[發明專利]一種光催化還原固定-電氧化富集-沉淀分離回收水中鈾的工藝

有效

• 申請號: 202111474739.2
• 申請日: 2021-12-06
• 公開（公告）號: CN114134349B
• 公開（公告）日: 2023-03-28
• 發明（設計）人: 王宇恒;秦澤敏;葉訚;梁艷茹;帥文娟;李記民
• 申請（專利權）人: 西北工業大學
• 主分類號: C22B60/02
• 分類號: C22B60/02;C25B1/01;C25B9/19;C25B9/50
• 代理公司: 北京盛詢知識產權代理有限公司 11901
• 代理人: 袁善民

1.一種光催化還原固定-電氧化富集-沉淀分離回收水中鈾的工藝，其特征在于，包括以下步驟：

（1）光催化還原固定鈾：將固定型光催化劑置于光催化反應器中，將含鈾廢液置于所述光催化反應器中，進行鈾的光催化還原固定，得到沉積鈾的固定型光催化劑；

（2）電氧化富集鈾：將所述沉積鈾的固定型光催化劑移至雙室反應器陽極室中，雙室反應器陰極采用惰性電極，陰陽極室之間由質子膜分隔，陰極接入直流電源負極，陽極接入直流電源正極，在直流電的作用下，光催化劑表面沉積的鈾發生電氧化脫附，進入陽極室中；

（3）沉淀分離鈾：陽極室中鈾溶液進入沉淀池中，在沉淀池中通入氨氣，鈾與氨氣生成重鈾酸銨沉淀，靜置分離，重鈾酸銨沉淀從底部沉淀排出管排出回收；

所述固定型光催化劑為二氧化鈦納米管陣列或二氧化鈦薄膜；

二氧化鈦納米陣列的制備方法如下：以鈦片為陽極，惰性材料為陰極，進行電化學氧化，最佳氧化電壓為15-20V，得到表面負載二氧化鈦氧化層的鈦片；將表面負載二氧化鈦氧化層的鈦片進行退火處理，最佳退火溫度為600-750℃，然后在去離子水中超聲清洗、干燥，即得二氧化鈦納米陣列。

2.根據權利要求1所述光催化還原固定-電氧化富集-沉淀分離回收水中鈾的工藝，其特征在于，所述光催化還原固定鈾階段采用的設備包括：光催化反應器（2）、光源（3）、壓力表（4）、閥門（5）、水泵（6）和鈾廢液池（7）；

所述光催化反應器（2）中設置有所述固定型光催化劑（1）；

所述光催化反應器（2）通過管道與所述鈾廢液池（7）連接，并通過所述水泵（6）泵送料液；所述壓力表（4）和閥門（5）設置在所述光催化反應器（2）與所述水泵（6）連接的管道上。

3.根據權利要求1所述光催化還原固定-電氧化富集-沉淀分離回收水中鈾的工藝，其特征在于，所述電氧化富集鈾階段的設備包括：雙室反應器、PLC控制模塊和直流電源（11）；

所述PLC控制模塊用于控制直流電源（11）；

所述雙室反應器包括雙室反應器陽極室（8）、雙室反應器陰極室（9）和質子膜（10），所述雙室反應器陽極室（8）與雙室反應器陰極室（9）內部通過質子膜（10）連接，所述雙室反應器陽極室（8）與雙室反應器陰極室（9）分別與直流電源（11）電連接。

4.根據權利要求3所述光催化還原固定-電氧化富集-沉淀分離回收水中鈾的工藝，其特征在于，所述雙室反應器陽極室（8）的陽極固定有所述固定型光催化劑（1）。

5.根據權利要求1所述光催化還原固定-電氧化富集-沉淀分離回收水中鈾的工藝，其特征在于，所述沉淀分離鈾階段包括以下設備：沉淀池（13）和氨氣供應系統；

所述沉淀池（13）通過管道與所述雙室反應器陽極室（8）連接。

6.根據權利要求5所述光催化還原固定-電氧化富集-沉淀分離回收水中鈾的工藝，其特征在于，所述氨氣供應系統包括氨氣管道（17）和氨氣瓶（18）；

所述沉淀池（13）與所述氨氣瓶（18）通過氨氣管道（17）相連。

7.根據權利要求6所述光催化還原固定-電氧化富集-沉淀分離回收水中鈾的工藝，其特征在于，所述沉淀池（13）內部設置有布水器（14），底部有沉淀排出管（16），側面頂部開設有溢流槽（15）。

8.根據權利要求3所述光催化還原固定-電氧化富集-沉淀分離回收水中鈾的工藝，其特征在于，所述雙室反應器陰極室（9）的電極為惰性電極。