CN104789392A - 一种去除放射性核素的清洗剂及其使用方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种去除放射性核素的清洗剂及其使用方法，该清洗剂由如下A、B两种组分混合而成，其中A组分是由以下质量百分比的物质组成：98％的甲酸5％～80％，25％的氨水20％～70％，余量为水；所述B组分为99％的硫酸亚铁、99％的碳酸钠、99％的硫酸钠、99％的硫酸锌、99％氢氧化钙、99％的硫酸钾、表面活性剂中任意的一种或几种。本清洁剂组成简单，原料来源广泛，成本低廉，使用方便，对放射性核素的去除效果好，能快速大量处理放射性核素污染物，降低处理成本。
Description
技术领域
本发明涉及污水处理方法，尤其是涉及一种去除放射性核素的清洗剂。
背景技术
目前核技术在能源、科研、医疗、工业、农业、军事、交通、医疗卫生等许多领域中的广泛应用带来了日益增长的核污染问题。这些放射性废物对环境和公众健康存在极大的潜在威胁。处理这些放射性废物成为全球性的难题。
传统的治理方法如采用含有表面活性剂的机械清洗法、离子交换树脂法、膜分离法与酸浸法等，存在着基建投资高、处理费用大、处理效果不理想并易造成二次污染等诸多问题。清除环境中的放射性核素非常困难。对于大面积低剂量放射性污染土壤，物理化学法处理土-水介质中的低放核素成本高，且易造成二次污染，难以实地操作。近年来研究重点逐渐转向生化处理技术，研究发现许多微生物吸附剂都能用于重金属及放射性重金属废水的处理。但由于生物体自身受到诸多条件的限制，使其难以得到推广应用。
发明内容
本发明的目的在于提供一种去除放射性核素的清洗剂及其使用方法，该清洁剂组成简单，原料来源广泛，成本低廉，使用方便，对 放射性核素的去除效果好，能快速大量处理放射性核素污染物，降低处理成本。
本发明的目的是这样实现的：一种去除放射性核素的清洗剂，其特征在于该清洗剂由如下A、B两种组分混合而成，其中A组分是由以下质量百分比的物质组成：
98％的甲酸 5％～80％，
25％的氨水 20％～70％，
余量为水；
所述B组分为99％的硫酸亚铁、99％的碳酸钠、99％的硫酸钠、99％的硫酸锌、99％氢氧化钙、99％的硫酸钾、表面活性剂中任意的一种或几种；B组分选用硫酸亚铁、碳酸钠时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的30％；B组分选用硫酸锌时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的20％；B组分选用硫酸钠、表面活性剂中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的3％；当B组分选用氢氧化钙、硫酸钾中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的2％。
B组分选用硫酸亚铁、碳酸钠时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的30％～70％；B组分选用硫酸锌时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的20％～50％；B组分选用硫酸钠、表面活性剂中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的3％～10％；当B组分选用氢氧化钙、硫 酸钾中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的2％～10％。
本发明一种去除放射性核素的清洗剂的使用方法，其特征在于对于颗粒污染物和大面积固体污染物分别采用如下方法处理：
(1).污染物是颗粒物：将颗粒污染物使用体积为污染物2～5倍的清洗液在50～300℃，压力1～20个大气压的条件下搅拌反应30分钟以上，降温至常温后分离固体和液体，然后将所得的液体物质收集处理；
(2).污染物是大面积固体污染物：将清洗液用5～10倍的温水稀释，加入表面活性剂后加入胶化剂搅拌均匀，然后将胶化后的清洗液按照0.5～2升/平方米的量涂抹在固体污染物上，避水放置6小时以上，之后冲洗、收集固体污染物上的的清洗剂后一起处理。
所述清洗剂使用的PH范围为5.5～9.0，若处理的污染物不在该PH值范围内，则需用无机酸或强碱进行调和PH值到该范围内。
本发明一种去除放射性核素的清洗剂及其使用方法，本清洁剂组成简单，原料来源广泛，成本低廉，使用方便，对放射性核素的去除效果好，能快速大量处理放射性核素污染物，降低处理成本。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行进一步的说明。
本发明所述一种去除放射性核素的清洗剂，其特征在于该清洗剂由如下A、B两种组分混合而成，其中A组分是由以下质量百分比的物质组成：
98％的甲酸 5％～80％，
25％的氨水 20％～70％，
余量为水；
所述B组分为99％的硫酸亚铁、99％的碳酸钠、99％的硫酸钠、99％的硫酸锌、99％氢氧化钙、99％的硫酸钾、表面活性剂中任意的一种或几种；B组分选用硫酸亚铁、碳酸钠时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的30％；B组分选用硫酸锌时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的20％；B组分选用硫酸钠、表面活性剂中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的3％；当B组分选用氢氧化钙、硫酸钾中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的2％。
B组分选用硫酸亚铁、碳酸钠时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的30％～70％；B组分选用硫酸锌时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的20％～50％；B组分选用硫酸钠、表面活性剂中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的3％～10％；当B组分选用氢氧化钙、硫酸钾中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的2％～10％。
本发明一种去除放射性核素的清洗剂的使用方法，其特征在于对于颗粒污染物和大面积固体污染物分别采用如下方法处理：
(1).污染物是颗粒物：将颗粒污染物使用体积为污染物2～5 倍的清洗液在50～300℃，压力1～20个大气压的条件下搅拌反应30分钟以上，降温至常温后分离固体和液体，然后将所得的液体物质收集处理；
(2).污染物是大面积固体污染物：将清洗液用5～10倍的温水稀释，加入表面活性剂后加入胶化剂搅拌均匀，然后将胶化后的清洗液按照0.5～2升/平方米的量涂抹在固体污染物上，避水放置6小时以上，之后冲洗、收集固体污染物上的的清洗剂后一起处理。
所述清洗剂使用的PH范围为5.5～9.0，若处理的污染物不在该PH值范围内，则需用无机酸或强碱进行调和PH值到该范围内。
实施例1
清洗液成分：A组分为98％的甲酸10％，25％的氨水30％，余量为水；B组分为99％的硫酸亚铁添加量为A组分总质量的40％、表面活性剂添加量为A组分总质量的3％。
将一定量放射性污染土壤(放射性比活度为50780cpm)，与清洗液以1:2.5的比例混合，加入1M的甲酸铵溶液调节PH至6，在50℃条件下，搅拌处理30min，过滤后再按照上述方法重复处理1次，离心分离过滤烘干土壤，使用NaI闪烁计数器测定土壤放射性量为17823cpm，按照公式：
去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度计算得去除率为64.9％。
实施例2
清洗液成分：A组分为98％的甲酸20％，25％的氨水 40％，余量为水；B组分为99％的碳酸钠添加量为A组分总质量的40％、99％的硫酸钠添加量为A组分总质量的5％、99％的硫酸钾3％、表面活性剂3％。
将一定量放射性污染土壤(放射性比活度为900cpm)，与清洗液以1:2.5的比例混合，加入1M的甲酸铵溶液调节PH至6.5，在100℃条件下，搅拌处理30min，离心分离过滤烘干土壤，使用NaI闪烁计数器测定土壤放射性量为445cpm，按照公式：
去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度计算得去除率为50.5％。
实施例3
清洗液成分：A组分为98％的甲酸60％，25％的氨水30％，余量为水；B组分为99％的硫酸钠添加量为A组分总质量的8％、99％的硫酸锌添加量为A组分总质量的50％、99％氢氧化钙添加量为A组分总质量的8％、99％的硫酸钾添加量为A组分总质量的5％、表面活性剂添加量为A组分总质量的8％。
将一定量放射性污染土壤(放射性比活度为885cpm)，与清洗液以1:2.5的比例混合，加入1M的甲酸铵溶液调节PH至6，在120℃条件下，搅拌处理30min，离心分离过滤烘干土壤，使用NaI闪烁计数器测定土壤放射性量为328cpm，按照公式：
去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度计算得去除率为62.9％。
实施例4
清洗液成分：A组分为98％的甲酸60％，25％的氨水30％，余量为水；B组分为99％的硫酸钠添加量为A组分总质量的8％、99％的硫酸锌添加量为A组分总质量的50％、99％氢氧化钙添加量为A组分总质量的8％、99％的硫酸钾添加量为A组分总质量的5％、表面活性剂添加量为A组分总质量的8％。
将一定量放射性污染土壤(放射性比活度为885cpm)，与清洗液以1:2.5的比例混合，加入1M的甲酸铵溶液调节PH至7，在120℃条件下，，搅拌处理45min，离心分离过滤烘干土壤，使用NaI闪烁计数器测定土壤放射性量为238cpm，按照公式：
去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度计算得去除率为73.1％。
实施例5
清洗液成分：A组分为98％的甲酸40％，25％的氨水 50％，余量为水；B组分为99％的硫酸亚铁添加量为A组分总质量的60％、99％氢氧化钙添加量为A组分总质量的2％、99％的硫酸钾添加量为A组分总质量的8％、表面活性剂添加量为A组分总质量的8％。
将一定量放射性污染土壤(放射性比活度为13300cpm)，与清洗液以1:2.5的比例混合，加入10N的氢氧化钾溶液调节PH至6，在120℃条件下，搅拌处理60min，离心分离过滤烘干土壤，使用NaI闪烁计数器测定土壤放射性量为5905cpm，按照公式：
去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度计算得去除率为55.6％。
实施例6
清洗液成分：A组分为98％的甲酸25％，25％的氨水60％，余量为水；B组分为99％的硫酸亚铁添加量为A组分总质量的35％、99％的碳酸钠添加量为A组分总质量的35％、99％的硫酸钠添加量为A组分总质量的4％、99％的硫酸锌添加量为A组分总质量的30％、99％氢氧化钙添加量为A组分总质量的6％、99％的硫酸钾添加量为A组分总质量的7％、表面活性剂添加量为A组分总质量的5％。
将一定量放射性污染土壤(放射性比活度为1020cpm)，与清洗液以1:2.5的比例混合，然后将混合物放入高压反应器内，加温到180℃，压力保持在1MPa，运行30分钟后进行冷却、抽滤、烘干，使用NaI闪烁计数器测定土壤放射性量为103cpm，按照公式：
去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度计算得去除率为89.9％。
实施例7
清洗液成分：A组分为98％的甲酸25％，25％的氨水60％，余量为水；B组分为99％的硫酸亚铁添加量为A组分总质量的35％、99％的碳酸钠添加量为A组分总质量的35％、99％的硫酸钠添加量为A组分总质量的4％、99％的硫酸锌添加量为A组分总质量的30％、99％氢氧化钙添加量为A组分总质量的6％、99％的硫酸钾添加量为A组分总质量的7％、表面活性剂添加量为A组分总质量的5％。
将一定量放射性污染土壤(放射性比活度为1020cpm)，与清洗液以1:2.5的比例混合，然后将混合物放入高压反应器内，加温到 220℃，压力保持在2MPa，运行30分钟后进行冷却、抽滤、烘干，使用NaI闪烁计数器测定土壤放射性量为42cpm，按照公式：
去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度计算得去除率为95.9％。
实施例8
清洗液成分：A组分为98％的甲酸20％，25％的氨水60％，余量为水；B组分为99％的硫酸亚铁添加量为A组分总质量的60％、99％的硫酸锌添加量为A组分总质量的40％、99％的硫酸钾添加量为A组分总质量的5％、表面活性剂添加量为A组分总质量的3％。
将一定量焚烧灰(放射性比活度为3000cpm)，与清洗液以1:2.5的比例混合，加入1M的盐酸溶液调节PH至6，在100℃条件下运行30min后进行冷却、抽滤、烘干，使用NaI闪烁计数器测定土壤放射性量为1635cpm，按照公式：
去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度计算得去除率为45.5％。
实施例9
清洗液成分：A组分为98％的甲酸30％，25％的氨水60％，余量为水；B组分为99％的硫酸亚铁添加量为A组分总质量的30％、99％的硫酸钠添加量为A组分总质量的10％、99％的硫酸锌添加量为A组分总质量的40％、表面活性剂添加量为A组分总质量的4％。
将一定量焚烧灰(放射性比活度为3150cpm)，与清洗液以1:2.5的比例混合，加入10N的氢氧化钠溶液调节PH至8，在120℃条件下运行60min后进行冷却、抽滤、烘干，使用NaI闪烁计数器测定土壤放射性量为1065cpm，按照公式：
去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度计算得去除率为66.2％。
实施例10
清洗液成分：A组分为98％的甲酸10％，25％的氨水30％，余量为水；B组分为99％的硫酸亚铁添加量为A组分总质量的30％、99％的碳酸钠添加量为A组分总质量的30％、99％的硫酸钠添加量为A组分总质量的5％、99％的硫酸锌添加量为A组分总质量的40％、99％氢氧化钙添加量为A组分总质量的6％、99％的硫酸钾添加量为A组分总质量的5％、表面活性剂添加量为A组分总质量的3％。
将一定量焚烧灰(放射性比活度为3000cpm)，与清洗液以1:2.5的比例混合，加入10N的氢氧化钠溶液调节PH至8，在120℃条件下运行90min后进行冷却、抽滤、烘干，使用NaI闪烁计数器测定土壤放射性量为225cpm，按照公式：
去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度计算得去除率为92.5％。
实施例11
清洗液成分：A组分为98％的甲酸30％，25％的氨水 50％，余量为水；B组分为99％的硫酸亚铁添加量为A组分总质量的35％、99％的碳酸钠添加量为A组分总质量的40％、99％的硫酸钠添加量为A组分总质量的5％、99％的硫酸锌添加量为A组分总质量的40％、99％氢氧化钙添加量为A组分总质量的4％、99％的硫酸钾添加量为A组分总质量的8％、表面活性剂添加量为A组分总质量的3％。
将清洗液用8倍的温水稀释，加入表面活性剂后加入胶化剂搅拌均匀，然后将胶化后的清洗液按照1升/平方米的量涂抹在固体污染物(放射性比活度为4038cpm)上，避水放置6小时，之后冲洗、收集固体污染物上的的清洗剂后一起处理。使用NaI闪烁计数器测定处理后的固体放射性量为460cpm，按照公式：
去除率＝(治理前的比活度-治理后的比活度)/治理前的比活度计算得去除率为88.6％。
以上所述仅为本发明的具体实施方案的详细描述，并不以此限制本发明，凡在本发明的设计思路上所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种去除放射性核素的清洗剂，其特征在于该清洗剂由如下A、B两种组分混合而成，其中A组分是由以下质量百分比的物质组成：
98％的甲酸 5％～80％，
25％的氨水 20％～70％，
余量为水；
所述B组分为99％的硫酸亚铁、99％的碳酸钠、99％的硫酸钠、99％的硫酸锌、99％氢氧化钙、99％的硫酸钾、表面活性剂中任意的一种或几种；B组分选用硫酸亚铁、碳酸钠时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的30％；B组分选用硫酸锌时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的20％；B组分选用硫酸钠、表面活性剂中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的3％；当B组分选用氢氧化钙、硫酸钾中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量不少于A组分总质量的2％。
2.根据权利要求1所述的一种去除放射性核素的清洗剂，其特征在于：B组分选用硫酸亚铁、碳酸钠时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的30％～70％；B组分选用硫酸锌时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的20％～50％；B组分选用硫酸钠、表面活性剂中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的3％～10％；当B组分选用氢氧化钙、硫酸钾中的任意一种或几种时，B组分选用的每种物质的添加量为A组分总质量的2％～10％。
3.根据权利要求1所述的一种去除放射性核素的清洗剂的使用方法，其特征在于对于颗粒污染物和大面积固体污染物分别采用如下方法处理：
(1).污染物是颗粒物：将颗粒污染物使用体积为污染物2～5倍的清洗液在50～300℃，压力1～20个大气压的条件下搅拌反应30分钟以上，降温至常温后分离固体和液体，然后将所得的液体物质收集处理；
(2).污染物是大面积固体污染物：将清洗液用5～10倍的温水稀释，加入表面活性剂后加入胶化剂搅拌均匀，然后将胶化后的清洗液按照0.5～2升/平方米的量涂抹在固体污染物上，避水放置6小时以上，之后冲洗、收集固体污染物上的的清洗剂后一起处理。
4.根据权利要求1所述的一种去除放射性核素的清洗剂，其特征在于：所述清洗剂使用的PH范围为5.5～9.0，若处理的污染物不在该PH值范围内，则需用无机酸或强碱进行调和PH值到该范围内。
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