论文部分内容阅读
随着核能技术不断进步和核电占比逐步扩大,放射性废液持续进入环境,严重威胁环境安全和人类健康。类水滑石作为一种特殊材料,在水处理领域具有重要的研究价值和应用前景。针对核电厂放射性废液中对人体和环境具有放射性污染危害的核素,开展类水滑石原位共沉淀法去除核素的技术研究,探讨类水滑石原位共沉淀法处理放射性废液的可行性,具有应用价值和创新意义。本研究以放射性废液中常见的核素Co(Ⅱ)离子为研究对象,通过类水滑石盐体系筛选、工艺条件优化、作用机理探索这三个方面的研究,获得了类水滑石原位共沉淀法对模拟放射性废液的高效处理效果,为类水滑石原位共沉淀法应用于实际放射性废液的净化处理提供依据。实验结果如下: (1) Zn-Al体系是最佳的类水滑石除钴盐体系,既能实现对模拟放射性废液中Co(Ⅱ)离子的高效去除效果,又能形成固液分离快速、具有类水滑石结构的产物。 (2)影响Zn-Al类水滑石原位共沉淀法的处理效果的单因素有很多。其最佳除钻工艺条件为:pH值=10、Zn(Ⅱ)/Al(Ⅲ)=2、反应温度=40℃、陈化温度=50℃、反应时间=0.5h、陈化时间=18h。在进水Co(Ⅱ)浓度=10mg/L、总盐浓度[Zn(Ⅱ)+Al(Ⅲ)]=5mmol/L的条件下,经处理的出水Co(Ⅱ)浓度均低于0.1μg/L,出水Zn(Ⅱ)浓度均低于30μg/L。 (3) Zn-Al类水滑石原位共沉淀法的加料过程中,体系的pH值、DO、ORP和电阻率变化明显,类水滑石合成反应持续进行;随着反应结束,各项水质参数达到净水水平,Co(Ⅱ)离子已经大部分进入到类水滑石晶格中。XRD分析表明,Co(Ⅱ)离子主要以形成Co4.8Zn1.2Al2(OH)16CO3·4H2O的形式进入到了类水滑石晶格中而被去除。 (4)当硼酸浓度为0~3000 mg/L时,Zn-Al类水滑石原位共沉淀法的出水Co(Ⅱ)浓度均低于0.15μg/L的水平;对于Co(Ⅱ)浓度为0.01~25 mg/L的低水平含钴放射性废液,其去除率能够保证达到99%以上。