專利名稱:用二氧化碳再生放射性離子交換樹(shù)脂的方法
本發(fā)明屬于放射性離子交換樹(shù)脂的再生技術(shù)。
通常對(duì)吸附飽和后的放射性離子交換樹(shù)脂采用兩種處理方法一種是用酸、堿再生方法。例如“離子交換技術(shù)”關(guān)于放射性離子交換樹(shù)脂的再生，用此法再生需消耗大量的酸、堿，不僅二次廢液量大，而且再生廢液的含鹽量高，給后續(xù)的固化工藝帶來(lái)很大的困難。另一種方法是直接將被放射性元素飽和后的離子交換樹(shù)脂連同交換柱一起作為固體廢物進(jìn)行處置，此處理方法雖無(wú)廢液產(chǎn)生，但操作麻煩，經(jīng)濟(jì)上很浪費(fèi)。
本發(fā)明的目的是利用氣態(tài)介質(zhì)二氧化碳再生樹(shù)脂，可極大地降低再生劑耗量和對(duì)環(huán)境的二次污染，也可減少放射性廢物處理和處置的負(fù)荷。
本發(fā)明的另一目的是大大地減少運(yùn)行費(fèi)用。再生只消耗價(jià)廉的二氧化碳?xì)夂蜕倭康臒o(wú)離子水，運(yùn)行費(fèi)僅為酸堿再生的十幾分之一。
本發(fā)明的第三個(gè)目的是適合于放射性操作自動(dòng)化和遙控。
離子交換樹(shù)脂的交換過(guò)程一般系可逆過(guò)程?；诓煌?lèi)型樹(shù)脂的解離行為不同，用對(duì)健康和環(huán)境無(wú)害的二氧化碳作再生劑，使用離子交換法從放射性水中除鹽的新工藝，例如“以二氧化碳作為再生劑，用離子交換法從水中部分除鹽”。(Partial Demineralization of Water by Ion exchange USing Carbon Dioxide as Regenerant by Wolfgang H.Hoell and Wolfgang Feuerstein)對(duì)于弱酸和強(qiáng)堿樹(shù)脂可依據(jù)下列交換原理進(jìn)行再生
反應(yīng)向右進(jìn)行為除鹽過(guò)程，相反，反應(yīng)向左進(jìn)行為再生過(guò)程。
本發(fā)明的除鹽和再生化學(xué)反應(yīng)式為
弱酸性樹(shù)脂的官能團(tuán)(-COOH)其PK值(K為解離常數(shù))介于4～6之間，只有當(dāng)溶液的PH值高于官能團(tuán)的PK值時(shí)，這種樹(shù)脂才能明顯地解離，因此只適用于與弱酸溶液中的陽(yáng)離子進(jìn)行交換。二氧化碳的分壓是交換過(guò)程的推動(dòng)力。
圖1為二氧化碳再生放射性離子交換樹(shù)脂的流程由泵4將缸5的無(wú)離子水打入交換柱3中。二氧化碳?xì)鈴匿撈?流入流量計(jì)2，再進(jìn)入交換柱3的底部并在柱內(nèi)進(jìn)行鼓泡，二氧化碳?xì)饨?jīng)交換柱上部的閥7排出。廢液經(jīng)閥8排入缸5。
再生效果是十分明顯的，產(chǎn)生的廢液量少，操作簡(jiǎn)單方便，樹(shù)脂再生后的交換容量能達(dá)到初始值。
應(yīng)用范圍再生核電站及其他反應(yīng)堆的活化產(chǎn)物所飽和的離子交換樹(shù)脂。再生壓水堆含硼的放射性離子交換樹(shù)脂。
實(shí)施例于φ25×800的有機(jī)玻璃交換柱中，裝入50毫升的501＃螯合樹(shù)脂(結(jié)構(gòu)式為
)，用P147m原液流過(guò)樹(shù)脂，使其飽和，此時(shí)測(cè)得樹(shù)脂的交換容量為2.7毫克當(dāng)量/克干樹(shù)脂按圖1接好再生裝置，先用泵4將缸5的無(wú)離子水打入交換柱3中，循環(huán)1小時(shí)。將二氧化碳?xì)馔ㄈ虢粨Q柱3中，其分壓為1公斤/厘米2，流量為400毫升/分，通氣時(shí)間為24小時(shí)。為了維持足夠的再生效果，交換柱中的無(wú)離子水更新過(guò)三次(8小時(shí)、16小時(shí)、20小時(shí)各一次)，排出廢液的PH值為6.5，排出總廢液量為1.4公斤，再生后測(cè)得樹(shù)脂的交換容量為4.7毫克當(dāng)量/克干樹(shù)脂(初始交換容量亦為4.7毫克當(dāng)量/克干樹(shù)脂)。將再生后501＃螯合樹(shù)脂再凈化P147m原水(比放為7.35×10-6居里/升)，交換柱出口的比放為7.07×10-7居里/升，與樹(shù)脂再生前的凈化效率和去污因數(shù)相同。
權(quán)利要求
1.一種用二氧化碳再生離子交換樹(shù)脂的方法，其特征在于所說(shuō)的離子交換樹(shù)脂是放射性樹(shù)脂，將二氧化碳及無(wú)離子水由下向上通入交換柱中進(jìn)行鼓泡，用控制二氧化碳的分壓和間歇的排出廢液來(lái)控制PH值大于PK值。
2.按照權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于用二氧化碳做再生劑，再生被活化產(chǎn)物如Sr90、Cs137、Zn65、Co69等所飽和的離子交換樹(shù)脂。所有再生的樹(shù)脂可為弱酸、弱堿、強(qiáng)堿、螯合、型離子交換樹(shù)脂。
3.按照權(quán)利要求
1所述的方法，其特征在于用二氧化碳再生吸附Pm147的弱酸樹(shù)脂，控制PH值的范圍為4～10，二氧化碳的分壓為1～10巴。
專利摘要
本發(fā)明屬于放射性離子交換樹(shù)脂的再生技術(shù)。用二氧化碳做再生劑，再生活化產(chǎn)物鍶、銫、鋅、鈷等所飽和的離子交換樹(shù)脂(包括弱酸、弱堿和強(qiáng)堿、螯合等樹(shù)脂)，在體系中，其交換產(chǎn)物是以二氧化碳
文檔編號(hào)B01J49/00GK85100138SQ85100138
公開(kāi)日1986年7月30日 申請(qǐng)日期1985年4月1日
發(fā)明者云桂春, 龔聞禮 申請(qǐng)人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan