[发明专利]电化学制备水滑石原位处理核电厂含锶放射性废液的方法

说明书

本发明涉及电化学制备水滑石原位处理核电厂含锶放射性废液的方法，配制含有Sr²⁺的模拟放射性废水作为电解液，滴加碱溶液、酸溶液，调节pH至5～11，使用双电源进行电解，一组以铝片作为阳极，石墨作为阴极，直流稳压电源作为电源；一组以两片锌片分别作为阴阳两极，脉冲电源作为电源，并利用倒极变换阴阳极，在恒温条件下进行电解合成，反应结束后将电解液静置，过滤，进行固液分离，即完成对模拟废液的净化处理。本发明无需投加大量药剂或者吸附剂，只需控制废液中一定浓度的硝酸根与氯离子即可，无二次污染，且达到多种二价放射性金属离子的高效去除，本发明仅阐述对锶离子的去除，并实现固液高效分离，所需材料来源广泛，工艺简单且操作方便。

技术领域

本发明属于环保技术领域，涉及一种处理核电厂放射性废液的方法，尤其是涉及一种电化学制备水滑石原位处理核电厂含锶放射性废液的方法。

背景技术

20世纪50年代核能发展转向和平目的，随着核能技术利用不断发展，放射性废水持续进入环境，严重威胁环境安全和人类健康，因此，研究如何安全、经济和有效地处理处置核废料具有重要意义。

我国通常按放射性水平的高低将放射性废液分为三类，即高水平放射性废液、中水平放射性废液和低水平放射性废液，中低水平放射性废液的危害性相对较小，能在几百年内衰减至安全水平，但产生量巨大，处理工作量繁重。自核能技术发展至今，现阶段应用于中低放废液的处理方法通常有：化学沉淀法、离子交换法、蒸发浓缩法、吸附法、膜分离法等。化学沉淀法处理效果普通，不利于强放射性废水的固液分离，反应过程中影响最终絮凝沉淀的效果及固液分离的因素过多；离子交换法当废液中离子含量较高时，树脂床便很容易被穿透而失效，必须立即更换；蒸发浓缩法不适合处理有挥发性物质以及易起泡沫的废水；并且其热能消耗大，运行成本高；同时需要在设计和运行过程中考虑结垢、腐蚀、爆炸等问题；吸附法由于利用具有多孔的吸附剂，使得吸附能力强，且价格低廉，因此被普遍应用于放射性性废水的吸附处理中；膜分离法对水质要求高，需进行预处理。由此可见，传统的单一的方法在处理放射性废液方面均有其局限性，更加经济有效的处理方法仍需进一步研究。

中国专利CN102336461A公开了一种用水滑石除去水溶液中重金属离子的方法。根据本发明用水滑石除去水溶液中金属离子的方法包括使用水滑石去除水溶液中的金属离子的步骤；所述金属离子为重金属离子或放射性物质离子；所述的金属离子包括汞、铬、铅、砷、镉、锡、铜、锌重金属离子中的一种或多种；所述的放射性物质离子包括铀、钍、镭离子。该专利采用的是共沉淀法合成水滑石，然后再将其投加入待处理废水中进行吸附，而本申请采用的是电化学法原位合成水滑石，其区别在于本申请在待处理废水中原位合成，无需合成后分离干燥后再投加，该操作会影响水滑石的吸附活性，从而影响其对金属离子的吸附效果。电化学法合成水滑石与共沉淀法相比，其优点在于方便快捷易合成，电化学法无需在高温高压的条件下进行合成，甚至能在常温常压下合成，无需配置一定比例的金属盐溶液，水滑石合成所需金属都由金属电极电解进入溶液，并省去了长时间的陈化过程，可高效去除核电厂放射性废液中的放射性锶元素，且可以达到实现沉渣高效固液分离，工艺简单，操作方便，更不易造成二次污染。

发明内容

本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种电化学制备水滑石原位处理核电厂含锶放射性废液的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

电化学制备水滑石原位处理核电厂含锶放射性废液的方法，采用以下步骤：

(1)配制核电厂放射性模拟废液，加入电解质、硼酸以及锶盐，并搅拌均匀，配制成混合液；

(2)向步骤(1)制得的混合液中加入碱溶液或酸溶液，将混合液的pH调节至5～11，使用双电源进行恒温电解，一个以铝片作为阳极，石墨作为阴极，直流稳压电源作为电源；一个以锌片分别作为阴阳两极，脉冲电源作为电源，并利用倒极变换阴阳极电解合成水滑石，反应结束后再进行恒温搅拌处理；