有技術(shù)的上述不足而提供一種新的高鹽含鈾廢水廢水快速除鈾降鹽的方法。
[0019]本發(fā)明提供的鈾廢水的快速降鹽處理方法其除U原理如下:
[0020]1、溶劑析出原理本發(fā)明系高鹽廢水的冰點(diǎn)較純水冰點(diǎn)更低，在降溫處理過程中，廢水中的水分優(yōu)先結(jié)冰，同時(shí)伴隨冰晶的生成僅有極少量的鹽分會存在于冰之中。通過控制降溫條件，起到既將廢水濃縮減容又可使水分從廢水中脫離而達(dá)標(biāo)排放的目的。
[0021]2、溶質(zhì)析出原理本發(fā)明中配合反應(yīng)生成物為磷酸鈾酰云母、鈾鈣礬、鈣鈾云母、纖碳鈾礦、鈾酰碳酸鹽礦物、菱鈣鈾礦等。以下以投加磷酸二氫鈣為例說明其原理:
[0022]鈾酰離子及廢水中鹽分與磷酸二氫鈣反應(yīng)生成不溶于水的沉淀?；瘜W(xué)反應(yīng)式為:
[0023]Ca(H2PO4)2+U022++F>C032^Ca(U02)2(P04)2.6H2(H+U02C03丄+CaC03丄+CaF2丄
[0024]用磷酸二氫鈣處理高鹽含鈾模擬廢水(超純水配置)，干燥固液分離后的沉淀，經(jīng)能譜(EDS)進(jìn)行元素分析、掃描電鏡(SEM)進(jìn)行形貌分析，再通過X-射線衍射儀(XRD)進(jìn)行物相分析，結(jié)果表明該沉淀是一種絮狀混合物，主要由元素0、P、Ca、U、C、F組成。
[0025]主要成分是六水合磷酸氫鈾酰鈣(鈣鈾云母)Ca(U02)2(P04)2.6H20、碳酸鈾酰(UO2CO3)、碳酸鈣(CaC03)、氟化鈣(CaF2)等其他鹽成分。
[0026]本發(fā)明的技術(shù)方案是:一種高鹽含鈾廢水或廢液快速除鈾降鹽方法，依次包括如下步驟:
[0027]1、高強(qiáng)度固析采用降溫處理，控制環(huán)境溫度在_180°C?5°C之間持續(xù)lOmin?4h使得廢水或廢液中部分溶劑以固體形式析出，使廢水或廢液得到濃縮減容。其中，固液分離后的固體物采用機(jī)械粉碎或自然溶解方式使其回歸液態(tài)得到低鈾清液1，無需額外加熱。或采用噴霧固析的方式，通過工程手段控制空間為溫度梯度變化形式，從而使鹽分與水分分離，得到濃縮液和清液1;其中清液1鈾濃度在0.05?5mg/L之間，進(jìn)入深度凈化工序。高強(qiáng)度固析采用靜態(tài)降溫結(jié)合機(jī)械臂打撈破碎溶解的方式進(jìn)行，或采用連續(xù)隧道溫度遞降結(jié)合機(jī)械破碎自然溶解的方式進(jìn)行，或者采用噴霧隧道溫度遞降結(jié)合自然溶解的方式進(jìn)行，或上述幾種方式的多種組合。其中噴霧固析可配合以塔式和隧道式結(jié)構(gòu)，依靠溶液中物質(zhì)含量的不同會引起其冰點(diǎn)溫度的差異，進(jìn)行含低濃度鈾溶劑物質(zhì)的初步分離。其中，高低溫度起點(diǎn)和終點(diǎn)、溫度梯度設(shè)置、隧道內(nèi)物質(zhì)移動速率、隧道長短等參數(shù)依據(jù)溶劑種類和鹽濃度綜合確定。
[0028]2、配合反應(yīng)
[0029]①配合反應(yīng)晶析以鈾:反應(yīng)劑=2?20:1(質(zhì)量濃度比)投加高價(jià)可溶性鹽或有機(jī)弱酸或有機(jī)弱酸鹽，投加入陰離子為磷酸根、磷酸氫根、磷酸二氫根、礬酸根、硼酸根、鉬酸根、鎳酸根、硅酸根等?？扇苄杂袡C(jī)弱酸如草酸即乙二酸、乙酸、丙酸、高氯酸、胡敏酸、富里酸、檸檬酸、蘋果酸、酒石酸、葉酸、硬脂酸、苯甲酸、山梨酸等?？扇苄杂袡C(jī)弱酸鹽如草酸鹽即乙二酸鹽、乙酸鹽、丙酸鹽、高氯酸鹽、胡敏酸鹽、富里酸鹽、檸檬酸鹽、蘋果酸鹽、酒石酸鹽、葉酸鹽、硬脂酸鹽、苯甲酸鹽、山梨酸鹽等。控制轉(zhuǎn)速在50?300rpm下攪拌15min?4h，即可快速降低廢水或廢液中的鈾及部分鹽的濃度，形成粒狀、片狀、纖狀或其它異形沉淀物，該沉淀物為鈾的礦物類晶體或非晶物質(zhì)；形成片狀沉淀物，該沉淀物為有機(jī)酸鹽如草酸鈾酰、乙酸鈾酰、丙酸鈾酰、鈾酰高氯酸鹽、胡敏酸鈾酰、富里酸鈾酰等，或者為無機(jī)酸鹽如磷酸鈾酰、硅酸鈾酰、硼酸鈾酰、釩酸釩酸等，或者為系列礦物如磷酸鈾酰云母、鈾鈣礬、鈣鈾云母、纖碳鈾礦、鈾酰碳酸鹽礦物、菱鈣鈾礦、硅鈣鈾礦、釩鉀鈾礦、水鈾礦、水硅鈾礦、水釩鈾礦、水菱鈾礦、水硅鈣鈾礦、水鈾礬、黃釩鈾礦、菱鎂鈾礦、黃鉬鈾礦、深黃鈾礦、鎂鉬鈾礦、黃鉀鈾礦、硅鉀鈾礦、磷鈾礦、褐鉬鈾礦和各種準(zhǔn)鈾礦等。
[0030]②固液分離若配合反應(yīng)生成的各種形狀沉淀物粒徑大小在10nm?lOOOnm之間，可以采用超濾技術(shù)進(jìn)行固液分離;若配合反應(yīng)生成的片狀沉淀物粒徑大小在lOOOnm?1000Mi之間，可以采用微濾或離心沉降的技術(shù)進(jìn)行固液分離;若配合反應(yīng)生成大顆粒或纖狀物，粒徑大于ΙΟΟΟμπι，可以采用普通細(xì)網(wǎng)過濾的方式進(jìn)行固液分離；固液分離后得礦物相沉淀和清液2，其中若清液2鈾濃度在0.05?5mg/L之間，記為清液2-1進(jìn)入深度凈化工序;若清液2鈾濃度在大于5mg/L，記為清液2-2轉(zhuǎn)回到高強(qiáng)度固析工序。
[0031]配合反應(yīng)處理過程中適情況加入絮凝劑等，投加按體積比絮凝劑:廢水(液)=1:800?1000加入絮凝劑，所述的絮凝劑可以是無機(jī)絮凝劑如硫酸鋁、氯化鋁、硫酸鐵和氯化鐵等，或者是改性的陽離子無機(jī)絮凝劑如聚硅酸硫酸鐵、聚磷氯化鐵、聚磷氯化鋁、聚硅酸鐵、聚合硫酸氯化鐵鋁、聚合硫酸鐵、聚氯化鋁和聚合氯化鋁鐵等;或者是有機(jī)高分子絮凝劑如聚丙烯酰胺、天然高分子(如淀粉、纖維素和殼聚糖等)改性聚丙烯酰胺等;或者可以是生物絮凝劑如蛋白質(zhì)類絮凝劑如醬油曲霉AJ7002絮凝劑、N0C-1絮凝劑(紅平紅球菌S-1菌株)等，多糖生物絮凝劑如絮凝劑Al-201 (Alcaligenes cupidus KT201)、絮凝劑PF-101(Paecilomyces sp.1_l)，脂類絮凝劑，PHB，聚γ -谷氨酸和多聚磷酸鹽等。
[0032]③調(diào)節(jié)pH上述清液1和清液2-1通過加酸堿調(diào)節(jié)pH至2.5?9.0進(jìn)入深度凈化工序。
[0033](3)深度凈化
[0034]深度凈化工序采用梯級生物富集或梯級離子交換方法進(jìn)行，一種是梯級生物富集的方式，另一種是梯級離子交換的方式，或者是梯級生物富集結(jié)合梯級離子交換的方式。生物是微生物、梧桐葉、藻類等。離子交換材料是離子交換纖維、樹脂等。經(jīng)過深度凈化后的廢液中鈾濃度可降至0.05mg/L以下，得清液3可回前端工序作稀釋水用或直接排放。
[0035]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有如下特點(diǎn):
[0036]①適用范圍廣適用與高鹽含鈾廢水及其他高鹽重金屬廢水的處理。其可處理鈾初始濃度為0.lmg/L?1000mg/L;除鈾時(shí)無論是堿性還是酸性的含鈾廢水，均能一次將鹽分和鈾處理至較低水平，不需調(diào)節(jié)其pH值，除鈾率大于95%。同時(shí)在正常溫度下即可完成該反應(yīng)，沒有溫度條件限制;②去除效果好在高效除鈾的同時(shí)可以有效降低廢水鹽分，無論廢水中含鹽量和鈾酰離子濃度高低，均能一次將鈾濃度和鹽濃度降至較低水平;③成本低，可操作性、安全性強(qiáng)高強(qiáng)度固析技術(shù)，因地制宜，可以利用自然環(huán)境條件的作用，有效減容濃縮廢水(液)。在節(jié)約了以往蒸發(fā)濃縮的成本的同時(shí)消除了蒸發(fā)濃縮法動力消耗大、費(fèi)用高、存在著腐蝕、泡沫、結(jié)垢和爆炸的危險(xiǎn);④有利于回收利用含鈾廢水中的鈾殘?jiān)锈櫟馁|(zhì)量濃度大于50 %。⑤高鹽含鈾廢水或廢液的溶劑可為水、醇、醛、酮、液態(tài)烴類和液態(tài)酸類等，放射性核素除鈾外，還可以是鍶、銫、钚、镅、鋦等和鈰、釹等稀土元素。廢水或廢液中的伴生離子可以是 F—、Cl—、C032—、SO,、P043—、Na+、Ca2+、Zn2+、Cd2+、Mn2+等中的一種或多種，皆可處理。
【具體實(shí)施方式】
[0037]實(shí)施例1初始進(jìn)水含鹽量為5%，初始鈾濃度為200mg/L，氟濃度為15g/L的高鹽含氟-鈾放射性廢水(溶劑為水)，進(jìn)入本發(fā)明的一種對高鹽放射性廢水或廢液的處理