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本文选取Ce(Ⅲ)、Th(Ⅳ)作为模拟核素,研究实时合成水滑石对模拟核素的分离效果及其煅烧产物对模拟核素的固化效果。
由实验确定的实时合成水滑石分离模拟核素Th(Ⅳ)的最佳条件为:60℃条件下反应1 h,反应pH为9.5,,2(Mg/Al)=3,Th(Ⅳ)的初始浓度为120 mg/L。在此条件下,钍的去除率为99.5%。分离Ce(Ⅲ)的最佳条件为:60℃条件下反应1 h,反应pH为9.0,n(Mg/Al)=2,Ce(Ⅲ)的初始浓度为67 mg/L,40℃晶化8 h。在此条件下,铈的去除率为98.5%。
利用XRD、FTIR、TG-DTA、SEM/EDS等测试方法对合成含模拟核素类水滑石的结构、形貌和化学组成进行了分析,同时结合水滑石晶胞参数值,可判定模拟核素已经嵌入到水滑石的晶胞结构中。
XRD分析结果表明,含模拟核素类水滑石在1100℃下煅烧产物的主物相为尖晶石和氧化镁,并出现较弱的氧化钍和氧化铈衍射峰,说明模拟放射性核素只能部分被包容到尖晶石晶格中去。
含模拟核素钍、铈类水滑石在1100℃下煅烧的产物具有良好的物理和化学性能。