[其他]用二氧化碳再生放射性離子交換樹脂的方法

無效

• 申請號: 85100138
• 申請日: 1985-04-01
• 公開（公告）號: CN85100138B
• 公開（公告）日: 1988-08-17
• 發明（設計）人: 云桂春;龔聞禮
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: B01J49/00
• 分類號: B01J49/00
• 代理公司: 清華大學專利事務所
• 代理人: 張志東,姚桂芬

本發明屬于放射性離子交換樹脂的再生技術。

通常對吸附飽和后的放射性離子交換樹脂采用兩種處理方法：一種是用酸、堿再生方法。例如“離子交換技術”關于放射性離子交換樹脂的再生，用此法再生需消耗大量的酸、堿，不僅二次廢液量大，而且再生廢液的含鹽量高，給后續的固化工藝帶來很大的困難。另一種方法是直接將被放射性元素飽和后的離子交換樹脂連同交換柱一起作為固體廢物進行處置，此處理方法雖無廢液產生，但操作麻煩，經濟上很浪費。

本發明的目的是利用氣態介質二氧化碳再生樹脂，可極大地降低再生劑耗量和對環境的二次污染，也可減少放射性廢物處理和處置的負荷。

本發明的另一目的是大大地減少運行費用。再生只消耗價廉的二氧化碳氣和少量的無離子水，運行費僅為酸堿再生的十幾分之一。

本發明的第三個目的是適合于放射性操作自動化和遙控。

離子交換樹脂的交換過程一般系可逆過程。基于不同類型樹脂的解離行為不同，用對健康和環境無害的二氧化碳作再生劑，使用離子交換法從放射性水中除鹽的新工藝，例如“以二氧化碳作為再生劑，用離子交換法從水中部分除鹽”。（PartialDemineralizationofWaterbyIonexchangeUSingCarbonDioxideasRegenerantbyWolfgangH.HoellandWolfgangFeuerstein）

對于弱酸和強堿樹脂可依據下列交換原理進行再生：

反應向右進行為除鹽過程，相反，反應向左進行為再生過程。

本發明的除鹽和再生化學反應式為：

R_c=（Coo^-）₃ P_m³⁺+3H₂O+3CO₂

再生/除鹽/（COOH）₃+P_m(HCO₃)₃

弱酸性樹脂的官能團（-COOH）其PK值（K為解離常數）介于4～6之間，只有當溶液的PH值高于官能團的PK值時，這種樹脂才能明顯地解離，因此只適用于與弱酸溶液中的陽離子進行交換。二氧化碳的分壓是交換過程的推動力。

圖1為二氧化碳再生放射性離子交換樹脂的流程：由泵4將缸5的無離子水打入交換柱3中。二氧化碳氣從鋼瓶1流入流量計2，再進入交換柱3的底部并在柱內進行鼓泡，二氧化碳氣經交換柱上部的閥7排出。廢液經閥8排入缸5。

再生效果是十分明顯的，產生的廢液量少，操作簡單方便，樹脂再生后的交換容量能達到初始值。

應用范圍：再生核電站及其他反應堆的活化產物所飽和的離子交換樹脂。再生壓水堆含硼的放射性離子交換樹脂。

實施例

于φ25×800的有機玻璃交換柱中，裝入50毫升的501^#螯合樹脂（結構式為：，用P_m¹⁴⁷原液流過樹脂，使其飽和，此時測得樹脂的交換容量為2.7毫克當量/克干樹脂，按圖1接好再生裝置，先用泵4將缸5的無離子水打入交換柱3中，循環1小時。將二氧化碳氣通入交換柱3中，其分壓為1公斤/厘米²，流量為400毫升/分，通氣時間為24小時。為了維持足夠的再生效果，交換柱中的無離子水更新過三次（8小時、16小時、20小時各一次），排出廢液的PH值為6.5，排出總廢液量為1.4公斤，再生后測得樹脂的交換容量為4.7毫克當量/克干樹脂（初始交換容量亦為4.7毫克當量/克干樹脂）。將再生后501^#螯合樹脂再凈化P_m¹⁴⁷原水（比放為735×10^-6居里/升），交換柱出口的比放為7.07×10^-7居里/升，與樹脂再生前的凈化效率和去污因數相同。