專利名稱：一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鈾礦水冶技術(shù)，具體涉及一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法。
技術(shù)背景
在鈾礦開采及水冶生產(chǎn)過程中，生產(chǎn)大量廢水。這些生產(chǎn)廢水不僅含有放射性核素鈾、釷、鐳等，而且含有大量的非放射性元素汞、鎘、鉻、砷、銅、鋅、錳、氟離子、及硫酸根離子。它們的組成與礦石特性、采礦方法及處理工藝有關(guān)。這些元素和離子即使在很低的濃度下，對(duì)環(huán)境也是非常有害的。因此，鈾工業(yè)生產(chǎn)的廢水必須以適當(dāng)方法處理后，才能排放入自然環(huán)境。
由于環(huán)境意識(shí)的不斷增強(qiáng)和政府管理立法的要求，在鈾廢水排放到環(huán)境之前，必須要有經(jīng)濟(jì)而可行的方法進(jìn)行處理，以達(dá)到環(huán)保的要求。氯化鋇沉淀法處理酸性鈾工業(yè)廢水研究報(bào)道很多，應(yīng)用也很廣泛，是一種處理鈾工業(yè)廢水經(jīng)典、有效的方法。該方法的基本原理是利用廢水中存在的硫酸根離子，加入氯化鋇后生成BaSO4沉淀，然后與鐳發(fā)生同晶置換作用生成共沉物Ba (Ra) S04。再通過加入石灰乳調(diào)pH值，使溶液中的鈾、釷等天然放射性核素降低到排放標(biāo)準(zhǔn)。在用石灰乳調(diào)節(jié)PH的同時(shí)，使錳、鎂等陰離子形成絮狀沉淀物，對(duì) Ba(Ra) SO4沉淀起絮凝載帶作用，從而加速其沉降。該方法操作方便，除鐳效果好。缺點(diǎn)是所形成的沉渣含水分高，不易壓縮，且沉降速度較慢，需要較大的沉降槽。因此，對(duì)該方法的改進(jìn)研究有加入絮凝劑的方法，加快沉降速度，提高沉降槽的處理能力和用流化床處理技術(shù)， 及氯化鋇沉淀-污渣循環(huán)處理工藝，減少沉渣產(chǎn)量和改善渣的沉降性能。
在我國的鈾礦石資源中，礦石分布地域性很廣，礦點(diǎn)多，鈾礦品位低，雜質(zhì)元素多， 尤其在華南、華東和東北的硬質(zhì)鈾礦中如此。這些雜質(zhì)元素和目標(biāo)元素鈾在酸性浸出過程中一同被浸出來，在用離子交換或溶劑萃取鈾后，這些雜質(zhì)元素或離子存在與酸性鈾工藝廢水中，用中和法和氯化鋇沉淀載帶法可除去放射性核素鈾、釷和鐳大部分重金屬離子，但氟離子很難去除達(dá)到工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)要求(氟離子濃度< 10mg/L，《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》 GB8978-1996)。發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其適合于處理鈾工藝廢水中的氟離子。
本發(fā)明所述的一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其包括如下步驟
(1)向酸性鈾工藝廢水中加入Ca(OH)2中和，使溶液的pH值控制在7 8;
(2)在步驟(1)所得的溶液硫酸根濃度P (S02_4)彡250mg/l的情況下，加入BaCl2 除鐳，加入除氟試劑除氟，然后在5 25°C下攪拌反應(yīng)30 60min ；所述BaCl2的加入質(zhì)量為每升溶液中加入5 30mg BaCl2 ；所述除氟試劑的加入質(zhì)量為溶液中氟的質(zhì)量濃度的 60 70倍；
(3)然后向步驟(2)所得溶液在加入Ca(OH)2*和，使溶液的pH值控制在10.5 11. 5 ；(4)對(duì)步驟(3)所得溶液進(jìn)行固液分離；將分離得到的下部底流的40 60wt%返回步驟C3)循環(huán)操作，循環(huán)次數(shù)為10 20次，其余的底流送尾礦庫儲(chǔ)存；將分離得到的上部溢流用濃硫酸進(jìn)行中和，控制PH值 8，即為符合排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢水，其可外排或用于
工業(yè)生產(chǎn)。本發(fā)明所述的另一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其包括如下步驟(1)向酸性鈾工藝廢水中加入Ca(OH)2中和，使溶液的pH值控制在7 8;(2)在步驟⑴所得的溶液硫酸根濃度P (S02_4)彡250mg/l的情況下，加入BaCl2 除鐳，然后在5 25°C下攪拌反應(yīng)30 60min ；所述BaCl2的加入質(zhì)量為每升溶液中加入 5 3Omg BaCl2 ；(3)然后向步驟(2)所得溶液加入Ca(OH)2中和，使溶液的pH值控制在10. 5 11. 5 ；(4)對(duì)步驟(3)所得溶液進(jìn)行固液分離；將分離得到的下部底流的40 60wt% 返回步驟C3)循環(huán)操作，循環(huán)次數(shù)為10 20次，其余的底流送尾礦庫儲(chǔ)存；將分離得到的上部溢流加入除氟試劑除氟，除氟試劑的加入質(zhì)量為溶液中氟的質(zhì)量濃度的60 70倍，在 5 25°C下攪拌反應(yīng)30 60min，固液分離；對(duì)清液用濃硫酸進(jìn)行中和，控制pH值 8，即為符合排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢水，其可外排或用于工業(yè)生產(chǎn)。如上所述的一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其所述的酸性鈾工藝廢水中， 鈾濃度0. 5 35mg/L，氟濃度15 980mg/L，鐳濃度1 110Bq/L ；如上所述的一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其步驟(1)和/或步驟(3)中使用的Ca(OH)2為10 15wt%的Ca(OH)2溶液。如上所述的一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其所述的除氟試劑為硫酸鋁或氯化鎂。所述的除氟試劑中還可以包括1 30ppm的聚丙烯酰胺。如上所述的一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其所述的除氟試劑為硫酸鋁和氯化鎂的混合物。所述的除氟試劑中還可以包括1 30ppm的聚丙烯酰胺。本發(fā)明的效果在于本發(fā)明用Ca(OH)2中和-加除氟試劑和氯化鋇-污渣循環(huán)工藝不僅去除了酸性鈾工藝廢水中的放射性核素鈾、釷、鐳，而且有效的去除有害元素氟、錳等離子，使處理后的鈾工業(yè)廢水達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。該方法操作簡便，節(jié)約試劑，污渣含水分少，沉降速度快。(1)用Ca(OH)2中和法沉淀大部分重金屬離子，使提取鈾后的尾液中有害元素或離子降到較低水平；(2)結(jié)合氯化鋇共沉淀載帶法，使取提鈾尾液中高放射性元素鐳降到工業(yè)排放標(biāo)準(zhǔn)(C(Ra) ( 1. OBq/L)；(3)再加入除氟試劑，使處理后鈾的尾液中氟離子濃度降低到工業(yè)廢水排放標(biāo)準(zhǔn)要求(氟離子濃度彡10mg/L，《污水綜合排放標(biāo)準(zhǔn)》GB8978-1996))，且實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該除氟試劑對(duì)去除鈾廢水中的磷效果很好，廢水中磷濃度達(dá)到一級(jí)排放標(biāo)準(zhǔn)(磷濃度<0.5mg/L)；(4)用沉淀污渣循環(huán)技術(shù)，提高含鈾酸性工藝廢水綜合處理水平，改善沉淀尾渣性能，降低尾渣含水率，節(jié)約試劑消耗。


圖1為本發(fā)明所述的一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法工藝流程圖。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明所述的一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法作進(jìn)一步描述。
實(shí)施例1
實(shí)施例中酸性鈾工藝廢水來源于某鈾礦山酸性工業(yè)生產(chǎn)廢水，其成份組成分析結(jié)果如下表。
表1廢水組成mg/L
權(quán)利要求
1.一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)向酸性鈾工藝廢水中加入Ca(OH)2中和，使溶液的pH值控制在7 8；(2)在步驟(1)所得的溶液硫酸根濃度P(S02_4)彡250mg/l的情況下，加入BaCl2除鐳，加入除氟試劑除氟，然后在5 25°C下攪拌反應(yīng)30 60min ；所述BaCl2的加入質(zhì)量為每升溶液中加入5 30mg BaCl2 ；所述除氟試劑的加入質(zhì)量為溶液中氟的質(zhì)量濃度的60 70倍；(3)然后向步驟(2)所得溶液加入Ca(OH)2中和，使溶液的pH值控制在10.5 11. 5 ；(4)對(duì)步驟C3)所得溶液進(jìn)行固液分離；將分離得到的下部底流的40 60wt%返回步驟C3)循環(huán)操作，循環(huán)次數(shù)為10 20次，其余的底流送尾礦庫儲(chǔ)存；將分離得到的上部溢流用濃硫酸進(jìn)行中和，控制PH值 8，即為符合排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢水，其可外排或用于工業(yè)生產(chǎn)。
2.—種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其特征在于該方法包括如下步驟(1)向酸性鈾工藝廢水中加入Ca(OH)2中和，使溶液的pH值控制在7 8；(2)在步驟(1)所得的溶液硫酸根濃度P(S02_4)彡250mg/l的情況下，加入BaCl2除鐳，然后在5 25°C下攪拌反應(yīng)30 60min ；所述BaCl2的加入質(zhì)量為每升溶液中加入5 30mg BaCl2 ；(3)然后向步驟(2)所得溶液在加入Ca(OH)2中和，使溶液的pH值控制在10.5 11. 5 ；(4)對(duì)步驟C3)所得溶液進(jìn)行固液分離；將分離得到的下部底流的40 60wt%返回步驟C3)循環(huán)操作，循環(huán)次數(shù)為10 20次，其余的底流送尾礦庫儲(chǔ)存；將分離得到的上部溢流加入除氟試劑除氟，除氟試劑的加入質(zhì)量為溶液中氟的質(zhì)量濃度的60 70倍，在5 25°C下攪拌反應(yīng)30 60min，固液分離；對(duì)清液用濃硫酸進(jìn)行中和，控制PH值 8，即為符合排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢水，其可外排或用于工業(yè)生產(chǎn)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其特征在于所述的酸性鈾工藝廢水中，鈾濃度0. 5 35mg/L，氟濃度15 980mg/L，鐳濃度1 110Bq/L。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其特征在于步驟(1)和/或步驟⑶中使用的Ca(OH)2為10 15wt%的Ca(OH)2溶液。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其特征在于所述的除氟試劑為硫酸鋁或氯化鎂。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其特征在于所述的除氟試劑中還包括1 30ppm的聚丙烯酰胺。
7.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其特征在于所述的除氟試劑為硫酸鋁和氯化鎂的混合物。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其特征在于所述的除氟試劑中還包括1 30ppm的聚丙烯酰胺。
全文摘要
本發(fā)明提供一種酸性鈾工藝廢水中氟的去除方法，其步驟(1)向酸性鈾工藝廢水中加入Ca(OH)2中和；(2)在溶液硫酸根濃度ρ(SO2-4)≥250mg/l的情況下，加入BaCl2除鐳，加入除氟試劑除氟；(3)然后加入Ca(OH)2中和；(4)對(duì)所得溶液進(jìn)行固液分離；將分離得到的下部底流的40～60wt％返回步驟(3)循環(huán)操作，循環(huán)次數(shù)為10～20次，其余的底流送尾礦庫儲(chǔ)存；將分離得到的上部溢流用濃硫酸進(jìn)行中和，控制pH值≈8，即為符合排放標(biāo)準(zhǔn)的工業(yè)廢水。本發(fā)明工藝不僅去除了酸性鈾工藝廢水中的放射性核素鈾、釷、鐳，而且有效的去除有害元素氟、錳等離子，使處理后的鈾工業(yè)廢水達(dá)到了排放標(biāo)準(zhǔn)。該方法操作簡便，節(jié)約試劑，污渣含水分少，沉降速度快。
文檔編號(hào)C02F101/20GK102491555SQ20111039392
公開日2012年6月13日 申請(qǐng)日期2011年12月1日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月1日
發(fā)明者吳旭紅, 張建國, 王亮 申請(qǐng)人:核工業(yè)北京化工冶金研究院