[發(fā)明專利]一種钚污染土壤化學(xué)淋洗劑及钚污染土壤去污處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011535357.1
• 申請日: 2020-12-23
• 公開（公告）號: CN112852435B
• 公開（公告）日: 2021-11-05
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 沈忠;徐輝;馬特奇;張春;占佳;梁威;張林
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍63653部隊
• 主分類號: C09K17/40
• 分類號: C09K17/40;B09C1/08
• 代理公司: 北京東方盛凡知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11562
• 代理人: 王穎

本發(fā)明公開了一種钚污染土壤化學(xué)淋洗劑及钚污染土壤去污處理方法。钚污染土壤化學(xué)淋洗劑主要成分為1?丁基?3甲基咪唑硫酸氫鹽([Bmim]HSO₄)、雙氧水和水，通過[Bmim]HSO₄在水溶液中電離出H⁺，提供酸性淋洗環(huán)境，借助雙氧水的氧化還原作用，破壞土壤中有機物等還原性物質(zhì)，促進有機結(jié)合態(tài)钚的提取。钚污染土壤去污處理方法為：將钚污染土壤剔除2cm以上的石塊和雜物后粉碎，再用钚污染土壤化學(xué)淋洗劑淋洗，淋洗后漂洗，固液分離后完成钚污染土壤的去污處理。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及放射性污染土壤去污/修復(fù)技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種钚污染土壤化學(xué)淋洗劑及钚污染土壤去污處理方法。

背景技術(shù)

钚是難以清除的土壤放射性污染元素之一，在土壤中以離散、混合、吸附、沉積、凝聚、熔結(jié)等多種形態(tài)存在。钚同位素不僅有極高的毒性，而且有很長的半衰期(如钚-239，T_1/2＝2.41×10⁴a；钚-240，T_1/2＝6560a；钚-242，T_1/2＝3.87×10⁶a)，進入土壤后與其組分發(fā)生吸附、離子交換、絡(luò)合、氧化-還原等復(fù)雜反應(yīng)且結(jié)合緊密，給生態(tài)環(huán)境和人類健康帶來威脅。

污染土壤中钚的清污是一項長期而艱巨的工作，除將钚從土壤中分離外還需將其轉(zhuǎn)化為適宜進一步處理或處置的形式，進行永久的生態(tài)隔離。化學(xué)淋洗是可選的含钚污染土壤去污方法之一，相比物理、生物等處理方法，該技術(shù)快速、高效且徹底，特別適于核事故應(yīng)急處置中放射性污染的快速修復(fù)，以及放射性污染嚴重、小面積輕質(zhì)土壤的減容整備處理。

化學(xué)淋洗去污主要是借助各類淋洗劑的作用，一方面破除土壤組分對钚的物理或化學(xué)吸附，使钚污染物從土壤固相向淋洗液相轉(zhuǎn)移，實現(xiàn)土壤中钚的去污分離；另一方面改變污染土壤的性質(zhì)實現(xiàn)其穩(wěn)定化，降低钚污染物遷移擴散的可能性，使含钚廢物更適宜進行整備固化、長期貯存和處置。可見，淋洗劑的選擇是影響該技術(shù)應(yīng)用的限制性因素之一。

前期針對钚污染土壤化學(xué)淋洗去污開展了一些研究工作，涉及的淋洗劑主要有無機酸、有機酸、絡(luò)合劑和氧化-還原劑等，并且研究發(fā)現(xiàn)，無機酸(如鹽酸、硫酸、硝酸等)和有機酸(檸檬酸、乙醇酸等)單獨使用就能實現(xiàn)土壤中钚高效去污，絡(luò)合劑(檸檬酸鈉、乙二胺四乙酸二鈉等)和氧化-還原劑(雙氧水、高錳酸鉀等)通過與無機酸復(fù)配使用，也能獲得較高的钚去污效率。這些試劑在使用中各有優(yōu)缺點，比如無機酸具有對钚溶解能力強、反應(yīng)速度快、價格低廉等優(yōu)點，不僅能夠溶解單質(zhì)钚及其氧化物，還能與土壤中鈣和鎂碳酸鹽、磷酸鹽、硫化物、鐵氧化物等雜質(zhì)成分發(fā)生反應(yīng)，甚至可以溶解礦物使得殘渣態(tài)钚釋出，因此具有很大的實際應(yīng)用價值和潛力。但過程中也發(fā)現(xiàn)，無機酸雖然對钚的去污效率較高，但在淋出钚的同時會導(dǎo)致土壤基體礦物組分大量溶出，增加后續(xù)淋洗廢液處理難度以及需要進一步處理或處置的重污染廢物的量，不利于污染物減容。因此，需要針對已有的試劑問題，持續(xù)推進淋洗劑的開發(fā)與研究。

離子液體是一種新型的綠色溶劑，是完全由特定的陰、陽離子構(gòu)成的在室溫下或近室溫下呈液態(tài)的熔鹽體系，具有很多傳統(tǒng)溶劑和電解質(zhì)不能比擬的突出優(yōu)點，如無毒、無可燃性、無顯著蒸氣壓、高的熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性、優(yōu)良的溶解性能、優(yōu)異的電化學(xué)特性、易回收及可設(shè)計等，這些優(yōu)點令離子液體在萃取分離、礦物浮選、分析化學(xué)等領(lǐng)域展現(xiàn)出了廣闊的應(yīng)用前景。但目前將離子液體直接用于土壤中钚的去污分離尚未見報道。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于解決傳統(tǒng)無機酸淋洗去污導(dǎo)致污染土壤質(zhì)量損失大、淋洗廢液中共存陽離子含量高、廢液處理后二次廢物量多等問題，提供一種钚污染土壤化學(xué)淋洗劑及钚污染土壤去污處理方法，在實現(xiàn)污土中钚高效分離的同時，減少土壤基體礦物組分的溶出。

本發(fā)明通過以下技術(shù)方案實現(xiàn)上述技術(shù)目的。

本發(fā)明技術(shù)方案之一，提供一種钚污染土壤化學(xué)淋洗劑，由以下按質(zhì)量百分數(shù)計的原料組成：