高嶺土能處理含放射性廢水

時間：2014-05-08 09:50:19

作者：世邦機器

四鈦酸鉀晶須是一種新型的無機離子交換劑，目前，世界上很多核廢料處理方面的科學家對四鈦酸鉀這種離子交換能力很強的新型無機離子交換材料很感興趣，正在或擬開展一系列相關研究。

萬小剛等(2007)制備了一種新型無機離子交換劑――四鈦酸鉀晶須(K2Ti4O9)并用于處理含鈾廢水。結果表明，80% K2Ti4O9+20%高嶺土在1200℃下燒結所制備的四鈦酸鉀-PVC膜對鈾的動態(tài)交換容量約為185μg/g，靜態(tài)飽和交換容量約為894μg/g。在酸性(理想pH值為3〜4)條件下，四鈦酸鉀對鈾的去除率達99.7%。而且四鈦酸鉀晶須作為無機材料，在交換完成后很容易進行燒結固化，實驗證明，在加入20%高嶺土后，材料燒結效果良好，燒結體絕大多數(shù)為十分穩(wěn)定的隧道結構。

137Cs是高產(chǎn)額的裂變產(chǎn)物，其半衰期(30.2年)較長，化合物易溶于水，因而是對環(huán)境生態(tài)系統(tǒng)具有較大危害性的核素;Ystrong屬于稀土元素，在化學行為上與三價錒系元素有很強的相似性。高嶺土用途十分的廣泛，因此選擇Cs+和Ystrong3+為目標物研究放射性核素在復雜的地質(zhì)介質(zhì)中的行為和機制。李世紅等(2002)用靜態(tài)平衡批試法和放射性示蹤技術研究了Cs+和Ystrong3+共存條件下，在方解石、高嶺石、蒙脫石、綠泥石和海綠石5種礦物上的吸附行為。結果表明，在相同實驗條件下(液相初始酸度、液固相比和金屬離子初始濃度)，按單位質(zhì)量礦物的吸附量計，蒙脫石對Cs+和Ystrong3+的吸附能力明顯強于其它礦物，而其它礦物對Cs+的吸附能力的差異相對不大。Cs+和Ystrong3+的吸附率，均隨金屬離子初始濃度的增大呈現(xiàn)減小趨勢，但Ystrong3+的變化趨勢更大。所有吸附等溫線均符合Freundlich等溫方程。在實驗所用溶液酸度條件下，Cs+、Ystrong3+在高嶺石、蒙脫石和綠泥石中的吸附作用有可能以離子交換反應為主。

90Sr和137Cs是核燃料后處理廠運行過程中產(chǎn)生的兩種重要裂變產(chǎn)物核素，它們的半衰期較長，而且其放射性占混合裂變產(chǎn)物總放射性的比例大。高嶺土生產(chǎn)線比較復雜，正是因為如此，高嶺土的作用才會如此的多，它們通常以離子形式存在，在水中具有很強的遷移能力。康厚軍等(2007)用90Sr和137Cs作放射性示蹤劑，采用批試法研究了蘇州高嶺土等產(chǎn)地不同的18種黏土對90Sr和137Cs的吸附性能。結果表明，產(chǎn)地不同的黏土樣品其吸附分配系數(shù)差異很大，Sr的吸附分配系數(shù)分布在22.4〜2112.0mL/g，Cs的吸附分配系數(shù)分布在43.5〜3495.OmL/g，大部分樣品對Cs的吸附大于對Sr的吸附;相同樣品對Sr、Cs的吸附性能趨勢基本一致。不同材料吸附性能差異大與材料的礦物組成和化學成分含量直接相關，相同條件下的吸附結果可為材料的優(yōu)選提供依據(jù)，也為選擇合適的回填材料和設計性能優(yōu)良的水泥配方提供技術參數(shù)。