處理放射性汙染廢水的顆粒吸附劑及其製備方法與流程
2023-09-16 11:51:20 1
本發明屬於放射性核素汙染廢水處理技術領域,特別涉及處理放射性汙染廢水的顆粒吸附劑及其製備方法。
背景技術:
放射性廢水是指核電廠、核燃料前處理和乏燃料後處理以及放射性同位素應用過程中排出的各種廢水,在核工業生產的各個環節及核事故中,均會產生一定量的放射性廢水。如果這些放射性廢水不能及時有效處理,通過環境進入生物體內,導致各種嚴重疾病的發生,會對人類產生很大危害。開展放射性廢水處理新技術及其機理研究,對放射性廢物減量化、防止放射性汙染、保障我國的核生態環境安全、促進我國核事業的健康發展,具有重要的社會意義、經濟意義和環境意義。常用放射性廢水處理技術主要包括化學沉澱法、離子交換法、吸附法、蒸發濃縮、膜分離技術、生物處理法等。吸附法因其高效、簡便、分離成本低等優點,在放射性廢水處理領域研究較多。但是,新型處理放射性汙染廢水的顆粒吸附劑的研究還需要進一步加強,目前還缺少處理放射性汙染廢水的顆粒吸附劑製備方法方面的研究。
技術實現要素:
本發明的目的是提供處理放射性汙染廢水的顆粒吸附劑及其製備方法。其具體步驟如下:
(1)將55g鈣基蒙脫石加入到250mL摩爾濃度為1.4mol/L的NH4Cl溶液中,在溫度為30℃的搖床中搖動8小時,加入15mL質量濃度為18%的氨水和1.55g二甲基乙醇胺,在1000r/min條件下攪拌4h後離心分離去除上層上清液,將下層固體物質在60℃條件下乾燥24h,得到物質A;
(2)將8.62g幾丁膠加入到400mL質量百分比濃度為8%的醋酸溶液中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,搖勻後分成等量2份,得到混合液K1、混合液K2;
(3)將7.63克巰基-β-環糊精和50mL二甲基亞碸加入到150mL乙醇中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,搖勻後分成等量2份,得到混合液L1、混合液L2;
(4)將混合液K1和8毫升1-(2-甲氧苯氧基)-2,3-環氧丙烷加入到混合液L1中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液M1;
(5)將物質A加入到混合液M1中,在溫度為35℃的搖床中搖動45分鐘,過濾除去液體得到物質B,將物質B在105℃的乾燥箱中放置45分鐘,然後置於馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘,得到物質C;
(6)將混合液K2和9毫升3-苯氧基-1,2-環氧丙烷加入到混合液L2中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液M2;
(7)將物質C加入到混合液M2中,在溫度為35℃的搖床中搖動45分鐘,過濾除去液體得到物質D,物質D在105℃的乾燥箱中放置45分鐘,然後置於馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘,得到物質E;
(8)將6.2克PbCl2和4.1克ZnCl2加入到100mL去離子水中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液N;
(9)將100mL摩爾濃度為0.35mol/L的Cu(NO3)2溶液和50mL摩爾濃度為0.78mol/L的Ni(NO3)2溶液加入到混合液N中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液O;
(10)將物質E加入到混合液O中,在溫度為35℃的搖床中搖動45分鐘,過濾除去液體得到物質F,物質F經250mL質量百分比濃度為98%的乙醇洗滌後在105℃的乾燥箱中放置90分鐘,然後置於馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘,得到物質G;
(11)將8.4克甲基苯基二氯矽烷和6.8克二甲基乙醇胺加入到200mL無水乙醇中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液P;
(12)將25mL丙烯酸在1000r/min攪拌條件下加入到混合液P中,然後加入4.38克過硫酸鉀,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液Q;
(13)將4.69克異丁基三甲氧基矽烷和8.7克三甲基矽咪唑加入到混合液Q中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液R;
(14)將物質G加入到混合液R中,在溫度為35℃的搖床中搖動45分鐘,過濾除去液體得到物質H,物質H經250mL質量百分比濃度為98%的乙醇洗滌後在105℃的乾燥箱中放置90分鐘,然後置於馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘,得到的物質即為處理放射性汙染廢水的顆粒吸附劑。
本發明的有益效果是,製備顆粒吸附劑的工藝過程簡單,將製備出的顆粒吸附劑用於放射性汙染廢水治理時成本低、處理效果好。
具體實施方式
本發明提供一種處理放射性汙染廢水的顆粒吸附劑,下面通過一個實例來說明其實施過程。
顆粒吸附劑由如下過程製備:
(1)將55g鈣基蒙脫石加入到250mL摩爾濃度為1.4mol/L的NH4Cl溶液中,在溫度為30℃的搖床中搖動8小時,加入15mL質量濃度為18%的氨水和1.55g二甲基乙醇胺,在1000r/min條件下攪拌4h後離心分離去除上層上清液,將下層固體物質在60℃條件下乾燥24h,得到物質A;
(2)將8.62g幾丁膠加入到400mL質量百分比濃度為8%的醋酸溶液中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,搖勻後分成等量2份,得到混合液K1、混合液K2;
(3)將7.63克巰基-β-環糊精和50mL二甲基亞碸加入到150mL乙醇中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,搖勻後分成等量2份,得到混合液L1、混合液L2;
(4)將混合液K1和8毫升1-(2-甲氧苯氧基)-2,3-環氧丙烷加入到混合液L1中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液M1;
(5)將物質A加入到混合液M1中,在溫度為35℃的搖床中搖動45分鐘,過濾除去液體得到物質B,將物質B在105℃的乾燥箱中放置45分鐘,然後置於馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘,得到物質C;
(6)將混合液K2和9毫升3-苯氧基-1,2-環氧丙烷加入到混合液L2中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液M2;
(7)將物質C加入到混合液M2中,在溫度為35℃的搖床中搖動45分鐘,過濾除去液體得到物質D,物質D在105℃的乾燥箱中放置45分鐘,然後置於馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘,得到物質E;
(8)將6.2克PbCl2和4.1克ZnCl2加入到100mL去離子水中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液N;
(9)將100mL摩爾濃度為0.35mol/L的Cu(NO3)2溶液和50mL摩爾濃度為0.78mol/L的Ni(NO3)2溶液加入到混合液N中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液O;
(10)將物質E加入到混合液O中,在溫度為35℃的搖床中搖動45分鐘,過濾除去液體得到物質F,物質F經250mL質量百分比濃度為98%的乙醇洗滌後在105℃的乾燥箱中放置90分鐘,然後置於馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘,得到物質G;
(11)將8.4克甲基苯基二氯矽烷和6.8克二甲基乙醇胺加入到200mL無水乙醇中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液P;
(12)將25mL丙烯酸在1000r/min攪拌條件下加入到混合液P中,然後加入4.38克過硫酸鉀,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液Q;
(13)將4.69克異丁基三甲氧基矽烷和8.7克三甲基矽咪唑加入到混合液Q中,在1000r/min條件下攪拌15分鐘,得到混合液R;
(14)將物質G加入到混合液R中,在溫度為35℃的搖床中搖動45分鐘,過濾除去液體得到物質H,物質H經250mL質量百分比濃度為98%的乙醇洗滌後在105℃的乾燥箱中放置90分鐘,然後置於馬弗爐中在520℃條件下焙燒90分鐘,得到的物質即為處理放射性汙染廢水的顆粒吸附劑。
運用本發明得到的顆粒吸附劑對放射性汙染廢水進行了處理試驗,結果表明當汙染廢水中的銫初始濃度為421mg/L時,處理後出水中的銫能降低到12mg/L。