CN106362694B - 一种锶选择性吸附剂的制备方法 - Google Patents

一种锶选择性吸附剂的制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN106362694B
CN106362694B CN201610738118.3A CN201610738118A CN106362694B CN 106362694 B CN106362694 B CN 106362694B CN 201610738118 A CN201610738118 A CN 201610738118A CN 106362694 B CN106362694 B CN 106362694B
Authority
CN
China
Prior art keywords
strontium
selective adsorbent
freeze
white paste
thaw
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610738118.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN106362694A (zh
Inventor
郑宇�
李玉松
王雷
游新锋
郑文俊
张振涛
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
China Institute of Atomic of Energy
Original Assignee
China Institute of Atomic of Energy
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by China Institute of Atomic of Energy filed Critical China Institute of Atomic of Energy
Priority to CN201610738118.3A priority Critical patent/CN106362694B/zh
Publication of CN106362694A publication Critical patent/CN106362694A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN106362694B publication Critical patent/CN106362694B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B01J20/223—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material containing metals, e.g. organo-metallic compounds, coordination complexes
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/22—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof comprising organic material
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
    • B01J20/00—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof
    • B01J20/28—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties
    • B01J20/28054—Solid sorbent compositions or filter aid compositions; Sorbents for chromatography; Processes for preparing, regenerating or reactivating thereof characterised by their form or physical properties characterised by their surface properties or porosity
    • B01J20/28057—Surface area, e.g. B.E.T specific surface area
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
    • G21F9/06—Processing
    • G21F9/12—Processing by absorption; by adsorption; by ion-exchange

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

本发明属于放射性核素吸附技术领域，公开了一种锶选择性吸附剂的制备方法。该方法包括以下步骤：(1)向NaOH溶液中滴加由C16H36O4Ti、Si(OC2H5)4以及乙醇组成的有机混合液并在滴加过程中搅拌；(2)反应完成后，过滤、洗涤得到白色膏状物；(3)将白色膏状物进行冻‑融失水处理；(4)将步骤(3)得到的白色膏状物在室温下自然干燥即可得到白色粉末状锶选择性吸附剂。采用本发明提供制备的锶选择性吸附剂的方法步骤简单，制备的吸附剂具有很强的耐盐性，对锶具有很高的选择性，分配系数可达到105ml/g。

Description

一种锶选择性吸附剂的制备方法
技术领域
本发明属于放射性核素吸附技术领域，具体涉及一种锶选择性吸附剂的制备方法。
背景技术
NUE燃料元件(天然铀燃料等效燃料)制造过程会产生大量含有2mol/L硝酸的萃余尾水和含有大量铵盐的过程废水，两部分废水混合就成为了NUE燃料元件制造过程的“混合废水”。混合废水的量为9000m3/a(按年生产时间6000小时计)，废水中含有活度约为112.37Bq/L的90Sr。为了保护公众健康和安全，保证核能可持续发展，产生的含90Sr废水必须要妥善处理和处置。
90Sr是NUE废液中主要的裂变产物之一，其半衰期较长为28.79a，100％β衰变，Eβ＝546keV，裂变产物是90Y。由于90Sr半衰期长，在裂变产物总放射性中的比例随着裂变时间的增加而增大，在经过十五年左右的裂变后，它和137Cs的含量在裂变产物中占到90％以上。同时90Sr具有高释热性，且与Ca是同族元素，化学性质上极为相似，Ca是人体不可缺少的元素，如果90Sr和Ca同时进入到环境中去，90Sr必然伴随着Ca进入食物链，并在人体中富集起来。90Sr进入到人体中之后就会在骨头的活细胞周围紧密排列起来，对人体造成损害。因此为了保证公众健康、环境安全，必须对90Sr进行处理。
目前，对于含有90Sr的放射性废液，国内和国际上的处理方法一般有沉淀法、溶剂萃取法、膜法和离子交换法等。相比较其他方法，离子交换法具有操作方便、设备较少、固定投资少、操作费用低等优点。核电站和其他高含盐量的含锶废液多采用离子交换树脂处理，但是离子交换树脂作为有机物，固化处理较为麻烦，是世界上公认的难处理废物。此外，沸石也是应用较为广泛的吸附材料，在水溶液中沸石对锶的吸附Kd值约为500到600ml/g，同时沸石的价格也较为便宜，但是沸石对锶的吸附受pH以及盐度等因素的影响非常大。NUE废液具有较高的含盐量，这对处理其中的放射性成分带来了很大的难度，为了处理NUE废水中的90Sr，在不对废水进行脱盐处理的前提下，开发一种耐盐、高效的吸附剂是十分必要的。
发明内容
(一)发明目的
根据现有技术所存在的问题，本发明提供了一种制备简单、成本低、对Sr选择性吸附效果好的吸附剂的制备方法。
(二)技术方案
一种锶选择性吸附剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
(1)向NaOH溶液中滴加由C16H36O4Ti、Si(OC2H5)4以及乙醇组成的有机混合液并在滴加过程中搅拌；所述C16H36O4Ti与Si(OC2H5)4物质的量之比为1:2～3:1，所述NaOH溶液的浓度为0.05～0.15mol/L；
(2)C16H36O4Ti与Si(OC2H5)4反应完成后，过滤、洗涤得到白色膏状物；
(3)将白色膏状物进行冻-融失水处理；
(4)将步骤(3)得到的白色膏状物在室温下自然干燥即可得到白色粉末状锶选择性吸附剂。
优选地，步骤(1)中有机混合液的滴加速度为70～90mL/min。
优选地，步骤(3)中白色膏状物冻-融失水的次数为2～4次；所述冻-融失水是将其置入-10～-4℃的密闭环境中冷冻2～4小时后取出融化失水，共重复2～4次。
优选地，步骤(4)白色膏状物自然干燥是在避光条件下。
优选地，步骤(1)中所述NaOH溶液的浓度为0.1mol/L。
优选地，步骤(1)中所述NaOH与C16H36O4Ti物质的量之比为1:1～1:4。
利用本方法制备1Kg锶选择性吸附剂需要2～3Kg C16H36O4Ti、0.5～1Kg Si(OC2H5)4以及1～2L乙醇。
(三)有益效果
采用本发明提供制备的锶选择性吸附剂的方法步骤简单，制备的吸附剂具有很强的耐盐性，对锶具有很高的选择性，分配系数可达到105ml/g。
申请人经过实验证明，在碱性条件下，得到的产物具有良好分散性；氢氧化钠浓度范围为0.05～0.15mol/L时，产物的吸附效果最好。同时，Na/Ti比为1:1～1:4对锶吸附效果最好。
经对产物结构分析以及实验验证，采用冻-融方法得到的产物具有完整的骨架结构，良好的分散性以及较大的比表面积，因此对锶的吸附效果也最好。
具体实施方式
下面将结合具体实施例对本申请作进一步阐述。
实施例1
一种锶选择性吸附剂的制备方法，该方法包括以下步骤：
本实施例制备1Kg吸附剂使用了2.64Kg C16H36O4Ti、0.84Kg Si(OC2H5)4以及1.4L乙醇，具体步骤为：
向0.1mol/L NaOH溶液中滴加由C16H36O4Ti、Si(OC2H5)4以及乙醇组成的有机混合液，有机混合液中C16H36O4Ti与Si(OC2H5)4物质量之比为2:1，同时NaOH与C16H36O4Ti物质量之比为1:1；机混合液滴加速度为81.33mL/min，反应时间不少于2h；反应过程中要持续搅拌，反应完成后，过滤、洗涤得到白色膏状物，将白色膏状物进行冻-融失水处理3次，其中每次冷冻温度为～10℃，时间为2小时，冷冻结束后融化失水；最后白色膏状物需要在避光条件下自然干燥。
锶吸附效果验证：称取充分自然干燥后的白色粉末0.5g，然后加入到pH调为13的模拟废液中，模拟废液中Sr的浓度为10mg/L，废液中含有32g/L的NH4NO3、2.5g/L的NaNO3。搅拌15min，使吸附剂与Sr充分接触，静置片刻，抽取10mL清液装入离心管中，在转速为3000rad/min的离心机中离心30min，然后经过0.2μm的超滤膜过滤。清液通过ICP-MS测定其中剩余Sr浓度为0.00814mg/L，根据分配系数公式，计算得到Kd值为24.54×105g/mL，满足对吸附效果的要求。
其中，C0是原始溶液中Sr2+的浓度，C为加入吸附剂之后反应平衡溶液中Sr2+的离子浓度，V是溶液体积(ml)，W为吸附剂固体质量(g)，Kd作为分配系数，单位通常为ml/g。
实施例2
与实施例1不同的是，C16H36O4Ti与Si(OC2H5)4物质量之比为1:2；NaOH溶液的浓度为0.05mol/L；NaOH与C16H36O4Ti物质的量比为1:2；有机混合液的滴加速度为70mL/min；得到的白色膏状物冻-融失水共4次，冷冻时间为3小时，温度为-6℃。
实施例3
与实施例1不同的是，C16H36O4Ti与Si(OC2H5)4物质量之比为3:1；NaOH溶液的浓度为0.15mol/L；NaOH与C16H36O4Ti物质的量比为1:4；有机混合液的滴加速度为90mL/min；得到的白色膏状物冻-融失水共2次，冷冻时间为4小时，温度为-4℃。

Claims (4)

1.一种锶选择性吸附剂的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
(1)向NaOH溶液中滴加由C16H36O4Ti、Si(OC2H5)4以及乙醇组成的有机混合液并在滴加过程中搅拌；所述C16H36O4Ti与Si(OC2H5)4的物质的量之比为1:2～3:1，所述NaOH溶液的浓度为0.05～0.15mol/L；
(2)C16H36O4Ti与Si(OC2H5)4反应完成后，过滤、洗涤得到白色膏状物；
(3)将白色膏状物进行冻-融失水处理；
(4)将步骤(3)得到的白色膏状物在室温下自然干燥即可得到白色粉末状锶选择性吸附剂；
步骤(1)中有机混合液的滴加速度为70～90mL/min；步骤(1)中所述NaOH与C16H36O4Ti物质的量之比为1:1～1:4。
2.根据权利要求1所述的一种锶选择性吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(3)中白色膏状物冻-融失水的次数为2～4次；所述冻-融失水是将其置入-10～-4℃的密闭环境中冷冻2～4小时后取出融化失水，共重复2～4次。
3.根据权利要求1所述的一种锶选择性吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(4)中白色膏状物自然干燥是在避光条件下。
4.根据权利要求1所述的一种锶选择性吸附剂的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述NaOH溶液的浓度为0.1mol/L。
CN201610738118.3A 2016-08-26 2016-08-26 一种锶选择性吸附剂的制备方法 Active CN106362694B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610738118.3A CN106362694B (zh) 2016-08-26 2016-08-26 一种锶选择性吸附剂的制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610738118.3A CN106362694B (zh) 2016-08-26 2016-08-26 一种锶选择性吸附剂的制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN106362694A CN106362694A (zh) 2017-02-01
CN106362694B true CN106362694B (zh) 2019-12-24

Family

ID=57902731

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610738118.3A Active CN106362694B (zh) 2016-08-26 2016-08-26 一种锶选择性吸附剂的制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN106362694B (zh)

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN114477295A (zh) * 2020-11-13 2022-05-13 中核北方核燃料元件有限公司 一种利用膜分离技术处理离心母液中铀的方法
CN113000013B (zh) * 2021-03-01 2022-04-12 厦门大学 一种锰硅酸钠吸附剂处理放射性锶的方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6482380B1 (en) * 2000-11-22 2002-11-19 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Silicotitanate molecular sieve and condensed phases
CN102773067A (zh) * 2012-08-22 2012-11-14 中国原子能科学研究院 一种磁性铯选择性吸附剂的制备方法
CN105597693A (zh) * 2015-12-28 2016-05-25 成都新柯力化工科技有限公司 一种用于污水处理的气凝胶材料及其制备方法
CN106062885A (zh) * 2014-03-27 2016-10-26 日本化学工业株式会社 吸附材料和结晶性硅钛酸盐的制造方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6482380B1 (en) * 2000-11-22 2002-11-19 The United States Of America As Represented By The Department Of Energy Silicotitanate molecular sieve and condensed phases
CN102773067A (zh) * 2012-08-22 2012-11-14 中国原子能科学研究院 一种磁性铯选择性吸附剂的制备方法
CN106062885A (zh) * 2014-03-27 2016-10-26 日本化学工业株式会社 吸附材料和结晶性硅钛酸盐的制造方法
CN105597693A (zh) * 2015-12-28 2016-05-25 成都新柯力化工科技有限公司 一种用于污水处理的气凝胶材料及其制备方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
钛硅酸钠(CST)对放射性废液中锶和铯吸附的研究;张保柱;《万方数据》;20121231;第10以及第18-20页 *

Also Published As

Publication number Publication date
CN106362694A (zh) 2017-02-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107487817B (zh) 一种磁性材料的制备及其去除水中放射性核素等的应用
CN104801262A (zh) 一种磁性复合铀吸附剂的制备方法及其应用
CN101757892A (zh) 蔗渣活性炭/氧化铁的制备方法
CN106362694B (zh) 一种锶选择性吸附剂的制备方法
CN103894155A (zh) 一种用于水体中铀提取的离子筛及其制备方法
CN103212388A (zh) 凝胶球型铷/铯离子吸附剂、其制备方法及应用
CN104525108A (zh) 一种具有超大铀吸附容量的骨炭吸附剂及其制备方法
CN104447967A (zh) 一种从次等紫菜中同时提取藻红蛋白和紫菜硫酸多糖的方法
CN108212072A (zh) 一种用于水中铯离子去除的吸附剂及其在Cs吸附中应用
Gomaa et al. Green extraction of uranium (238U) from natural radioactive resources
CN109453748A (zh) 高效可逆的脂溶性碳点改性碘吸附材料、制备及应用
CN106140115A (zh) 一种处理含铅废水的吸附剂及其制备方法
CN102872831A (zh) 一种去除天然水体中镉离子的复合吸附材料及其制备方法
CN105080623B (zh) 一种用于分离和/或提取稀土元素的离子交换剂
CN107266606A (zh) 一种从海带加工废液中提取岩藻聚糖硫酸酯的新工艺
CN101168561A (zh) 一种微囊藻毒素分离纯化的方法
CN103937779A (zh) 一种磁性壳聚糖生物固定化颗粒的制备与应用方法
CN105664837A (zh) 一种用于修复镉污染水体的吸附剂及其制备方法
CN105525102B (zh) 盐湖卤水中铀的提取方法
CN101851269A (zh) 富硒灵芝中硒蛋白的制备方法
CN102266757A (zh) 一种改性生物质吸附剂的制备及去除饮品中重金属的方法
CN106076246B (zh) 一种具有微纳分级结构的复合除碘材料及制备方法
CN103071456A (zh) 有机胺类碘离子吸附剂、其制备方法及应用
CN106140108B (zh) 聚锑酸/聚丙烯腈复合离子交换剂及其制备方法和应用
CN107570120A (zh) 一种二巯基丙磺酸钠改性多孔磁性复合微球的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant