CN85100138A - 用二氧化碳再生放射性离子交换树脂的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明属于放射性离子交换树脂的再生技术。
用二氧化碳做再生剂，再生活化产物锶、铯、锌、钴等所饱和的离子交换树脂(包括弱酸、弱碱和强碱、螯合等树脂)，在体系中，其交换产物是以二氧化碳代替酸、碱法再生产生的盐。结果表明：被Pm147吸附饱和后的弱酸树脂，用二氧化碳再生后，交换容量恢复到初始值，二次废液量比酸、碱再生法减少十几倍甚至几十倍。应用于核电站放射性废水处理系统与反应堆主回路水系统，可大大减少水处理成本及核废物处理费用。

Description

本发明属于放射性离子交换树脂的再生技术。
通常对吸附饱和后的放射性离子交换树脂采用两种处理方法：一种是用酸、碱再生方法。例如“离子交换技术”关于放射性离子交换树脂的再生，用此法再生需消耗大量的酸、碱，不仅二次废液量大，而且再生废液的含盐量高，给后续的固化工艺带来很大的困难。另一种方法是直接将被放射性元素饱和后的离子交换树脂连同交换柱一起作为固体废物进行处置，此处理方法虽无废液产生，但操作麻烦，经济上很浪费。
本发明的目的是利用气态介质二氧化碳再生树脂，可极大地降低再生剂耗量和对环境的二次污染，也可减少放射性废物处理和处置的负荷。
本发明的另一目的是大大地减少运行费用。再生只消耗价廉的二氧化碳气和少量的无离子水，运行费仅为酸碱再生的十几分之一。
本发明的第三个目的是适合于放射性操作自动化和遥控。
离子交换树脂的交换过程一般系可逆过程。基于不同类型树脂的解离行为不同，用对健康和环境无害的二氧化碳作再生剂，使用离子交换法从放射性水中除盐的新工艺，例如“以二氧化碳作为再生剂，用离子交换法从水中部分除盐”。（Partial    Demineralization    of    Water    by    Ion    exchange    USing    Carbon    Dioxide    as    Regenerant    by    Wolfgang    H.Hoell    and    Wolfgang    Feuerstein）
对于弱酸和强碱树脂可依据下列交换原理进行再生：
Figure 85100138_IMG1
反应向右进行为除盐过程，相反，反应向左进行为再生过程。
本发明的除盐和再生化学反应式为：
Figure 85100138_IMG2
弱酸性树脂的官能团（-COOH）其PK值（K为解离常数）介于4～6之间，只有当溶液的PH值高于官能团的PK值时，这种树脂才能明显地解离，因此只适用于与弱酸溶液中的阳离子进行交换。二氧化碳的分压是交换过程的推动力。
图1为二氧化碳再生放射性离子交换树脂的流程：由泵4将缸5的无离子水打入交换柱3中。二氧化碳气从钢瓶1流入流量计2，再进入交换柱3的底部并在柱内进行鼓泡，二氧化碳气经交换柱上部的阀7排出。废液经阀8排入缸5。
再生效果是十分明显的，产生的废液量少，操作简单方便，树脂再生后的交换容量能达到初始值。
应用范围：再生核电站及其他反应堆的活化产物所饱和的离子交换树脂。再生压水堆含硼的放射性离子交换树脂。
实施例
于φ25×800的有机玻璃交换柱中，装入50毫升的501＃螯合树脂（结构式为：
Figure 85100138_IMG3
），用P147 m原液流过树脂，使其饱和，此时测得树脂的交换容量为2.7毫克当量/克干树脂按图1接好再生装置，先用泵4将缸5的无离子水打入交换柱3中，循环1小时。将二氧化碳气通入交换柱3中，其分压为1公斤/厘米2，流量为400毫升/分，通气时间为24小时。为了维持足够的再生效果，交换柱中的无离子水更新过三次（8小时、16小时、20小时各一次），排出废液的PH值为6.5，排出总废液量为1.4公斤，再生后测得树脂的交换容量为4.7毫克当量/克干树脂（初始交换容量亦为4.7毫克当量/克干树脂）。将再生后501＃螯合树脂再净化P147 m原水（比放为7.35×10-6居里/升），交换柱出口的比放为7.07×10-7居里/升，与树脂再生前的净化效率和去污因数相同。

Claims (3)

1、一种用二氧化碳再生离子交换树脂的方法，其特征在于所说的离子交换树脂是放射性树脂，将二氧化碳及无离子水由下向上通入交换柱中进行鼓泡，用控制二氧化碳的分压和间歇的排出废液来控制PH值大于PK值。
2、按照权利要求1所述的方法，其特征在于用二氧化碳做再生剂，再生被活化产物如Sr90、Cs137、Zn65、Co69等所饱和的离子交换树脂。所有再生的树脂可为弱酸、弱碱、强碱、螯合、型离子交换树脂。
3、按照权利要求1所述的方法，其特征在于用二氧化碳再生吸附Pm147的弱酸树脂，控制PH值的范围为4～10，二氧化碳的分压为1～10巴。
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