為裂變產物¹³⁷Cs（T_1/2=30.17a）和⁹⁰Sr（T_1/2=28.80a），以及活化腐蝕產物⁶⁰Co（T_1/2=5.27a）、⁵⁹Fe（T_1/2=44.50d）和⁵⁴Mn（T_1/2=312.13d），其中，¹³⁷Cs半衰期最長，在廢水中以Cs⁺的形式存在，與其他多價放射性核素離子相比，離子交換、反滲透等處理方法對其處理效果較差。蒸發法則存在蒸發系統維護過程復雜，對設備的要求較高，操作難度大，成本高等缺點。因此，國內外學者圍繞以無機離子交換劑為吸附材料的選擇性吸附技術進行了大量研究，即在保證一定吸附容量的前提下，重點關注吸附劑對放射性廢水中痕量¹³⁷Cs的特殊選擇性。

目前國內外研究較多的對銫選擇性較高的無機離子交換劑主要有以下六大類：亞鐵氰化鉀鈷、亞鐵氰化鉀鎳等過渡金屬的亞鐵氰化物；沸石、蛭石等硅鋁酸鹽；磷鉬酸銨、磷鎢酸銨等雜多酸鹽；磷酸鈦、磷酸鋯等不溶性多價金屬酸性鹽；水合氧化鈦、水合氧化錳等不溶性多價金屬水合氧化物；鈦硅酸鈉等鈦硅酸鹽。這些材料大多形狀不規則或顆粒太細，機械強度較差，不適于固定床操作，限制了其大規模工程應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種對放射性廢水中銫有較強選擇性的吸附濾芯及其制備方法，該銫選擇性吸附濾芯克服了目前一些銫選擇性無機離子交換劑不適于固定床操作的缺點，并且在保留商用濾芯過濾能力的基礎上，增加了濾芯對銫離子的吸附性能。

本發明的目的是通過如下技術措施實現的。

本發明提供一種銫選擇性吸附濾芯，該銫選擇性吸附濾芯由粘結劑將對銫具有高選擇性的無機離子交換劑粘結于商用濾芯表面得到。

其中，對銫具有高選擇性的無機離子交換劑可為下列中任意一種或幾種的混合物：亞鐵氰化鉀鈷、亞鐵氰化鉀鎳、亞鐵氰化鉀鈦、亞鐵氰化鉀銅、亞鐵氰化鉀鎘等過渡金屬的亞鐵氰化物；沸石、蛭石、粘土、蒙脫土等硅鋁酸鹽，磷鉬酸銨、磷鎢酸銨、焦磷鉬酸鋯、焦磷鎢酸鈦等雜多酸鹽；磷酸鈦、磷酸鋯等不溶性多價金屬酸性鹽；水合氧化鈦、水合氧化錳、水合氧化錫等不溶性多價金屬水合氧化物；鈦硅酸鈉等鈦硅酸鹽。

其中，粘結劑為聚丙烯腈或羧甲基纖維素鈉等；商用濾芯為聚丙烯濾芯、聚偏氟乙烯濾芯、或活性炭濾芯等。

本發明還提供了一種上述的銫選擇性吸附濾芯的制備方法，該方法包括以下步驟：

(1)將粘結劑溶解在溶劑中，配制成粘結劑含量（質量）為2~20%的溶液；

(2)將無機離子交換劑粉末添加到步驟(1)得到的溶液中，添加量為粘結劑干重的1~9倍，之后在40~60?C下充分攪拌2~3h，使漿液混合均勻；