CN102774924A - 一种使用亚铁氰化钛钾球型颗粒去除放射性铯137的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于放射性元素处理方法技术领域，特别涉及一种使用亚铁氰化钛钾球型颗粒去除放射性铯137的方法。该方法通过向含铯137的海水样品中加入亚铁氰化钛钾球型颗粒，然后将含铯137的海水样品置入恒温振荡器中，经过一段时间去除放射性铯137。本发明中亚铁氰化钛钾球型颗粒对铯的吸附容量大，不易解析，吸附颗粒易于回收；并且吸附铯后的颗粒物可转型成氧化物便于暂存，实验条件温和。本发明提供的亚铁氰化钛钾球型颗粒对铯的饱和吸附容量为0.9mmolCs/克干复合颗粒~1.3mmolCs/克干复合颗粒，在放射性剂量为2500Bq/ml~75000Bq/ml的含铯137（总铯量为放射性铯的5倍~10倍）的海水样品中8小时后放射性铯的吸附量可达97%。
Description
技术领域
本发明属于放射性元素处理方法技术领域，特别涉及一种使用亚铁氰化钛钾球型颗粒去除放射性铯137的方法。
背景技术
随着核电事业的发展，放射性废液对环境的危害越来越大，许多放射性核素在水体和土壤中会迁移到水生生物和各种农作物中，从而对人类的生存造成重大的危害，因此放射性元素废液的安全处理至关重要。铯（Cs）是半衰期较长的高释热裂变产物，它的去除和回收研究一直受到世界各国的重视，特别是2011年日本福岛事件更加引起了各国民众对放射性元素废液安全处理的高度关注。
对铯的处理主要是离子交换法，有机树脂存在耐热性差、抗辐射性差、对高价金属离子的交换容量大，不利于永久存储和对环境造成潜在威胁等缺点；而无机离子交换剂具有选择性好、耐高温和抗辐射等优点，受到青睐。目前使用的无机离子交换材料主要有: 天然/人造沸石、杂多酸盐（磷钼酸铵AMP、磷钨酸铵APW、磷钨酸锆PWZr和磷钼酸锆PMoZr等）、多价金属磷酸盐（磷酸锆ZrP、磷酸钛TiP和磷酸锡SnP）、金属亚铁氰化物及铁氰化物、复合离子交换剂（TiP-AMP、ZrP-AMP、SnP-AMP、PAN-AMP和MpM）以及多价金属（过渡金属）的水合氧化物和氢氧化物等。
沸石是矿物结构，有较大的比表面积和孔体积，因而具有良好的吸附和离子交换性能，但沸石的交换容量受溶液酸度和含盐量影响很大（石正坤，张东，康厚军等。沸石及凹凸棒石矿物对核素铯的吸附性能研究[J]。中国矿业，2007，16(2)：83-86）。而且吸附剂是粉末，不利于放射性物质的回收。
磷酸锆ZrP、磷酸钛TiP和磷酸锡SnP等一系列磷酸盐阳离子交换剂是无机离子交换剂中重要的一类，具有优良的物理、化学性能和离子交换选择性能。但磷酸盐类交换材料在酸性、高盐量的放射性元素废液中交换容量比较低，溶液中Cs+浓度和酸度对Cs的吸附有明显影响（Boaun AI, Khainakov SA, Bonun LN, et. a1. Synthesis and characterization of a novel layered an(rv)' phosphate with ion exchange properties. Materials research bulletin, 1999, 34(6): 921-932）。
溶胶-凝胶法合成的亚铁氰化物无机离子交换剂具有良好的机械强度和水力学性能。徐世平等用溶胶-凝胶法合成的球形亚铁氰化钛钾为深褐色球形颗粒，其机械强度大，流动性能好，（徐世平，张继荣，宋崇立。用无机离子交换法从酸性高放废液中去除铯研究进展[J]，辐射防护通讯，2000，20(6)：8-13），但该种吸附剂仅对酸性高的放射性元素废液进行了试验，能否应用在成分复杂的放射性元素废水中还有待验证。
发明内容
针对现有技术不足，本发明提供了一种使用亚铁氰化钛钾球型颗粒去除放射性铯137的方法。
一种使用亚铁氰化钛钾球型颗粒去除放射性铯137的方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：
向含铯137的海水样品中加入亚铁氰化钛钾球型颗粒，将含铯137的海水样品置入恒温振荡器中，开启恒温振荡器，8小时后用液闪仪分析残余铯的含量。
所述含铯137的海水样品的放射性剂量为2500 Bq/ml~ 75000 Bq/ml。
所述亚铁氰化钛钾球型颗粒树脂的粒径为0.4 mm~ 1.0 mm。
所述亚铁氰化钛钾球型颗粒树脂对铯的饱和吸附容量为0.9 mmolCs/克干复合颗粒~1.3 mmolCs/克干复合颗粒。
所述恒温振荡器的温度为25 ℃~30℃，转速为100 rpm~200 rpm。
本发明的有益效果为：
本发明中亚铁氰化钛钾球型颗粒对铯的吸附容量大，不易解析，吸附颗粒易于回收；并且吸附铯后的颗粒物可转型成氧化物便于暂存，实验条件温和。本发明提供的亚铁氰化钛钾球型颗粒对铯的饱和吸附容量为0.9 mmolCs/克干复合颗粒~1.3 mmolCs/克干复合颗粒，在放射性剂量为2500 Bq/ml~75000 Bq/ml的含铯137（总铯量为放射性铯的5倍~10倍）的海水样品中8小时后放射性铯的吸附量可达97%。
具体实施方式
本发明提供了一种使用亚铁氰化钛钾球型颗粒去除放射性铯137的方法，下面结合具体实施方式对本发明做进一步说明。
实施例1
选取粒径为1.0 mm的亚铁氰化钛钾球型颗粒，通过静态铯的饱和吸附实验测定其对铯的饱和吸附容量为0.9 mmolCs/克干复合颗粒；在20ml放射性剂量为2500 Bq/ml的含铯137的海水中，加入50 mg粒径为1.0 mm的亚铁氰化钛钾球型颗粒；将含铯137的海水样品置入恒温振荡器中，设置恒温振荡器的温度为25 ℃，转速为200 rpm，开启恒温振荡器；8小时后用液闪仪分析残余铯的含量，其结果为放射性铯去除率为99%。
实施例2
选取粒径为0.6 mm的亚铁氰化钛钾球型颗粒，通过静态铯的饱和吸附实验测定其对铯的饱和吸附容量为1.2 mmolCs/克干复合颗粒；在20 ml放射性剂量为75000 Bq/ml的含铯137的海水中，加入50 mg粒径为0.6 mm的亚铁氰化钛钾球型颗粒；将含铯137的海水样品置入恒温振荡器中，设置恒温振荡器的温度为25 ℃，转速为150 rpm，开启恒温振荡器；8小时后用液闪仪分析残余铯的含量，其结果为放射性铯去除率为99%。
实施例3
选取粒径为0.4 mm的亚铁氰化钛钾球型颗粒，通过静态铯的饱和吸附实验测定其对铯的饱和吸附容量为1.3 mmolCs/克干复合颗粒；在20ml放射性剂量为15000 Bq/ml的含铯137的海水中，加入50 mg粒径为0.4 mm的亚铁氰化钛钾球型颗粒；将含铯137的海水样品置入恒温振荡器中，设置恒温振荡器的温度为20 ℃，转速为100 rpm，开启恒温振荡器；8小时后用液闪仪分析残余铯的含量，其结果为放射性铯去除率为97%。
实施例4
选取粒径为0.8 mm的亚铁氰化钛钾球型颗粒，通过静态铯的饱和吸附实验测定其对铯的饱和吸附容量为1.1 mmolCs/克干复合颗粒；在20ml放射性剂量为15000 Bq/ml的含铯137的海水中，加入50 mg粒径为0.8 mm的亚铁氰化钛钾球型颗粒；将含铯137的海水样品置入恒温振荡器中，设置恒温振荡器的温度为30 ℃，转速为120 rpm，开启恒温振荡器；8小时后用液闪仪分析残余铯的含量，其结果为放射性铯去除率为99%。
Claims (5)
1.一种使用亚铁氰化钛钾球型颗粒去除放射性铯137的方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：
向含铯137的海水样品中加入亚铁氰化钛钾球型颗粒，将含铯137的海水样品置入恒温振荡器中，开启恒温振荡器，8小时后用液闪仪分析残余铯的含量。
2.根据权利要求1所述的一种使用亚铁氰化钛钾球型颗粒去除放射性铯137的方法，其特征在于：所述含铯137的海水样品的放射性剂量为2500 Bq/ml~ 75000 Bq/ml。
3.根据权利要求1所述的一种使用亚铁氰化钛钾球型颗粒去除放射性铯137的方法，其特征在于：所述亚铁氰化钛钾球型颗粒树脂的粒径为0.4 mm~ 1.0 mm。
4.根据权利要求1所述的一种使用亚铁氰化钛钾球型颗粒去除放射性铯137的方法，其特征在于：所述亚铁氰化钛钾球型颗粒树脂对铯的饱和吸附容量为0.9 mmolCs/克干复合颗粒~1.3 mmolCs/克干复合颗粒。
5.根据权利要求1所述的一种使用亚铁氰化钛钾球型颗粒去除放射性铯137的方法，其特征在于：所述恒温振荡器的温度为25 ℃~30℃，转速为100 rpm~200 rpm。
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