[发明专利]一种煤矿井水除铀吸附剂、及其制备方法和应用

说明书

一种煤矿井水除铀吸附剂，由有机化合物负载在含多孔的二氧化硅载体上制成，所述载体的质量为有机化合物质量的5～10倍，孔径范围为40～60μm。该吸附剂的制备方法，是将所述有机化合物溶解于二氯甲烷中，在所得溶液中加入载体，并混合均匀，经旋蒸干燥后，然后将物料在45～55℃下真空干燥至少24小时，得到吸附剂。本吸附剂的应用方法，将吸附剂直接投放到煤矿井水中，或者先装填在网框结构的装置中再与煤矿井水混合，每升煤矿井水投放的吸附剂的量为0.01‑0.1Kg，煤矿井水与吸附剂混合接触时间为3～5天。本发明方法通过吸附分离的方式去除煤矿井水中的铀，功能有机化合物中的N、O等元素能与水中的铀离子形成配合物，从而高效吸附铀。

技术领域

本发明涉及废水处理领域，具体涉及一种煤矿井水除铀吸附剂、及其制备方法和应用。

背景技术

煤矿在开采过程会产生大量的煤矿井水，煤矿井水中通常都含一定量的铀，铀元素若不经处理直接排放对环境的危害很大。而且，绝大部分煤矿产地取水较困难，若对煤矿井水进行有效处理后并回用，提高煤矿井水的资源化程度，具有很高的环境效益和经济效益。

目前，含煤矿井水的处理方法通常有自然沉降、过滤、蒸发浓缩、反渗透、膜分离、化学沉淀、离子交换、电渗析、生物滤池等，正在运行的煤矿山大多采用离子交换法处理矿井水，该法可以去除煤矿井水中的铀并回收一定量的铀，但是离子交换膜易老化，耐盐、耐冲刷性能差，往往需要先对煤矿井水进行前处理，才能利用离子交换法实现铀的去除，吸附效率不高。

煤矿井水铀含量可达20-50mg/L，不同地区的矿井水pH有所差别，一般为2-5，且常伴有大量其它离子，增加了处理的难度。考虑到其低pH特性，若能直接对其进行去铀处理，则可简化处理工艺，缩短处理流程，降低运行成本。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种煤矿井水除铀的吸附剂和应用方法。

本发明采取的技术方案是：

一种煤矿井水除铀吸附剂，由如下结构式的有机化合物负载在载体上制成：

所述载体的质量为有机化合物质量的5～10倍。

进一步的，所述载体为含多孔的二氧化硅载体。

进一步的，所述含多孔的二氧化硅载体为硅基-苯乙烯-二乙烯基苯聚合物，简写为SiO2-P。

进一步的，所述含多孔的二氧化硅载体的孔径范围为40～60μm。

进一步的，所述含多孔的二氧化硅载体的制备方法包括以下步骤：

(1)将多孔SiO₂用浓硝酸洗涤、抽滤、去离子水洗至中性，重复10～15次后，干燥；

(2)真空并有氩气保护条件下，以1,2,3-三氯丙烷和m-二甲苯为溶剂，向10～100g多孔SiO₂中加入48.7g的m/p-甲酸基苯乙烯，8.9g的m/p-二乙烯基苯，72.2g二辛基临苯二甲酸酯，54.0g甲基安息香酸钠，0.56gα,α-偶二异丁腈和0.57g 1,1′-偶二环己胺-1-腈，由室温逐步加热到90℃，并保持13小时，之后，逐步冷却至室温；

(3)分别用丙酮和甲醇洗涤、抽滤上述产物，重复10～13次，干燥得产物。

一种煤矿井水除铀吸附剂的制备方法，是将所述有机化合物溶解于二氯甲烷中，在所得溶液中加入载体，并混合均匀，经旋蒸干燥后(旋蒸时，使大部分二氯甲烷挥发至近干燥状态，在毛细作用以及物理吸附作用下，化合物分子进入载体的空隙中)，然后将物料在45～55℃下真空干燥至少24小时，得到吸附剂。

进一步的，每克所述有机化合物溶解于130～150mL二氯甲烷中。