[发明专利]一种提取铯-137的复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及放射性核素分离领域，具体涉及一种提取铯-137的复合材料的制备方法。 

背景技术

¹³⁷Cs是最重要的裂变产物之一，它的半衰期长(T_1/2＝30.17a)，分支比高，射线能量适中(662keV)，可以用作各种放射源。因此，其分布非常广泛，存在于乏燃料后处理废液、核电运行废液、核设施去污退役废液和实验室废液等地方。Cs处于元素周期表的第6周期I A族，很容易失去电子，形成稳定的一价阳离子，在几乎所有的化合物中都是一价。因此，¹³⁷Cs很容易进入环境。¹³⁷Cs作为中等放射毒性核素，一旦进入环境，对人类的危害很大。因此，为了保证人类健康、环境安全、降低废物体积和处置费用，必须对¹³⁷Cs进行处理。另一方面，¹³⁷Cs由于其特殊的放射性化学性质和核性质，广泛应用核技术领域，或者作为各种放射源。目前，我国的¹³⁷Cs放射性标准溶液基本上全部从国外进口，这主要是由于我国还没有很好的¹³⁷Cs提取技术。因此，从核废液中提及¹³⁷Cs不仅可以解决放射性对环境的威胁，还可以为我国提供放射性标准溶液做准备，创造很好的经济效益。 

目前，¹³⁷Cs的处理方法主要有：沉淀法、挥发法、萃取法和离子交换法。但是，关于¹³⁷Cs的提取技术不同与处理技术，它要求¹³⁷Cs从各种复杂的环境中提取出来，这一种是世界各国研究的难点和重点。 

发明内容

本发明的目的：提供一种操作简单的提取铯的复合材料的制备方法。希望通过该方法制备得到的复合材料有一定的颗粒度，机械强度大，能够进行柱操作，能够用于从放射性废液中提取¹³⁷Cs。 

为实现上述发明目的，本发明采用如下技术方案： 

一种提取铯-137的复合材料的制备方法，该方法包括以下步骤： 

(1)用水溶解氧氯化锆，然后再加入磷酸溶液搅拌均匀； 

(2)静置、沉淀、过滤，并将沉淀烘干，得到磷酸锆； 

(3)用硝酸溶液溶解磷钼酸铵； 

(4)将得到的磷酸锆加入到磷钼酸铵溶液中，搅拌均匀； 

(5)静置、沉淀、过滤，然后用蒸馏水洗涤沉淀，然后烘干得到无机颗粒材料； 

(6)用粘结剂和研磨好的无机颗粒材料搅拌均匀进行造粒，然后烘干恒重，研磨、筛分即可得到复合材料。 

步骤(1)所述的磷酸和氧氯化锆的物质的量比为1∶2～2∶1。 

步骤(2)所述的烘干温度控制在120～130℃之间。 

步骤(3)所述的硝酸溶液的浓度为1～3mol/L，最佳浓度为3mol/L； 

步骤(4)所述的磷酸锆和磷钼酸铵的重量比约为1∶1。 

步骤(5)所述的洗涤过程要不断测定洗涤液的pH值，止到pH＝4时，洗涤才能结束。 

步骤(5)所述的烘干温度控制在50～60℃之间。 

步骤(6)所述的粘结剂为聚乙烯醇的水溶液，其中聚乙烯醇占 总的复合材料的重量百分比为2％～10％。 

步骤(6)所述的烘干温度在50～60℃之间。 

本发明取得的有益效果：(1)该材料对Cs具有很高的选择性，其对Cs的Kd＞10⁴ml/g，满足从复杂体系中分离、提取¹³⁷Cs的要求；(2)该合成方法涉及的操作简单，合成制备条件容易控制；(3)通过该方法制备的复合材料颗粒大，可研磨筛分得到不同的粒径；(4)该颗粒机械强度大，柱操作过程中没有水解阻塞吸附的现象；(5)该复合材料吸附¹³⁷Cs后，解吸方便，只需采用铵盐淋洗即可，同时若采用氯化铵进行解吸，解吸后将溶液进行蒸发除去氯化铵后即可得到纯的¹³⁷Cs水溶液。 

附图说明

图1为本发明的一种提取铯-137的复合材料的制备方法的工艺流程简图。 

图2为用本发明的一种提取铯-137的复合材料的制备方法的复合材料对¹³⁷Cs的分配比随铵离子浓度变化的曲线。 

图3为用本发明的一种提取铯-137的复合材料的制备方法的复合材料对¹³⁷Cs的吸附率随铵离子浓度变化的曲线。