CN109256230A - 一种60Co污染放射性废液的去污方法 - Google Patents

一种60Co污染放射性废液的去污方法 Download PDF

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庄旭洲
李鸿展
吴伟
耿磊
阳诚
吴季蔚
冯双喜
张东梅
司鹏岐
焦兴乾
黄祖程
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Abstract

本发明属于工程去污技术领域，具体涉及一种60Co污染放射性废液的去污方法。该方法通过向待处理的60Co污染放射性废液中依次加入氢氧化钠溶液和硫化钠溶液，使59Co与60Co共沉淀生成硫化钴，加入聚丙烯酰胺溶液将硫化钴沉淀聚沉，形成大颗粒沉淀；通过控制氢氧化钠溶液加入量来调节溶液pH值在3～5之间，保证废液中的其他竞争离子沉淀完全，再加入硫化钠溶液使放射性废液中的60Co沉淀，达到低放废液标准。有益效果：本发明对放射性废液中60Co的净化效果明显，净化系数可达104以上，60Co的去污率可达99.95％以上；去污过程无加热等易于产生气溶胶的过程，对周围环境不产生污染，工艺上易于实现；综合去污成本低，所用试剂价格便宜，易于采购，操作简单。

Description

一种60Co污染放射性废液的去污方法
技术领域
本发明属于工程去污技术领域，具体涉及一种60Co污染放射性废液的去污方法。
背景技术
60Co放射源在生产过程中会产生放射性钴粉，这些钴粉会附着在工艺管道和热室内造成污染，生产过程中使用的工器具也会受到60Co的污染，因此需要经常对它们采用硝酸清洗或浸泡进行去污，也可能用少量水冲洗，这不可避免会产生大量的含60Co的放射性废液。这些废液由于60Co放射性活度浓度很高，甚至达到1011Bq/L以上的水平，给后续处理带来很大的难度，必须对其进行去污，以去除其中大量的60Co，使废液的放射性活度浓度降至4×106Bq/L以下。有研究使用树脂对60Co进行选择性吸附去污，但该方法要求废液偏中性，盐分较少，且产生的树脂废物处理难度较大。焚烧易形成气溶胶，对设备造成大面积沾污；且树脂可吸水，水泥固化处理后体积会发生膨胀，故树脂处理60Co方法实用性较差。因此，需要一种可靠实用的60Co污染放射性废液的去污方法。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术存在的问题，提供了一种60Co污染放射性废液的去污方法。
本发明的技术方案如下：
一种60Co污染放射性废液的去污方法，依次包括如下步骤：
步骤1.向待处理的60Co污染放射性废液中加入含有非放射性核素59Co的硝酸盐溶液并混合均匀，保证混匀后的液体中Co2+浓度不少于0.2g/L；
步骤2.向液体中加入浓度不低于6mol/L氢氧化钠溶液，调节溶液pH至2～6；
步骤3.然后向液体中加入硫化钠溶液，调节溶液pH至11～13，混匀，使得液体中的59Co与60Co元素生成硫化钴共沉淀；
步骤4.向液体中加入高分子水处理絮凝剂，使步骤3形成的硫化钴共沉淀的形态聚沉形成大颗粒，混匀；
步骤5.将步骤4得到的含有硫化钴大颗粒的液体进行过滤，检测滤液中的剩余的60Co活度浓度，判断是否符合标准4×106Bq/L；如果不符合标准，返回步骤1进行进一步处理，直至滤液中60Co活度浓度不高于4×106Bq/L。
所述步骤1的硝酸盐溶液中非放射性核素59Co浓度不低于100g/L。
所述步骤3中的高分子水处理絮凝剂为聚丙烯酰胺溶液。
所述聚丙烯酰胺溶液的质量分数为0.1％～0.5％，加入聚丙烯酰胺溶液的体积为待处理的60Co污染放射性废液的1‰～5‰。
所述步骤2中，加入氢氧化钠溶液调节溶液pH至3～5。
进一步地，步骤2加入浓度不低于6mol/L氢氧化钠溶液，调节溶液pH至3.3～4.6。
进一步地，步骤2加入浓度不低于6mol/L氢氧化钠溶液，调节溶液pH至3.7。
所述步骤4向液体中加入质量分数为0.3％的聚丙烯酰胺溶液。
所述步骤的硫化钠溶液浓度不低于160g/L。
所述步骤1的含有非放射性核素59Co的硝酸盐溶液采用六水·硝酸钴固体配制。
所述步骤3向液体中加入硫化钠溶液，调节溶液pH至11.29～11.89。
本发明的有益效果在于：
与国内外现有去污技术相比，本发明所使用的放射性废液中60Co的去污方法，具有以下显著特点：(1)本发明对放射性废液中60Co的净化效果明显，净化系数可达104以上，60Co的去污率可达99.95％以上；(2)与其他处理少量60Co废液去污技术相比，工艺上易于实现；(3)本发明去污过程无加热等易于产生气溶胶的过程，对周围环境不产生污染；(3)本发明与树脂吸附除去60Co技术相比，产生的硫化钴二次废物易处理，可直接装桶放至处置场；(4)综合去污成本低，所用试剂价格便宜，易于采购，操作简单。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。
本实施例提供了一种60Co污染放射性废液的去污方法，依次包括如下步骤：
步骤1.向待处理的60Co污染放射性废液中加入含有非放射性核素59Co的硝酸盐溶液并混合均匀，保证混匀后的液体中Co2+浓度不少于0.2g/L；
步骤1.1使用六水·硝酸钴固体配制非放射性核素59Co浓度不低于100g/L的硝酸盐溶液；
步骤1.2根据待处理的60Co污染放射性废液的体积，计算需要加入的步骤1.1配制的非放射性核素59Co的硝酸盐溶液的体积，保证加入后液体中的59Co离子浓度不少于0.4g/L；
步骤1.3按照步骤1.2的计算结果，在待处理的60Co污染放射性废液中加入步骤1.1配置的非放射性核素59Co的硝酸盐溶液，将液体混匀；
步骤2.向液体中加入浓度不低于6mol/L(优选为12mol/L)氢氧化钠溶液调节溶液pH至2～6(优选3～5)，从而使液体中除59Co与60Co以外的其他金属离子(以Fe3+，Fe2+，Cu2+为主)沉淀完全；
步骤3.然后向液体中加入高浓度的(不低于160g/L)硫化钠溶液，调节溶液pH为11～13，混匀，使得液体中的59Co与60Co元素生成硫化钴共沉淀，静置至少5min；
步骤4.向液体中加入质量分数为0.1％～0.5％的聚丙烯酰胺溶液，加入聚丙烯酰胺溶液的体积为待处理的60Co污染放射性废液的1‰～5‰，使步骤3形成的硫化钴共沉淀的形态聚沉形成大颗粒，混匀，然后静置1～2小时；
步骤5.将步骤4得到的含有硫化钴大颗粒的液体进行过滤，检测滤液中的剩余的60Co活度浓度，判断是否符合标准4×106Bq/L；如果不符合标准，返回步骤1进行进一步处理，直至滤液中60Co活度浓度不高于4×106Bq/L。
实施例2
本实施例在实施例1的基础上，对本发明的技术方案进行进一步说明。
取来自某工艺系统的含有60Co的废液10ml，其60Co放射性活度浓度为1.51×105Bq/L，加入20mg硝酸钴载体，混匀后，加入6mol/L或12mol/L的氢氧化钠溶液调节pH为3.7，再加入160g/L硫化钠溶液调溶液pH为11.29(废液中60Co完全沉淀)，加入0.3％聚丙烯酰胺溶液0.1mL，静置1～2小时，过滤，滤液中60Co活度浓度为2.62×100Bq/L，60Co的去污率达99.98％。
序号 溶液PH 滤液中<sup>60</sup>Co活度浓度(Bq/L) <sup>60</sup>Co去污率(％)
1 2 3.27×10<sup>1</sup> 99.94
3 2.97×10<sup>0</sup> 99.95
2 3.3 2.83×10<sup>0</sup> 99.95
3 3.7 2.62×10<sup>0</sup> 99.98
4 4.6 3.35×10<sup>0</sup> 99.96
5 5 4.12×10<sup>0</sup> 99.95
6 6 3.64×10<sup>1</sup> 99.93
实施例3
本实施例在实施例1的基础上，对本发明的技术方案进行进一步说明。
取来自某工艺系统的含有60Co的废液10L，其60Co放射性活度浓度为5.87×108Bq/L，加入20g硝酸钴载体，混匀后，加入6mol/L或12mol/L的氢氧化钠溶液，调节溶液pH为3.3，再加入160g/L硫化钠溶液调溶液pH为11.89(废液中60Co完全沉淀)，加入0.1％聚丙烯酰胺溶液10mL，静置1～2小时，过滤，滤液中60Co放射性活度浓度为2.24×104Bq/L，去污率达99.99％。
实施例4
本实施例在实施例3的基础上，对本发明的技术方案进行进一步说明。
取来自某工艺系统的含有60Co的废液10L，其60Co放射性活度浓度为6.24×108Bq/L，加入20g硝酸钴载体，混匀后，加入6mol/L或12mol/L的氢氧化钠溶液，调节溶液pH为3.5，再加入160g/L硫化钠溶液调溶液pH为11，加入0.1％聚丙烯酰胺溶液10mL，静置1～2小时，过滤，滤液中60Co放射性活度浓度为2.67×104Bq/L，去污率达99.99％。
实施例5
本实施例在实施例3的基础上，对本发明的技术方案进行进一步说明。
取来自某工艺系统的含有60Co的废液10L，其60Co放射性活度浓度为5.67×107Bq/L，加入20g硝酸钴载体，混匀后，加入6mol/L或12mol/L的氢氧化钠溶液，调节溶液pH为3.3，再加入160g/L硫化钠溶液调溶液pH为13，加入0.1％聚丙烯酰胺溶液10mL，静置1～2小时，过滤，滤液中60Co放射性活度浓度为2.52×104Bq/L，去污率达99.96％。
实施例6
本实施例在实施例1的基础上，对本发明的技术方案进行进一步说明。
取来自某工艺系统的含有60Co的废液20L，其60Co放射性活度浓度为8.67×1013Bq/L，加入40g硝酸钴载体，混匀后，用氢氧化钠调节溶液pH为3～5，再加入160g/L硫化钠溶液调溶液pH为11.76(废液中60Co完全沉淀)，加入0.3％聚丙烯酰胺溶液20mL，静置1～2小时，过滤，滤液中60Co放射性活度浓度为2.82×106Bq/L，去污率达99.99％以上。
实施例7
本实施例在实施例6的基础上，对本发明的技术方案进行进一步说明。
取来自某工艺系统的含有60Co的废液10L，其60Co放射性活度浓度为8.27×1011Bq/L，加入20g硝酸钴载体，混匀后，加入6mol/L或12mol/L的氢氧化钠溶液，调节溶液pH为3～5，再加入160g/L硫化钠溶液调溶液pH为11.36，加入0.5％聚丙烯酰胺溶液10mL，静置1～2小时，过滤，滤液中60Co放射性活度浓度为3.46×104Bq/L，去污率达99.99％。
实施例2至实施例4的试验结果表明，本发明对放射性废液中60Co的净化效果明显，废液中60Co活度浓度在105Bq/L以上净化系数可达104以上，60Co的去污率可达99.95％以上，废液中杂质离子较少时，去污时间均在2小时内,滤液中60Co活度浓度均可达到4×106Bq/L以下。
本发明的60Co污染放射性废液的去污方法简单实用，可有效地去除放射性废液中的60Co的污染，净化系数可达104以上，去污率可达99.95％以上，废液中60Co放射性活度浓度可降低至4×104Bq/L以下；易于工艺上处理含60Co的放射性废液，对周围环境不产生污染；去污后的废液便于下一步工艺处理，如蒸发浓缩，水泥固化等；所用试剂较少，产生的废物易收集，综合去污成本低，操作简单。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。倘若这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种60Co污染放射性废液的去污方法，其特征在于依次包括如下步骤：
步骤1.向待处理的60Co污染放射性废液中加入含有非放射性核素59Co的硝酸盐溶液并混合均匀，保证混匀后的液体中Co2+浓度不少于0.2g/L；
步骤2.向液体中加入浓度不低于6mol/L氢氧化钠溶液，调节溶液pH至2～6；
步骤3.然后向液体中加入硫化钠溶液，调节溶液pH至11～13，混匀，使得液体中的59Co与60Co元素生成硫化钴共沉淀；
步骤4.向液体中加入高分子水处理絮凝剂，使步骤3形成的硫化钴共沉淀的形态聚沉形成大颗粒，混匀；
步骤5.将步骤4得到的含有硫化钴大颗粒的液体进行过滤，检测滤液中的剩余的60Co活度浓度，判断是否符合标准4×106Bq/L；如果不符合标准，返回步骤1进行进一步处理，直至滤液中60Co活度浓度不高于4×106Bq/L。
2.如权利要求1所述的一种60Co污染放射性废液的去污方法，其特征在于：所述步骤1的硝酸盐溶液中非放射性核素59Co浓度不低于100g/L。
3.如权利要求1或2所述的一种60Co污染放射性废液的去污方法，其特征在于：所述步骤3中的高分子水处理絮凝剂为聚丙烯酰胺溶液。
4.如权利要求3所述的一种60Co污染放射性废液的去污方法，其特征在于：所述聚丙烯酰胺溶液的质量分数为0.1％～0.5％，加入聚丙烯酰胺溶液的体积为待处理的60Co污染放射性废液的1‰～5‰。
5.如权利要求1或2所述的一种60Co污染放射性废液的去污方法，其特征在于：所述步骤2中，加入氢氧化钠溶液调节溶液pH至3～5。
6.如权利要求5所述的一种60Co污染放射性废液的去污方法，其特征在于：所述步骤2中，加入氢氧化钠溶液调节溶液pH至3.3～4.6。
7.如权利要求6所述的一种60Co污染放射性废液的去污方法，其特征在于：所述步骤2中，加入氢氧化钠溶液调节溶液pH至3.7。
8.如权利要求1或2所述的一种60Co污染放射性废液的去污方法，其特征在于：所述步骤4向液体中加入质量分数为0.3％的聚丙烯酰胺溶液。
9.如权利要求1或2所述的一种60Co污染放射性废液的去污方法，其特征在于：所述步骤的硫化钠溶液浓度不低于160g/L。
10.如权利要求1或所述的一种60Co污染放射性废液的去污方法，其特征在于：所述步骤3向液体中加入硫化钠溶液，调节溶液pH至11.29～11.89。
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