[發(fā)明專利]鍶及銫特異性離子交換介質(zhì)

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910185953.2
• 申請日: 2014-01-07
• 公開（公告）號: CN109908858A
• 公開（公告）日: 2019-06-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·馬格里奧;D·杜洛舍爾
• 申請（專利權(quán)）人: 巴斯夫公司
• 主分類號: B01J20/10
• 分類號: B01J20/10;B01J20/28;B01J39/14;G21F9/10;G21F9/12;C02F1/28;C02F101/00;C02F103/06;C02F103/08
• 代理公司: 北京市中咨律師事務(wù)所 11247
• 代理人: 李穎;林柏楠

本發(fā)明涉及一種方法，其包括：使水流與非晶形硅酸鈦接觸，所述水流含有鍶陽離子和至少一種選自鈉陽離子、鉀陽離子、鈣陽離子、鎂陽離子的陽離子，所述非晶形硅酸鈦通過在攪拌下使可溶性鈦鹽溶液與硅酸鈉溶液及堿接觸制得，使非晶形硅酸鈦形成為沉淀凝膠，并且成型為不具有結(jié)晶特征的粉末或顆粒；通過所述非晶形硅酸鈦上的鈉離子與水流中的鍶陽離子離子交換從所述水流中選擇性地去除部分鍶陽離子。

本申請是申請?zhí)枮?01480004252.X的發(fā)明專利申請的分案申請，原申請的申請日為2014年1月7日，發(fā)明名稱為“鍶及銫特異性離子交換介質(zhì)”。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種能夠從水(包括海水)中去除放射性核素的新型離子交換介質(zhì)。

發(fā)明背景

有機(jī)和無機(jī)離子交換劑(包括結(jié)晶分子篩沸石)用于從水溶液中去除某些金屬的用途在本領(lǐng)域是眾所周知古老的，并且專利和技術(shù)文獻(xiàn)含有此類技術(shù)的多個實(shí)例。雖然分子篩對于去除某些陽離子通常是有效的，但是，當(dāng)在水溶液中存在競爭陽離子時，分子篩一般將發(fā)揮作用到期望被有效去除的金屬占用所述沸石中的一部分離子位點(diǎn)的程度。此后，必須丟棄或再生沸石。

以上類型的操作的一個非常實(shí)用的用途是在家庭用水軟化工業(yè)中，其中使有機(jī)或無機(jī)類型的離子交換劑與水接觸，直到本來存在于大部分礦物質(zhì)水中的鈣離子和鎂離子替代最初與離子交換劑締合的離子，通常指鈉。此時，必須再生離子交換劑，并且這通常通過反洗或反沖，或以其它方式使離子交換劑與不同于從水中去除的陽離子的陽離子溶液(即，通常為氯化鈉形式的鈉)接觸而完成。鈉交換用過的離子交換劑中的鈣/鎂并準(zhǔn)備重新開始循環(huán)。

在評價適合離子交換劑的性質(zhì)時，非常明顯的是，其作用以去除不需要的一種金屬或多種金屬的環(huán)境是極為重要的，并且其對競爭離子的敏感性在獲得實(shí)用交換劑中是至關(guān)重要的，而不僅僅是科學(xué)好奇心。

因此，例如，在受污染的水溶液中存在重金屬的工業(yè)生產(chǎn)過程中，因?yàn)樗衅渌x子(特別是鈣和鎂)所以此類重金屬一般不會單獨(dú)存在。因此對于實(shí)際用于接觸含有重金屬的工業(yè)廢水的離子交換劑而言，相對于競爭其離子交換位點(diǎn)的鎂或鈣，離子交換劑對重金屬有足夠選擇性是必要的。

U.S.5,053,139公開了某些非晶形硅酸鈦及硅酸錫凝膠在包括競爭離子例如鈣和鎂存在的測試條件下，對重金屬種類例如鉛、鎘、鋅、鉻及汞展示出比現(xiàn)有技術(shù)的吸收劑或離子交換劑高一個數(shù)量級的顯著吸收速率。非凡的鉛選擇性、容量和吸收速率的組合使此類物質(zhì)利用最短的接觸時間從水流中脫去鉛，允許直接最終用于過濾器中進(jìn)行水的凈化，柜臺下或水龍頭下，或全戶裝置。雖然本專利教導(dǎo)了一種利用非晶形硅酸鈦或硅酸錫從含有競爭離子例如鈣和/或鎂的水溶液中去除重金屬的方法，但是沒有提供關(guān)于從含有競爭離子的水流中選擇性去除I族或II族離子，例如銫或鍶的信息。

在整個核工業(yè)中，存在許多含有放射性離子例如鍶和銫的水流，在處理液體前必須去除這些放射性離子。離子交換為一種去除此類離子的理想方法。然而，這些水流通常含有非放射性競爭陽離子，這使大多數(shù)離子交換物質(zhì)因?yàn)橛邢薜倪x擇性而無效。存在含有多種含量的不同競爭離子的多種不同水流。例如，已知日本福島有大量含有放射性鍶和銫的水，因2011年海嘯并發(fā)大量海水污染。去除這種競爭離子環(huán)境中的放射性核素受到了挑戰(zhàn)。