一種含鈾廢水中鈾的回收方法技術

本發明專利技術提供了一種含鈾廢水中鈾的回收方法，該方法通過對廢水除氨與高分子有機物的前處理、層析柱吸附鈾、酸溶液淋洗以及沉淀等步驟實現了廢水中鈾的回收富集，該方法回收效率高、成本低、不產生二次廢液，整個工藝流程緊湊，適用于多種含鈾廢液的處理，具有很高的應用價值。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種廢水處理方法，具體地說，涉及。
技術介紹
高溫氣冷堆核燃料元件陶瓷UO2核芯顆粒生產采用溶膠-凝膠法，所用膠凝介質主要為氨水，工藝過程包括溶解、制膠、分散、陳化、洗滌、干燥等步驟。首先，以分析純的硝酸加熱溶解U3O8固體粉末制備硝酸鈾酰水溶液，與多種添加劑按一定配方和工序配制成含一定鈾濃度的膠體，其中添加劑包括兼具絡合劑和緩沖劑作用的尿素、粘接劑聚乙烯醇、交聯劑四氫糠醇等有機物；然后，膠液經壓力式振動噴嘴分散成均勻膠滴，滴液經氨氣區后進入氨水柱中逐漸固化成凝膠球；所得凝膠球在氨水中陳化，再用稀氨水洗滌凝膠球，以除去其中硝酸銨；最后，通過真空干燥去除其中的水分得到干燥凝膠球。因此，在生產過程中會產生大量的含氨、鈾、有機物、硝酸鹽等物質的低放射性廢水，其中氨、有機物和硝酸鹽濃度為常量級別(g/L)，而鈾濃度為微量級別(mg/L)。廢水處理的目的是回收其中有用物質，最終廢水達到排放標準。該廢水中的鈾作為稀缺放射性元素，更需要進行回收。本廢水經過前期處理后，后期廢水中主要成分為高濃度硝酸鹽和微量鈾酰離子。針對廢水中微量鈾的回收方法，主要有離子交換樹脂法和膜分離法等。離子交換樹脂法是通過離子交換樹脂上可與廢水中鈾相互交換的基團，將鈾吸附在交換樹脂上。用離子交換法處理鈾濃度低、含鹽量少、濁度小的放射性廢水往往能夠得到很高的凈化效率。離子交換樹脂法的突出特點在于凈化效率高，相關理論和設備經驗都已經相當成熟，但是缺點在于不能處理高含鹽量廢水，因為水中的競爭性離子會導致鈾去除效率的明顯下降。膜分離法是借助具有選擇透過性的薄膜，以壓力差、溫度差、電位差等為動力，對液體混合物施行分離的方法。目前國內外在放射性廢水處理中采用的膜技術主要有微濾、超濾、反滲透、納濾和電滲析等方法。然而，若廢水體系中還含有其它大量污染物，如有機物或大量無機鹽，將會大大降低膜通量及處理效率。在`常見回收微量鈾的方法中，高濃度硝酸根是鈾回收處理的嚴重干擾因素，目前尚缺乏一個有效的對含高濃度硝酸根廢水中微量鈾的富集工藝方法。硅膠作為鈾吸附劑材料具有化學穩定性好、耐腐蝕性強、良好的吸附和洗脫性能等優點，但硅膠對高濃度硝酸根廢水中微量鈾吸附方法尚未見報道。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種廢水處理方法，具體的說，是提供，尤其是針對含高濃度硝酸根的微量鈾廢液。為了實現本專利技術目的，本專利技術提供了，該方法包括如下步驟:(I)調節廢水 pH 值至 6.0-9.0 ；(2)將調節pH值后的廢水進行柱層析分離吸附，檢測層析柱流出液中的鈾濃度，直至流出液中鈾濃度高于0.05mg/L。(3)用酸溶液對層析柱進行淋洗，檢測流出的淋洗液中的鈾濃度，當流出的淋洗液中鈾濃度在lg/L以上時，為淋洗合格液；當鈾濃度小于lg/L、大于0.05mg/L時，為淋洗貧液，將該淋洗貧液重復進行步驟(2)中的柱層析分離操作；當鈾濃度在0.05mg/L以下時，水洗層析柱至PH為中性，層析柱重復循環使用；(4)將上一步的淋洗合格液混合，調節pH值至11以上，靜置，沉淀，分離，獲得固體含袖粗品。其中本專利技術所用的含鈾廢水原液可以是已經除去了氨、固態雜質和高分子有機物的含鈾廢水。其中上述步驟(4)中分離得到的液體重復進行步驟(2)中的柱層析分離操作。其中，步驟(I)中或步驟(4)中使用濃度大于10mol/L的氨水、或者使用NaOH或KOH的溶液或固體調節溶液的pH值。更優的，所述步驟(I)中使用4-10mol/L的NaOH溶液,或者所述步驟(4)中使用3-5mol/L的NaOH溶液，調節對應溶液的pH值。其中步驟(4)中可以使用3_5mol/L的NaOH溶液，調節溶液的pH值至11以上，可以使體系中90%以上的鈾沉淀下來。更優的，步驟(I)中調節廢液pH值至7.5-8.5。上述層析柱的填料為活性炭、硅膠、鈦系吸附劑或鐵系吸附劑。更優的，上述吸附劑的粒度為20-200目，比表面積為100_600m2/g。更優的，上 述吸附劑的粒度為100-200目，比表面積為500_600m2/g。當使用硅膠填料時，廢水中鈾被選擇性吸附，吸附容量達20_30mg鈾/g硅膠，吸附后廢水中含鈾量降低至0.05mg/L以下，低于排放標準。上述步驟(3)中酸溶液可以為硝酸、鹽酸、醋酸或磷酸等溶液。更優的，上述硝酸溶液濃度為0.5-2mol/L。更優的，上述硝酸溶液濃度為0.5-lmol/L。步驟(4)中使用常規的固液分離方法可以為離心或過濾等手段，通過離心分離時，轉速可控制在1500-4000轉/分鐘，進一步的，可控制在3000-4000轉/分鐘，離心分離后的廢水中鈾濃度低于lOppm，可以循環至步驟(2)中的柱層析分離操作。本專利技術的方法通過適當的前處理、吸附、解吸和化學沉淀過程完成對鈾的回收，具有以下優點:(I)淋洗貧液和沉淀上清液可以進行循環層析柱分離吸附，層析柱填料可以進行循環使用，降低了成本，不產生二次廢液；(2)整個處理方法工藝流程緊湊，效率高；(3)本專利技術方法同時適用于化工中含鈾及錒系元素溶液中放射性元素的分離、提取和回收；還適用于廢水中硝酸根濃度是鈾濃度100倍以上時的鈾回收；特別適用于球形燃料元件制造過程中產生的工藝廢水后期處理中微量鈾的回收；還適用于不含其他酸根離子低濃度鈾溶液中鈾的富集回收。本專利技術方法應用范圍廣泛，在環保領域具有很高的應用潛力；(4)當使用硅膠填料回收鈾時，能夠有效克服廢水中高濃度硝酸根對鈾吸附的干擾；(5)當使用硝酸溶液淋洗層析柱時，可以提高鈾濃度，獲得更高的鈾回收率。附圖說明圖1為本專利技術的含鈾廢水中鈾的回收方法的工藝流程圖。具體實施例方式本專利技術選取球形燃料元件制造過程中產生的工藝廢水經過前期處理后所獲得的后期廢水作為廢水處理的對象，其中后期廢水的主要成分如表I所示。表I球形燃料元件制造工藝廢水后期廢水主要成分權利要求1.，該方法包括如下步驟: (1)調節廢水pH值至6.0-9.0 ； (2)將調節pH值后的廢水進行柱層析分離吸附，檢測層析柱流出液中的鈾濃度，直至流出液中鈾濃度高于0.05mg/L。(3)用酸溶液對層析柱進行淋洗，檢測流出的淋洗液中的鈾濃度，當流出的淋洗液中鈾濃度在lg/L以上時，為淋洗合格液；當鈾濃度小于lg/L、大于0.05mg/L時，為淋洗貧液，將該淋洗貧液重復進行步驟(2)中的柱層析分離操作；當鈾濃度在0.05mg/L以下時，水洗層析柱至PH為中性，層析柱重復循環使用； (4)將上一步的淋洗合格液混合，調節pH值至11以上，靜置，沉淀，分離，獲得固體含鈾粗品。2.如權利要求1所述的回收方法，其特征在于，步驟(4)中固液分離得到的液體重復進行步驟(2)中的柱層析分離操作。3.根據權利要求1所述的回收方法，其特征在于，步驟(I)中或步驟(4)中使用濃度大于lOmol/L的氨水，或者使用NaOH或KOH的溶液或固體調節溶液的pH值。4.根據權利要求3所述的回收方法，其特征在于，所述步驟(I)中使用4-lOmol/L的NaOH溶液，或者所述步驟(4)中使用3-5mol/L的NaOH溶液，調節對應溶液的pH值。5.根據權利要求1-4任意一項所述的回收方法，其特征在于，步驟(I)中調節廢液pH值至 7.5-8.5。6.根據權利要求1-4任意一項本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種含鈾廢水中鈾的回收方法，該方法包括如下步驟：（1）調節廢水pH值至6.0?9.0；（2）將調節pH值后的廢水進行柱層析分離吸附，檢測層析柱流出液中的鈾濃度，直至流出液中鈾濃度高于0.05mg/L。（3）用酸溶液對層析柱進行淋洗，檢測流出的淋洗液中的鈾濃度，當流出的淋洗液中鈾濃度在1g/L以上時，為淋洗合格液；當鈾濃度小于1g/L、大于0.05mg/L時，為淋洗貧液，將該淋洗貧液重復進行步驟（2）中的柱層析分離操作；當鈾濃度在0.05mg/L以下時，水洗層析柱至pH為中性，層析柱重復循環使用；（4）將上一步的淋洗合格液混合，調節pH值至11以上，靜置，沉淀，分離，獲得固體含鈾粗品。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：陳曉彤，王陽，權英，盧振明，劉兵，唐亞平，
申請(專利權)人：清華大學，
類型：發明
國別省市：