[发明专利]一种水溶液中铯、铷的沉淀浮选分离体系及其应用

说明书

本发明公开了一种水溶液中铯、铷的沉淀浮选分离体系及其应用。所述沉淀浮选分离体系包括：沉淀剂，其至少包括普鲁士蓝；以及，捕收剂和起泡剂，其至少包括阳离子表面活性剂。本发明还公开了一种水溶液中铯、铷离子的浮选分离方法，其包括：将沉淀剂、捕收剂和起泡剂加入含有铯离子和/或铷离子的水溶液中反应使铯离子和/或铷离子沉淀，其中所述沉淀剂至少包括普鲁士蓝，所述捕收剂和起泡剂至少包括阳离子表面活性剂；通过浮选分离处理收集反应获得的沉淀固形物。本发明提供的以普鲁士蓝为沉淀剂的沉淀浮选体系，具有操作简单、形成的沉淀物稳定、易于大规模操作等特点，适用于溶液中铯、铷离子的去除，特别是放射性废液中铯、铷离子的去除。

技术领域

本发明涉及一种沉淀浮选体系，尤其涉及一种以普鲁士蓝为沉淀剂的水溶液中铯、铷的沉淀浮选分离体系，以及放射性废液中铯、铷的去除方法，属于元素分离及环境化学技术领域。

背景技术

放射性废液是环保需要处理的废水之一，其中放射性物质的有效去除是关系到环境与健康的重要问题之一。放射性废水是指核电厂、核燃料前处理和乏燃料后处理以及放射性同位素应用过程中排出的各种废水，不同废水所含放射性核素的种类和浓度、酸度、其它化学组分等差异很大。核电站废水中，主要核素包括⁵⁸Co、⁶⁰Co、¹³⁴Cs、¹³⁷Cs、⁹⁰Sr、³H等；核燃料循环前段的废水中，核素以铀、镭及其子体居多，如铀矿的开采和选矿产生含铀、镭等天然放射性核素的矿坑废水或选矿废水(王宝贞，1979；陈式，1998)；在核燃料元件制造中，各种金属的提纯和设备的清洗会产生含有少量铀的稀硝酸-氢氟酸废水，这种废水的污染水平相当低。乏燃料后处理废水中，主要核素包括¹³⁷Cs、⁹⁰Sr及铀、钚、超铀核素等。由上述资料可以看出，铯是放射性废液中的一种常见组分，其中¹³⁷Cs不仅是铯的同位素中半衰期很长(T1/2＝30a)的高释热裂变产物核素，还是β和γ射线的主要放射源，其放射性在裂变产物总放射性中所占比例随衰变时间的延长而增大。因此，去除放射性废水中的铯，可使高放射性废水降为中、低放射性废水，进一步处理后可将达标废水排放或回用，浓缩产物经固化后深埋处置。部分高放废液中铯、铷同时存在，由于二者性质接近，一般都是采用相同的方法一起去除。

目前去除放射性废水中铯、铷的方法有化学沉淀法、离子交换法、蒸发法、萃取法、生物法等，其中大部分放射性废水浓度较低，因此蒸发法经济可行性差。萃取法需要用到大量有机试剂，因此环保型较差。综合比较来看，化学沉淀法和离子交换法研究较多。其中四苯硼化物是最为常用的放射性废水中除铯、铷的沉淀剂，采用不同的沉淀工艺可以达到不同的去除效果，最高去除率可以达到99.8％。但是由于四苯硼化物一般为无定型粉末，因此沉淀分离速率慢，为了加快分离速率，已有部分研究将四苯硼化物负载到基体材料上，改善其固液分离方面的问题。但是由于四苯硼化物为结构稳定的无机物，极难与基体材料通过较强作用力形成稳定复合物，循环使用稳定性不够。

目前处理放射性铯、铷最常用的就是吸附和沉淀法，但是吸附剂或者沉淀物多为粉晶结构，不易固液分离或者大规模操作。

关于浮选分离溶液中铷铯的，马福秋等采用了亚铁氰化钾作为沉淀试剂考察了对放射性废液中铯的沉淀浮选，在团队前期研究过程中发现，虽然分离效果尚可，但是亚铁氰化物与铯、铷形成的沉淀物质不够稳定，部分铯、铷易于脱出。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种水溶液中铯、铷的沉淀浮选分离体系，以克服现有技术中的不足。

本发明的另一目的还在于提供所述沉淀浮选分离体系于浮选分离铯、铷离子中的应用。

为实现前述发明目的，本发明采用的技术方案包括：

本发明实施例提供了一种水溶液中铯、铷的沉淀浮选分离体系，其包括：

沉淀剂，其至少包括普鲁士蓝；以及，