CN1164830A - 使用聚(羟基亚芳基)聚合树脂从含有其他碱金属的工业液流中分离铯的方法 - Google Patents

使用聚(羟基亚芳基)聚合树脂从含有其他碱金属的工业液流中分离铯的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN1164830A
CN1164830A CN95195994A CN95195994A CN1164830A CN 1164830 A CN1164830 A CN 1164830A CN 95195994 A CN95195994 A CN 95195994A CN 95195994 A CN95195994 A CN 95195994A CN 1164830 A CN1164830 A CN 1164830A
Authority
CN
China
Prior art keywords
hydroxyarylene
poly
ligand
polymeric resin
solution
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.)
Granted
Application number
CN95195994A
Other languages
English (en)
Other versions
CN1082383C (zh
Inventor
B·J·塔比特
G·马斯
K·E·克拉科威亚克
R·L·布鲁宁格
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.)
IBC Advanced Technologies Inc
Original Assignee
IBC Advanced Technologies Inc
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 IBC Advanced Technologies Inc filed Critical IBC Advanced Technologies Inc
Publication of CN1164830A publication Critical patent/CN1164830A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN1082383C publication Critical patent/CN1082383C/zh
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • 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
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
    • B01D—SEPARATION
    • B01D15/00—Separating processes involving the treatment of liquids with solid sorbents; Apparatus therefor
    • 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
    • B01J45/00—Ion-exchange in which a complex or a chelate is formed; Use of material as complex or chelate forming ion-exchangers; Treatment of material for improving the complex or chelate forming ion-exchange properties
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B26/00—Obtaining alkali, alkaline earth metals or magnesium
    • C22B26/10—Obtaining alkali metals
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
    • C22B3/00—Extraction of metal compounds from ores or concentrates by wet processes
    • C22B3/20—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching
    • C22B3/26—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds
    • C22B3/41—Treatment or purification of solutions, e.g. obtained by leaching by liquid-liquid extraction using organic compounds using a solution of normally solid organic compounds, e.g. dissolved polymers, sugars, or the like
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00—Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20—Recycling

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Organic Low-Molecular-Weight Compounds And Preparation Thereof (AREA)
  • Treatment Of Liquids With Adsorbents In General (AREA)
  • Phenolic Resins Or Amino Resins (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Removal Of Specific Substances (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

一种从含有高浓度其他碱金属离子的源溶液中除去，分离，和浓缩铯阳离子的方法，包括使该源溶液与含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂相接触。该方法对于从各种源溶液，例如来自半导体，核废料净化，金属精炼，电力，和其他工业企业的源溶液中除去铯阳离子是有用的。本发明也描述了含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂。

Description

使用聚(羟基亚芳基)聚合树脂从含有 其他碱金属的工业液流中分离铯的方法
本发明涉及一种通过使用含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂从工业液流中分离铯的方法，其中铯离子是与可以是高得多浓度的其它碱金属阳离子和其它化学品一起的混合物形式存在的。更具体地，本发明涉及一种从与其它碱金属阳离子一起的混合物溶液中除去铯阳离子的方法，该方法通过使上述溶液流过一个装填有上述含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂的柱或类似的装置而使Cs阳离子与由含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂组成的化合物形成络合物，然后从Cs离子连接到的聚合树脂的配位体部分选择性地断开Cs络合物。以比通过该柱溶液起始体积更少的体积使用收集液以除去和浓缩该分离的铯阳离子。然后可以用已知的方法回收这样除去的Cs阳离子。并且，已经从中除去铯的源溶液可以另外再被处理，利用或处置。
从含有其它碱金属阳离子和/或其它化学品的工业废溶液中分离痕量的Cs阳离子是很困难但工业上很重要的分离。上述分离有益的工业包括：半导体，核废料净化，金属精炼，电力，和其他工业企业。该分离是很困难的，因为要被除去的Cs存在的浓度范围仅是兆分之一(ppt)到低于百万分之一(ppm)的量，并且必须从存在浓度可以高达几摩尔的其它碱金属中分离出来。因此，对于该分离需要动力学快，高选择性，和强热力学相互作用的材料。
在核废料中Cs和Sr是两种最重要的放射性污染物。这是因为核废料形成后在最初的30年中137Cs和90Sr提供了约98％的热能和97％的渗透辐射。非常理想的是：选择性地除去这些元素以便大大地增强核废料的安全性和降低送到用于核废料长期地质处置储藏室的核废料体积。此外，在稀释的放射性污染物中，例如地下水中的Cs和Sr也是实际上需要处理的放射性废料问题。在美国很多地方以及世界其它国家都需要处理Cs和Sr两种类型的污染物。
过去，从核废料液流中除去铯的方法是低效的。通过各种方法已经制备了几种有机和无机离子交换聚合物用于Cs分离。一类上述材料是酚醛型聚合物，其中通过羟基甲基化将羟基苯，例如苯酚(即以前由Rohm & Haas制造和出售的CS-100)或间苯二酚与甲醛反应，并在碱或酸存在下进一步缩合，在苯环之间形成亚甲基键从而生产固体的，玻璃状的具有离子交换性质的聚合物。见，例如，美国专利4423159。这些材料尽管在铯离子络合方面有一些作用，但选择性是有限的。当存在大浓度的钾和钠时尤其如此。无机离子交换材料，例如结晶硅钛酸盐(Sandia国家实验室)和铁氰化物基的材料或者缺少所需要的选择性不能洗脱，或者不能以足够稳定的或以对有效使用实际有用的形式存在。
已知杯状芳烃(calixarene)和相关的多羟基芳香分子对铯离子具有极高的选择性，R.M.Izatt等人，美国化学会志(J.Am.Chem.Soc.)105，1782(1983)；Calixarenes，A Versatile Class of MacrocyclicCompounds(J.Vicens&V.Bohmer eds.，1991)；C.D.Gutsche，杯状芳烃(Calixarenes)(1989)。可是，为了使用这些分子进行分离，必须将该分子混进其中Cs选择性地被包含在相改变的体系中。以前在Cs分离体系中涉及多羟基芳香分子的尝试包括溶剂萃取和液体膜体系，R.M.Izatt等人，美国化学会志(J.Am.Chem.Soc.)105，1782(1983)；Calixarenes，A Versatile Class of Macrocyclic Compounds(J.Vicens & V.Bohmer eds.，1991)；C.D.Gutsche，杯状芳烃(Calixarenes)(1989)。这些体系有在体系中使用有机溶剂，相对低的动力学，随着Cs进料浓度降低效力下降，昂贵的分子损失于含水相，在分离期间形成乳液，和其它困难的缺点。此外，这些材料是相当疏水的并且并不总是保持着用于从含水体系中分离铯所需要的性质。
理想的是将羟基芳香配位体配制进稳定的亲水聚合固体树脂中，其中用于铯阳离子的羟基芳香配位体的选择性质维持在实际分离体系中，并且其中该配位体能够具有很快的动力学有效地再使用，几百或几千倍地分离。上述配位体的再使用使得其使用较经济并且有明显的工业价值。这些目的通过用甲醛与聚(羟基亚芳基)配位体和，任选地，其他烷氧基或羟基芳香化合物或甲基化的羟基芳香化合物缩合形成聚合树脂并在实际分离工艺中使用这样的含有聚(羟基亚芳基)的聚合树脂来达到。
本发明描述了用上述含有聚(羟基亚芳基)聚合树脂从工业液流，和核废料液流，尤其是与可以较大量存在但不是除去目标的其他碱金属离子一起含有铯离子的液流中选择性地除去铯。然后使用收集液通过洗脱从该配位体中除去从上述液流中分离出的Cs离子。其他碱金属是指周期表IA族选自锂，钠，钾，和铷的那些金属。在上述工业液流中也可以存在其他金属阳离子，即碱土金属和过渡金属阳离子。
聚(羟基亚芳基)配位体选自杯状[6]芳烃，杯状[8]芳烃，烷基八元酚(octol)，和1-间苯三酚基-3，5-二羟基苯(phloroglucide)。这些配位体用下面的式I到式IV表示：
杯状[6]芳烃                                      杯状[8]芳烃
Figure A9519599400091
烷基八元酚                                      1-间苯三酚基-3，5-二羟基苯
Figure A9519599400092
其中，在式III中，R是低级烷基和优选是丙基。箭头指出了在各种聚(羟基亚芳基)配位体上的反应部位。所有等同部位对于羟基甲基化反应是相同反应性的。通过将聚(羟基亚芳基)配位体与甲醛和任选地，另一个烷氧基或羟基芳香化合物或甲基化的羟基芳香化合物反应制备该聚合树脂。该反应进行如下：通过在强酸或碱存在下用甲醛将聚(羟基亚芳基)配位体的一个芳环羟基甲基化，接着与另一个烷氧基或羟基取代的芳环缩合，从而在聚(羟基亚芳基)配位体和其它取代的芳环之间形成亚甲基键，其它芳环也可以是聚(羟基亚芳基)配位体或烷氧基或羟基取代的芳香化合物，例如苯酚和苯酚衍生物，如间苯二酚和萘酚；取代的甲氧基苯，例如1，3-二甲氧基苯；和其它类似的与甲醛有反应性的化合物。人们相信，在聚合树脂中存在的这些烷氧基或羟基取代的芳香化合物降低了当使用共聚物时从与Cs一起的源溶液中被分离出来的阳离子(例如Na+和K+)的量。
缩合反应进行如下：
如由箭头所指出的，聚合反应在每个聚(羟基亚芳基)配位体的多个反应部位进行。此外，烷氧基或羟基芳香化合物，例如苯酚和间苯二酚，也具有多个反应部位，因此通过逐步聚合进行缩合反应，形成由亚甲基键桥连接的交联的芳香环，如在苯酚-甲醛型树脂中是典型的。因此，聚合物的组成可以变化。该聚合树脂是玻璃状的、可以粉碎并且是亲水的固体。它们的颜色是淡红褐色的并且仅略微皱缩和膨胀。
尽管组成可变化，但活性聚(羟基亚芳基)配位体部分是由约5-100％(摩尔)的聚合物组成的。
含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂的特征在于对存在于源溶液中的铯离子的选择性和除去性。这样的源溶液通常是高碱性PH的核废料储存溶液，中性到碱性PH的工业废水，或污染的地下水液流。如上所述，这样的离子存在于由半导体，核废料净化，金属精炼，电力，和其他工业企业产生的液流中。要被除去的Cs离子存在的浓度通常是很低的，并且是与人们不希望除去、但在溶液中其量较大的其它碱金属阳离子和络合剂或化学试剂一起的混合物。在分离装置，例如一个溶液流过的柱中完成该分离。
选择性地除去和浓缩Cs阳离子方法的特征在于从较大体积的溶液中定量和选择性地络合低浓度存在的Cs的能力。通过使一个小体积的含有从该柱定量除去Cs离子的试剂的最初的收集液流过柱而从分离柱中回收Cs阳离子。然后通过已知的方法可以完成从收集相或收集液体回收已分离的Cs阳离子。
如上所概述的，本发明描述了使用各种含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂来从含有其它碱金属阳离子的溶液中和尤其是从核废料中除去，浓缩，和分离铯阳离子。上述从中要浓缩，分离，和/或回收Cs离子的溶液在本文中称之为“源溶液”。在很多情况下，在源溶液中的Cs浓度比其它碱金属阳离子和其它阳离子(从中将要分离出Cs)的浓度要小得多。
通过选择的Cs阳离子与含有活性摩尔百分数的由式I到式IV表示的聚(羟基亚芳基)配位体聚合树脂形成配位络合物，通过使含有Cs和其它阳离子的源溶液流过装填有该树脂的柱以便将Cs阳离子吸引和键合到树脂的聚(羟基亚芳基)配位体上来完成去除和浓缩Cs。通过使收集溶液流过该柱来断开配位体/阳离子络合物，从该化合物中选择性地除去上述络合到配位体上的Cs离子。收集液使用的体积比起始源溶液的体积要小得多从而使得在收集液中回收的Cs离子较之该源溶液浓。收集液或回收液是这样的含水溶液：在该溶液中Cs阳离子是可溶的并且对Cs阳离子的亲和性比聚(羟基亚芳基)配位体大得多或使配位体质子化。在无论那种情况下，Cs离子都以在收集液中的浓缩形式从配位体中定量溶脱出来。在收集液中之后，如果需要，可以使用已知的方法完成Cs的回收。
可以通过上面所述的和在如示于下面实施例的实施例中说明的各种方法来制备含有式I到式IV中所示配位体的含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂。
                         实施例1
由间苯二酚，甲醛，和杯状[6]芳烃制备聚合物。用已知的方法(C.D.Gutsche等人，68 Org.Synth.238(1990))制备杯状[6]芳烃。在装有机械搅拌器和冷凝器的三颈园底烧瓶中将6.6g间苯二酚，6.6g杯状[6]芳烃，和4.8g的NaOH混合。在整个聚合中将该反应维持在氮气下。使混合物回流，和加入碳酸钙(12g)及混合该溶液5-45分钟。接着缓慢地加入37％的甲醛(36g)水溶液。将该混合物回流过夜。然后减压除去水，在30-75℃的真空干燥烘箱中将得到的材料干燥过夜。然后将干燥的聚合物放进搅拌着的装有水的烧杯中并用HCl酸化。将该混合物搅拌6-24小时，过滤，和干燥。然后测定所得杯状[6]芳烃含量为约17％(摩尔)的聚合物产物的离子键合性质。
                      实施例2
按照实施例1的方法，只是用苯酚(7g)替代间苯二酚。然后测定所得杯状[6]芳烃含量为约14％(摩尔)的聚合物产物的离子键合性质。
                      实施例3
按照实施例1的方法，只是用1-间苯三酚基-3，5-二羟基苯替代间苯二酚和杯状[6]芳烃。然后测定所得1-间苯三酚基-3，5-二羟基苯含量为约100％(摩尔)的聚合物产物的离子键合性质。
                      实施例4
按照实施例1的方法，只是用1，3-二甲氧基苯(7g)替代间苯二酚并在减压除去水之前将反应回流124-180小时。然后测定所得杯状[6]芳烃含量为约17％(摩尔)的聚合物产物的离子键合性质。
                      实施例5
按照实施例1的方法，只是用丙基八元酚(6.6g)替代杯状[6]芳烃。八元酚是按照54 J.Org.Chem 1305(1989)的方法(其中R基团是丙基)制备的。然后测定所得丙基八元酚含量为约20％(摩尔)的聚合物产物的离子键合性质。
                      实施例6
按照实施例1的方法，只是用丙基八元酚替代间苯二酚和杯状[6]芳烃。然后测定所得丙基八元酚含量为约100％(摩尔)的聚合物产物的离子键合性质。
                      实施例7
按照实施例1的方法，只是用杯状[8]芳烃(6.6g)替代杯状[6]芳烃。然后测定所得杯状[8]芳烃含量为约16％(摩尔)的聚合物产物的离子键合性质。
选择性和定量地从可以是浓度大得多的多种其它碱金属及也许还有其它阳离子中浓缩和除去低浓度存在的铯的方法包括：(a)使含有多种离子的源溶液与含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂相接触，其中配位体如式I到式IV所示，这使得Cs与该树脂的聚(羟基亚芳基)配位体部分络合，和(b)接着用收集液断开或溶脱出络合的Cs阳离子，在该收集液中，(i)Cs离子是可溶的，和(ii)该收集液对Cs的亲和性比聚(羟基亚芳基)配位体更大或者质子化该配位体，从而从该配位体中强脱出Cs。收集液或回收液含有浓的铯离子。
按照式V，含有聚(羟基亚芳基)配位体(PR-L)的聚合树脂起阳离子络合的作用从而吸引铯离子(Cs)：
               (式V)其中PR代表聚合树脂，L代表该树脂的聚(羟基亚芳基)配位体部分。Cs代表要被除去的铯离子。
在Cs阳离子键合到含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂上之后，接着在分离收集液中，通过使用较少体积的收集液按照式VI将这些络合的Cs阳离子从树脂中分离出来：
        (式VI)其中RL代表收集液。
本文中公开的优选实施方案包括：通过使较大体积的如上所定义的含有多种离子的源溶液(该溶液可以含有高浓度的Na和K离子，也可以含有高浓度的其它络合剂和/或螯合剂)与含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂在分离柱中相接触，源溶液先流过该柱以便如上面式V所指出的，使Cs阳离子与聚(羟基亚芳基)配位体聚合树脂络合，接着如由上面式VI所指出的，顺序流过较少体积的收集液通过该柱。
从配位体中溶脱出Cs阳离子的收集液的例子是0.5M HNO3，0.5-6M HCl，0.5-1M H2SO4，1M的醋酸等和任何具有可使Cs阳离子从该柱中溶脱出来性质的其它物质。收集液浓度的程度或量显然取决于在源溶液中的Cs阳离子的浓度和所处理的源溶液的体积。具体使用的收集液也是一个因素。一般说来，在收集液中的Cs离子浓度比在源溶液中的浓度大20-1000000倍。也可以使用其它等同的装置代替柱，例如过滤和然后用收集液洗涤以断开络合物并除去Cs阳离子的浆液。然后用本领域技术人员已知的方法从收集液中回收浓缩的Cs阳离子。
下面的例子说明当其存在于特定的源溶液中时，使用含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂如何除去，浓缩，和分离Cs阳离子。将含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂放入一个柱中。使含有一定Cs和其它碱金属阳离子，包括可以是较大浓度存在的其它金属离子的含水源溶液通过该柱。通过用泵在柱的顶部或底部加压或者在收集容器中抽真空可以提高该溶液的流速。在源溶液流过该柱后，使体积少得多的回收液(收集液)，即在该溶液中(a)Cs阳离子是可溶的和(b)收集液对Cs离子的亲和性比聚(羟基亚芳基)配位体更大或使配位体质子化以便从该配位体中强脱出Cs离子的含水溶液流过该柱。回收液(收集液)溶脱出Cs阳离子并收集它们。然后这些Cs阳离子以浓的形式存在，用于后面的回收。上面列出的收集液是举例说明性的并且也可以使用其它收集液。对回收液的唯一限制是其从聚(羟基亚芳基)配位体中有效去除Cs阳离子的能力。
下面的Cs阳离子的分离和回收实施例使用了如在实施例1-7中所述的含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂。这些例子仅仅是用来说明的，并且不能理解为使用本发明聚合树脂可以进行的Cs离子的多种分离。
                       实施例8
在本实施例中，将0.1g实施例1的聚合材料放入一个柱中。使用重量流动使100ml的10ppm的Cs在0.1M的Na2CO3中的原料溶液流过该柱。然后用5ml的去离子水洗涤该柱以除去Na离子。最后，使用5ml的0.5M的HNO3作为回收液洗脱Cs。火焰AA分光光度分析表明，从原料溶液中将Cs除到1ppm检测量以下，并且大于95％的最初在100ml原料溶液中的Cs在5ml的回收液中。
                       实施例9
在本实施例中，将0.1g实施例2的聚合材料放入一个柱中。使用重量流动使100ml的10ppm的Cs在0.1M的KNO3+4M的NaNO3+1M的NaOH中的原料溶液流过该柱。然后用5ml的去离子水洗涤该柱以除去K和Na离子。最后，使用5ml的0.5M的HNO3作为回收液洗脱Cs。火焰AA分光光度分析表明，从原料溶液中将Cs除到1ppm检测量以下，并且大于95％的最初在100ml原料溶液中的Cs在5ml的回收液中。
                      实施例10
在本实施例中，将0.1g实施例3的聚合材料放入一个柱中。另外，方法与实施例9一样并且结果也与其一样。
                     实施例11
在本实施例中，将0.1g实施例4的材料放入一个柱中。使用重量流动使100ml的10ppm的Cs在5×10-5M RbNO3，0.43M Al(NO3)3，0.15M Na2SO4，3.4M NaOH，0.23M Na2CO3，0.43M NaNO2，1.67MNaNO3，0.089M NaF和0.025M Na3PO4中的原料溶液流过该柱。该溶液类似于DOE Hanford，Washington地区核废料罐中很多上清液溶液的组成。然后用5ml的2M NaOH洗涤该柱接着用5ml去离子水洗涤该柱以除去存在的其它元素。最后，使用5ml的0.5M的HNO3作为回收液洗脱Cs。火焰AA分光光度分析表明，从原料溶液中将Cs除到1ppm检测量以下，并且大于95％的最初在100ml原料溶液中的Cs在5ml的回收液中，并且在回收液中，Na和Al的量低于检测量。
                          实施例12
重复实施例11的方法，只是还将0.12M KNO3加入到原料溶液中。结果也类似于实施例11的结果。存在钾同样有效地进行Cs分离的能力是很重要的，因为在该领域大部分状态下体系会失效。一个这样的体系是CS-100离子交换树脂，它含有苯酚/甲醛聚合物，以及相关的间苯二酚/甲醛聚合物。
                          实施例13
在本实施例中，将0.1g实施例5的聚合材料放入一个柱中。另外，方法与实施例9一样并且结果也与其一样。
尽管已经参考如式I到式IV所示的特定具体的含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂和使用它们的方法来描述和说明了本发明，但是其它这些聚(羟基亚芳基)配位体的类似物也在如在下面权利要求书所限定的本发明范围内。

Claims (17)

1.一种从含有其他碱金属阳离子的源溶液中浓缩，除去，和分离铯阳离子的方法，包括：
(a)使所述的具有最初体积的源溶液与含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂相接触，该树脂是所述的聚(羟基亚芳基)配位体，甲醛，和任选地，另一个烷氧基或羟基芳香化合物或甲基化的羟基芳香化合物的反应产物从而形成具有约5-100％(摩尔)聚(羟基亚芳基)配位体的树脂；所述聚合树脂的所述配位体部分对铯离子具有亲和性从而在铯阳离子和所述聚合树脂的聚(羟基亚芳基)配位体之间形成络合物；
(b)从与已经络合上所述铯阳离子的所述聚合树脂的接触中除去源溶液；和
(c)使具有已络合所述铯阳离子的所述聚合树脂与较少体积的含水收集液接触，在该收集液中，所述铯阳离子是可溶解的并且对上述铯阳离子具有比聚(羟基亚芳基)配位体更大的亲和性或质子化所述的配位体，由此从该配位体中定量地溶脱出上述铯阳离子并在所述的收集液中回收所述浓缩形式的铯。
2.按照权利要求1的方法，其中聚(羟基亚芳基)配位体选自下面这些化合物：
Figure A9519599400021
3.按照权利要求2的方法，其中所述的聚(羟基亚芳基)配位体是下面的化合物：
4.按照权利要求2的方法，其中所述的聚(羟基亚芳基)配位体是下面的化合物：
5.按照权利要求2的方法，其中所述的聚(羟基亚芳基)配位体是下面的化合物：
6.按照权利要求5的方法，其中R是丙基。
7.按照权利要求2的方法，其中所述的聚(羟基亚芳基)配位体是下面的化合物：
8.按照权利要求2的方法，其中所述的含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂含于填充柱中，并且其中所述的源溶液先流过所述的填充柱以便在所述铯阳离子和所述聚合树脂之间形成络合物，接着通过使所述体积的所述收集液流过所述的填充柱从所述的聚合树脂中溶脱出所述的铯阳离子和在所述收集液中以浓缩形式回收铯阳离子。
9.按照权利要求2的方法，其中所述的收集液是具有可使铯离子在所述柱中从所述聚(羟基亚芳基)配位体中断开性质的任何溶液。
10.按照权利要求9的方法，其中所述的收集液选自：0.5M HNO3，0.5-6M HCl，0.5-1M H2SO4，和1M的醋酸。
11.一种含有聚(羟基亚芳基)配位体的聚合树脂，该树脂是所述聚(羟基亚芳基)配位体，甲醛，和任选地，另一个烷氧基或羟基芳香化合物或甲基化的羟基芳香化合物的反应产物从而形成具有约5-100％(摩尔)聚(羟基亚芳基)配位体的树脂。
12.按照权利要求11的聚合树脂，其中聚(羟基亚芳基)配位体选自下面这些化合物：
Figure A9519599400051
13.按照权利要求12的聚合树脂，其中所述的聚(羟基亚芳基)配位体是下面的化合物：
Figure A9519599400052
14.按照权利要求12的聚合树脂，其中所述的聚(羟基亚芳基)配位体是下面的化合物：
15.按照权利要求12的聚合树脂，其中所述的聚(羟基亚芳基)配位体是下面的化合物：
Figure A9519599400054
16.按照权利要求15的聚合树脂，其中R是丙基。
17.按照权利要求12的聚合树脂，其中所述的聚(羟基亚芳基)配位体是下面的化合物：
CN95195994A 1994-11-04 1995-11-02 使用聚(羟基亚芳基)聚合树脂从含有铯和其他碱金属的工业液流中分离铯的方法 Expired - Fee Related CN1082383C (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/334,789 US5656702A (en) 1994-11-04 1994-11-04 Processes for separating cesium from industrial streams containing other alkali metals using poly(hydroxyarylene) polymeric resins
US08/334,789 1994-11-04

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN1164830A true CN1164830A (zh) 1997-11-12
CN1082383C CN1082383C (zh) 2002-04-10

Family

ID=23308844

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN95195994A Expired - Fee Related CN1082383C (zh) 1994-11-04 1995-11-02 使用聚(羟基亚芳基)聚合树脂从含有铯和其他碱金属的工业液流中分离铯的方法

Country Status (14)

Country Link
US (2) US5656702A (zh)
EP (1) EP0789608B1 (zh)
JP (1) JP3853361B2 (zh)
CN (1) CN1082383C (zh)
AU (1) AU4101896A (zh)
CA (1) CA2204112C (zh)
DE (1) DE69526242T2 (zh)
IL (1) IL115827A (zh)
RU (1) RU2135284C1 (zh)
TR (1) TR199501340A2 (zh)
TW (1) TW290471B (zh)
UA (1) UA50724C2 (zh)
WO (1) WO1996014125A1 (zh)
ZA (1) ZA959312B (zh)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104054137A (zh) * 2012-01-18 2014-09-17 大日精化工业株式会社 放射性铯的除去方法、用于除去放射性铯的亲水性树脂组合物、放射性碘和放射性铯的除去方法以及用于除去放射性碘和放射性铯的亲水性树脂组合物
CN114452950A (zh) * 2021-12-15 2022-05-10 淮阴工学院 一种高强度双交联网络铷/铯特效吸附剂的制备方法及应用

Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6217743B1 (en) 1997-02-12 2001-04-17 Sachem, Inc. Process for recovering organic hydroxides from waste solutions
US5868916A (en) * 1997-02-12 1999-02-09 Sachem, Inc. Process for recovering organic hydroxides from waste solutions
US6335420B1 (en) 1999-11-22 2002-01-01 Ibc Advanced Technologies, Inc. Polyamide ligand-containing polymeric resins and methods of using the same for removing, separating and/or concentrating desired metal ions from solutions
KR101669705B1 (ko) * 2009-09-09 2016-10-27 미츠비시 가스 가가쿠 가부시키가이샤 환상 화합물, 그 제조 방법, 감방사선성 조성물 및 레지스트 패턴 형성 방법
RU2521379C1 (ru) * 2013-02-13 2014-06-27 Закрытое Акционерное Общество "Аксион-Редкие И Драгоценные Металлы" Способ получения сорбента для селективного извлечения цезия
CN105009223B (zh) * 2013-02-19 2017-04-12 大日精化工业株式会社 放射性碘、放射性铯的除去方法以及除去用的亲水性树脂组合物
JP6434265B2 (ja) * 2014-09-24 2018-12-05 株式会社神戸製鋼所 汚染水処理用吸着塔及び汚染水処理方法
RU2693174C1 (ru) * 2018-11-26 2019-07-01 Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт химии Дальневосточного отделения Российской академии наук (ИХ ДВО РАН) Способ получения сорбентов для извлечения цезия из высокоминерализованных щелочных сред

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE412265A (zh) * 1934-11-13
US4423159A (en) * 1982-05-05 1983-12-27 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Phenolic cation exchange resin material for recovery of cesium and strontium
JPS60202113A (ja) * 1984-03-26 1985-10-12 Hitachi Chem Co Ltd ８環状体フエノ−ルホルムアルデヒド樹脂の製造方法
WO1991009891A1 (en) * 1990-01-03 1991-07-11 The United States Department Of Energy Cesium-specific phenolic ion exchange resin
US5143784A (en) * 1990-05-10 1992-09-01 Nec Corporation Soluble calixarene derivative and films thereof
JPH05271149A (ja) * 1992-03-27 1993-10-19 Mitsui Cyanamid Co 新規カリックスアレーン誘導体、該誘導体を有効成分とする希土類金属の抽出剤、および希土類金属の分離精製方法

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104054137A (zh) * 2012-01-18 2014-09-17 大日精化工业株式会社 放射性铯的除去方法、用于除去放射性铯的亲水性树脂组合物、放射性碘和放射性铯的除去方法以及用于除去放射性碘和放射性铯的亲水性树脂组合物
CN104054137B (zh) * 2012-01-18 2016-09-07 大日精化工业株式会社 放射性铯的除去方法、用于除去放射性铯的亲水性树脂组合物、放射性碘和放射性铯的除去方法以及用于除去放射性碘和放射性铯的亲水性树脂组合物
CN114452950A (zh) * 2021-12-15 2022-05-10 淮阴工学院 一种高强度双交联网络铷/铯特效吸附剂的制备方法及应用
CN114452950B (zh) * 2021-12-15 2023-10-20 淮阴工学院 一种高强度双交联网络铷/铯特效吸附剂的制备方法及应用

Also Published As

Publication number Publication date
RU2135284C1 (ru) 1999-08-27
DE69526242T2 (de) 2002-11-14
CA2204112C (en) 2002-04-09
TR199501340A2 (tr) 1997-02-21
ZA959312B (en) 1996-05-29
US5789496A (en) 1998-08-04
WO1996014125A1 (en) 1996-05-17
CA2204112A1 (en) 1996-05-17
EP0789608A4 (en) 1998-10-21
US5656702A (en) 1997-08-12
JP3853361B2 (ja) 2006-12-06
AU4101896A (en) 1996-05-31
CN1082383C (zh) 2002-04-10
JPH10510202A (ja) 1998-10-06
IL115827A0 (en) 1996-01-19
TW290471B (zh) 1996-11-11
IL115827A (en) 2000-08-31
EP0789608B1 (en) 2002-04-03
UA50724C2 (uk) 2002-11-15
EP0789608A1 (en) 1997-08-20
DE69526242D1 (de) 2002-05-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN1082383C (zh) 使用聚(羟基亚芳基)聚合树脂从含有铯和其他碱金属的工业液流中分离铯的方法
Sengupta et al. Selective alum recovery from clarifier sludge
CN1145976C (zh) 放射性物质去污方法
Adhikari et al. Recovery of precious metals by using chemically modified waste paper
CN1262665A (zh) 从水中脱除五价砷的方法
Hermassi et al. Impact of functional group types in ion exchange resins on rare earth element recovery from treated acid mine waters
Othman et al. Liquid-liquid extraction of palladium from simulated liquid waste using phosphinic acid as a carrier
Dumont et al. Extraction of cesium from an alkaline leaching solution of spent catalysts using an ion-exchange column
Rahman et al. Selective separation of radiocesium from complex aqueous matrices using dual solid-phase extraction systems
Juang et al. Separation of zinc and copper from aqueous sulfate solutions using bis (2-ethylhexyl) phosphoric acid-impregnated macroporous resin
Prabhakaran et al. Extraction of U (VI), Th (IV), and La (III) from acidic streams and geological samples using AXAD-16–POPDE polymer
Castillo et al. Solid-phase organic synthesis of sensing sorbent materials for copper and lead recovery
Dasthaiah et al. Ionic liquid modified silica gel for the sorption of americium (III) and europium (III) from dilute nitric acid medium
Abdel-Galil chemical studies and sorption behavior of some hazardous metal ions on polyacrylamide stannic (IV) molybdophosphate as' organic-inorganic'composite cation-exchanger
Nazarova et al. Sorption of vanadium (V) ions by chemically modified chelating adsorbent based on maleic anhydride styrene copolymer and its application to industrial water samples
JP3985018B2 (ja) リグノフェノール誘導体およびリグニン由来陽イオン交換剤
Ciopec et al. Adsorption of trace metals by XAD7 impregnated resins with Di-(2-ethylhexyl)-Phosphoric acid (DEHPA)
Street Jr et al. Lead removal from synthetic leachate matrices by a novel ion-exchange material
Kney et al. Synthesis and characterization of a new class of hybrid inorganic sorbents for heavy metals removal
Sun et al. Efficiently selective adsorption Rb (I) based on ion-imprinted membrane chromatography: Batch adsorption and dynamic filtration
Man et al. Thorium Between Removing, Recovery and Recycling: A Membrane Challenge for Urban Mining
Abasi et al. DESORPTION STUDIES OF Pb, Cd, AND Fe (III) IONS FROM UNMODIFIED RAPHIA PALM FRUIT (RAPHIA HOOKERI)
Horwitz et al. Recent advances in the chemistry and applications of the Diphonix resins
RU2116125C1 (ru) Слоистые адсорбенты и твердые экстрагенты
Barkatt et al. Properties of novel selective ion exchangers for nuclear plant applications

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant
C19 Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee
CF01 Termination of patent right due to non-payment of annual fee