一種含鈾廢水的處理方法
【專利說明】
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于濕法冶金技術(shù)領(lǐng)域。更具體地，本發(fā)明涉及一種含鈾廢水的處理方法?！尽颈尘凹夹g(shù)】】
[0002]隨著全球原子能工業(yè)的迅速發(fā)展和核燃料循環(huán)及核技術(shù)的廣泛應(yīng)用，由此產(chǎn)生的放射性廢水的數(shù)量和種類越來越多，其來源也十分廣泛，在原子能工業(yè)的各個(gè)主要生產(chǎn)環(huán)節(jié)以及放射性同位素應(yīng)用(如鈾礦開采、鈾冶煉、反應(yīng)堆運(yùn)行、反應(yīng)堆燃料后處理、生產(chǎn)和使用放射性同位素等)中都排放出大量的放射性廢水。此外，在鈾生產(chǎn)工廠中，除鈾工藝流程外，鈾化學(xué)濃縮物溶解得到的上清液在萃取處理后所產(chǎn)生的萃余液也含有較高濃度的鈾，并不能直接排放，給鈾加工企業(yè)帶來了極大的壓力。
[0003]含鈾放射性廢水對(duì)環(huán)境污染主要來源于水中放射性核素的輻射。鈾屬于放射性重金屬元素，能夠放射出α射線，對(duì)生物體造成放射性輻射傷害，如果任其排放于環(huán)境中，就會(huì)造成極其嚴(yán)重的后果。
[0004]零價(jià)鐵因化學(xué)性質(zhì)活潑，具有還原作用、混凝吸附作用和電解作用，在處理含鈾廢水時(shí)具有效率高、工藝簡(jiǎn)單等優(yōu)點(diǎn)，其作為一種重要而廉價(jià)的有效材料現(xiàn)在已廣泛應(yīng)用于處理含鈾污染水體中。但是在采用零價(jià)鐵處理含鈾廢水過程中需要加酸或堿來調(diào)節(jié)PH值，增加了生產(chǎn)成本和新的環(huán)境壓力。文獻(xiàn)(“零價(jià)鐵處理含鈾廢水的試驗(yàn)研宄”，《工業(yè)水處理》，7(31)，(2011))通過加入酸或堿來調(diào)節(jié)待處理含鈾廢水的pH。趙素芬等人在“零價(jià)鐵處理含鈾廢水的試驗(yàn)研宄”，《工業(yè)水處理》，7 (31)，(2011)中報(bào)道了零價(jià)鐵處理含鈾廢水的實(shí)驗(yàn)研宄，首先用鹽酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)待處理含鈾廢水的PH，氯離子的引入對(duì)設(shè)備產(chǎn)生腐蝕并對(duì)溶液處理帶來不利影響。周泉宇等人在“硫酸鹽還原菌和零價(jià)鐵協(xié)同處理含鈾廢水”，《原子能科學(xué)技術(shù)》，43 (9) (2009)中報(bào)道了硫酸鹽還原菌(SRB)和零價(jià)鐵(ZVI)協(xié)同去除廢水鈾和硫酸鹽等污染物的潛力，取得了較好的效果，該工藝不僅采用添加鹽酸和氫氧化鈉調(diào)節(jié)溶液PH，而且需要馴化培養(yǎng)硫酸鹽還原菌菌群，工藝流程復(fù)雜且大大增加了成本。
[0005]本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷，本發(fā)明采用濕法冶金鈾廠中產(chǎn)生的萃余水相調(diào)節(jié)含鈾廢水的PH，解決了現(xiàn)有技術(shù)缺陷，實(shí)現(xiàn)了資源利用，節(jié)約成本，有利于環(huán)境保護(hù)。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0006][要解決的技術(shù)問題]
[0007]本發(fā)明的目的是提供一種含鈾廢水的處理方法。
[0008][技術(shù)方案]
[0009]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。
[0010]本發(fā)明涉及一種含鈾廢水的處理方法。
[0011 ]該處理方法的步驟如下:
[0012]A、調(diào)節(jié) pH 值
[0013]在攪拌的條件下，往除去固體雜物的工業(yè)含鈾廢水中添加萃余水相，將所述工業(yè)含鈾廢水的PH值調(diào)節(jié)至3?6，得到一種調(diào)節(jié)pH的工業(yè)含鈾廢水；
[0014]B、添加鐵粉
[0015]按照以升計(jì)工業(yè)含鈾廢水與以克計(jì)鐵粉的比為3?15:1，往在步驟A中得到的調(diào)節(jié)pH的工業(yè)含鈾廢水中加入鐵粉，在反應(yīng)器中混合，在室溫與攪拌的條件下進(jìn)行反應(yīng)20?150min，得到一種鐵粉處理工業(yè)含鈾廢水；
[0016]C、過濾
[0017]讓步驟B得到的鐵粉處理工業(yè)含鈾廢水靜置20?150min，抽濾，得到一種清液和一種含鈾廢渣；所述的含鈾廢渣經(jīng)常規(guī)鈾化學(xué)處理得到含鈾產(chǎn)物；所述的清液經(jīng)處理達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)《鈾加工與燃料制造設(shè)施輻射防護(hù)規(guī)定》后排放。
[0018]根據(jù)本發(fā)明的一種優(yōu)選實(shí)施方式，在步驟A中，所述的工業(yè)含鈾廢水含鈾50?20000 μ g/L，pH 值為 7 ?12。
[0019]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，在步驟A中，所述萃余水相來自鈾萃取工段產(chǎn)生的萃余水相；它含鈾500?20000 μ g/L, pH值為0.1?1.0。
[0020]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，在步驟B中，所述鐵粉的零價(jià)鐵含量是以重量計(jì)50?98%。
[0021]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，在步驟B中，所述鐵粉的粒度是80?120目。
[0022]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，在步驟B中，所述的攪拌速率是100?600rpmo
[0023]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，在步驟C中，所述的含鈾廢渣后續(xù)處理是含鈾廢渣按照國(guó)家危險(xiǎn)廢物管理制度進(jìn)行堆存
[0024]根據(jù)本發(fā)明的另一種優(yōu)選實(shí)施方式，在步驟C中，所述清液處理方法是按照鈾濕法冶金工廠流程用水要求將所述清液返回循環(huán)使用。
[0025]下面將更詳細(xì)地描述本發(fā)明。
[0026]本發(fā)明涉及一種含鈾廢水的處理方法。
[0027]該處理方法的步驟如下:
[0028]A、調(diào)節(jié) pH 值
[0029]在攪拌的條件下，往除去固體雜物的工業(yè)含鈾廢水中添加萃余水相，將所述工業(yè)含鈾廢水的PH值調(diào)節(jié)至3?6，得到一種調(diào)節(jié)pH的工業(yè)含鈾廢水。
[0030]在本發(fā)明中，所述的工業(yè)含鈾廢水含有50?20000 yg U/L，pH值為7?12，它們主要來自鈾濕法冶金工廠的廢水，其中包括鈾礦浸出、固液分離、萃取分離、鈾化合物制備等段的綜合性廢水。所述工業(yè)含鈾廢水處理后的鈾含量是采用電感耦合等離子體發(fā)射光譜儀測(cè)定的。PH值是使用由上海儀電科學(xué)儀器股份有限公司以商品名PHS-3E型pH計(jì)銷售的pH計(jì)測(cè)定的。
[0031]在本發(fā)明中，所述工業(yè)含鈾廢水的鈾濃度小于50 μ g/L時(shí)，則無需處理可達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)；所述工業(yè)含鈾廢水的鈾濃度大于20000 μ gU/L時(shí)，則鈾含量過高可返回鈾萃取工段回收鈾，從而減少鈾的損失，提高鈾的回收利用率；因此，該鈾濃度為50?20000 μ gU/L是合適的，優(yōu)選地是500?2000 μ g U/Lo
[0032]在本發(fā)明中，所述萃余水相來自鈾萃取工段產(chǎn)生的萃余水相；它含鈾500?20000 μ g/L, pH 值為 0.1 ?1.0。
[0033]所述工業(yè)含鈾廢水的pH值調(diào)節(jié)至3?6是恰當(dāng)?shù)?，如果pH值調(diào)節(jié)小于3，則消耗萃余水相過多；由于氫氧化鈾酰具有兩性性質(zhì)，如果pH值調(diào)節(jié)大于6，氫氧化鈾?？梢孕纬蒛042_和U 2072_等離子，鈾又重新回到溶液中，影響除鈾效果，優(yōu)選地是3.6?5.4。
[0034]B、添加鐵粉
[0035]按照以升計(jì)工業(yè)含鈾廢水與以克計(jì)鐵粉的比為3?15:1，往在步驟A中得到的調(diào)節(jié)pH的工業(yè)含鈾廢水中加入鐵粉，在反應(yīng)器中混合，在室溫與攪拌的條件下進(jìn)行反應(yīng)20?150min，得到一種鐵粉處理工業(yè)含鈾廢水；
[0036]在本發(fā)明中，所述鐵粉的零價(jià)鐵含量是以重量計(jì)50?98 %。如果零價(jià)鐵含量小于50%，則會(huì)提高鐵粉加入量，使處理后渣量增大；如果零價(jià)鐵含量高于98%，其價(jià)格過高，使廢水處理成本增加；因此，零價(jià)鐵含量為50?98%是合適的，優(yōu)選地是60?88%，更優(yōu)選地是65?82%。
[0037]所述鐵粉的粒度是80?120目。鐵粉粒度或高或低都是不利的，因?yàn)殍F粉粒度過細(xì)會(huì)增加磨礦成本，粒度過粗會(huì)出現(xiàn)反應(yīng)不完全增加鐵粉消耗的現(xiàn)象。
[0038]在本發(fā)明中，工業(yè)含鈾廢水與鐵粉的比小于3:1，則會(huì)使加入的鐵粉過量，造成鐵粉的浪費(fèi)；工業(yè)含鈾廢水與鐵粉的比大于15:1，則鐵粉加入量不足，影響除鈾效果；因此工業(yè)含鈾廢水與鐵粉的比為3?15:1是有利的，優(yōu)選地是5?12:1，更優(yōu)選地是7?10:1。
[0039]在步驟B中，工業(yè)含鈾廢水與鐵粉在攪拌速率100?600rpm與室溫的條件下反應(yīng)20?150min。如果反應(yīng)時(shí)間短于20min，則反應(yīng)不完全除鈾過程未完成；如果反應(yīng)時(shí)間長(zhǎng)于150min，則除鈾完成后，繼續(xù)攪拌增加電耗，提高廢水處理成本；因此，該反應(yīng)時(shí)間為20?150min是合理的，優(yōu)選地是40?130min，更優(yōu)選地是60?lOOmin。
[0040]C、過濾
[0041 ] 讓步驟B得到的鐵粉處理工業(yè)含鈾廢水靜置20?150min，抽濾，得到一種清液和一種含鈾廢渣；所述的含鈾廢渣經(jīng)常規(guī)鈾化學(xué)處理得到含鈾產(chǎn)物；所述的清液經(jīng)處理達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)《鈾加工與燃料制造設(shè)施輻射防護(hù)規(guī)定》(EJ1056-2005)后排放。
[0042]在這個(gè)步驟中，鐵粉處理工業(yè)含鈾廢水靜置的作用是使生成的絮狀物沉淀下來有益于后續(xù)的過濾工序，使渣液易于分離。該廢水靜置時(shí)間短于20min，則會(huì)使絮狀物沉淀不完全影響渣液分離效果；如果廢水靜置時(shí)間長(zhǎng)于150min，則對(duì)后續(xù)渣液分離無影響；因此，該廢水靜置時(shí)間為20?150min是合理的，優(yōu)選地是38?135min，更優(yōu)選地是65?105mino
[0043]所述的常規(guī)鈾化學(xué)處理例如參見文獻(xiàn)(路艷等，“淺談含鈾廢水處理技術(shù)”，《工業(yè)科技》，2014，43 (6):33-36)描述的處理方法。
[0044]所述的含鈾廢渣后續(xù)處理還可以是按照國(guó)家危險(xiǎn)廢物管理制度(《中華人民共和國(guó)固體廢物污染環(huán)境防治法》)進(jìn)行堆存處理。
[0045]或者，所述清液處理方法是按照鈾濕法冶金工廠流程用水要求將所述清液返回循環(huán)使用。
[0046][有益效果]
[0047]本發(fā)明的有益效果是:
[0048]1、采用鈾廠中所產(chǎn)生的萃余液調(diào)節(jié)工業(yè)廢水處理溶液的pH值，既可提高工業(yè)廢水鈾的去除效率，又可同時(shí)處理萃余液中的鈾，有效分擔(dān)工廠鈾處理壓力，整體提高有效去除廢水中鈾的效率，同時(shí)避免加入新酸，這樣既可節(jié)約成本，又可大大減輕水環(huán)保壓力，保護(hù)環(huán)境。
[0049]2、含鈾廢水除鈾工藝流程中，采用鈾廠萃取工段產(chǎn)生的高酸度的含鈾萃余液代替新酸調(diào)節(jié)工業(yè)含鈾廢水的PH值，取材方便，且無需進(jìn)行設(shè)備改造，利用現(xiàn)有的設(shè)備即可，既充分利用鈾廠自身資源，又無需增加額外的生產(chǎn)成本，同時(shí)整體提高了鈾去除效率。
[0050]3、該方法適用性強(qiáng)，對(duì)于高鈾含量廢水經(jīng)處理后仍能達(dá)標(biāo)排放。
【【附圖說明】】