一種含鈾廢水的處理方法
【專利說明】
【技術領域】
[0001]本發明屬于濕法冶金技術領域。更具體地，本發明涉及一種含鈾廢水的處理方法。【【背景技術】】
[0002]隨著全球原子能工業的迅速發展和核燃料循環及核技術的廣泛應用，由此產生的放射性廢水的數量和種類越來越多，其來源也十分廣泛，在原子能工業的各個主要生產環節以及放射性同位素應用(如鈾礦開采、鈾冶煉、反應堆運行、反應堆燃料后處理、生產和使用放射性同位素等)中都排放出大量的放射性廢水。此外，在鈾生產工廠中，除鈾工藝流程外，鈾化學濃縮物溶解得到的上清液在萃取處理后所產生的萃余液也含有較高濃度的鈾，并不能直接排放，給鈾加工企業帶來了極大的壓力。
[0003]含鈾放射性廢水對環境污染主要來源于水中放射性核素的輻射。鈾屬于放射性重金屬元素，能夠放射出α射線，對生物體造成放射性輻射傷害，如果任其排放于環境中，就會造成極其嚴重的后果。
[0004]零價鐵因化學性質活潑，具有還原作用、混凝吸附作用和電解作用，在處理含鈾廢水時具有效率高、工藝簡單等優點，其作為一種重要而廉價的有效材料現在已廣泛應用于處理含鈾污染水體中。但是在采用零價鐵處理含鈾廢水過程中需要加酸或堿來調節PH值，增加了生產成本和新的環境壓力。文獻(“零價鐵處理含鈾廢水的試驗研宄”，《工業水處理》，7(31)，(2011))通過加入酸或堿來調節待處理含鈾廢水的pH。趙素芬等人在“零價鐵處理含鈾廢水的試驗研宄”，《工業水處理》，7 (31)，(2011)中報道了零價鐵處理含鈾廢水的實驗研宄，首先用鹽酸和氫氧化鈉調節待處理含鈾廢水的PH，氯離子的引入對設備產生腐蝕并對溶液處理帶來不利影響。周泉宇等人在“硫酸鹽還原菌和零價鐵協同處理含鈾廢水”，《原子能科學技術》，43 (9) (2009)中報道了硫酸鹽還原菌(SRB)和零價鐵(ZVI)協同去除廢水鈾和硫酸鹽等污染物的潛力，取得了較好的效果，該工藝不僅采用添加鹽酸和氫氧化鈉調節溶液PH，而且需要馴化培養硫酸鹽還原菌菌群，工藝流程復雜且大大增加了成本。
[0005]本發明針對現有技術存在的技術缺陷，本發明采用濕法冶金鈾廠中產生的萃余水相調節含鈾廢水的PH，解決了現有技術缺陷，實現了資源利用，節約成本，有利于環境保護。
【
【發明內容】
】
[0006][要解決的技術問題]
[0007]本發明的目的是提供一種含鈾廢水的處理方法。
[0008][技術方案]
[0009]本發明是通過下述技術方案實現的。
[0010]本發明涉及一種含鈾廢水的處理方法。
[0011 ]該處理方法的步驟如下:
[0012]A、調節 pH 值
[0013]在攪拌的條件下，往除去固體雜物的工業含鈾廢水中添加萃余水相，將所述工業含鈾廢水的PH值調節至3?6，得到一種調節pH的工業含鈾廢水；
[0014]B、添加鐵粉
[0015]按照以升計工業含鈾廢水與以克計鐵粉的比為3?15:1，往在步驟A中得到的調節pH的工業含鈾廢水中加入鐵粉，在反應器中混合，在室溫與攪拌的條件下進行反應20?150min，得到一種鐵粉處理工業含鈾廢水；
[0016]C、過濾
[0017]讓步驟B得到的鐵粉處理工業含鈾廢水靜置20?150min，抽濾，得到一種清液和一種含鈾廢渣；所述的含鈾廢渣經常規鈾化學處理得到含鈾產物；所述的清液經處理達到標準《鈾加工與燃料制造設施輻射防護規定》后排放。
[0018]根據本發明的一種優選實施方式，在步驟A中，所述的工業含鈾廢水含鈾50?20000 μ g/L，pH 值為 7 ?12。
[0019]根據本發明的另一種優選實施方式，在步驟A中，所述萃余水相來自鈾萃取工段產生的萃余水相；它含鈾500?20000 μ g/L, pH值為0.1?1.0。
[0020]根據本發明的另一種優選實施方式，在步驟B中，所述鐵粉的零價鐵含量是以重量計50?98%。
[0021]根據本發明的另一種優選實施方式，在步驟B中，所述鐵粉的粒度是80?120目。
[0022]根據本發明的另一種優選實施方式，在步驟B中，所述的攪拌速率是100?600rpmo
[0023]根據本發明的另一種優選實施方式，在步驟C中，所述的含鈾廢渣后續處理是含鈾廢渣按照國家危險廢物管理制度進行堆存
[0024]根據本發明的另一種優選實施方式，在步驟C中，所述清液處理方法是按照鈾濕法冶金工廠流程用水要求將所述清液返回循環使用。
[0025]下面將更詳細地描述本發明。
[0026]本發明涉及一種含鈾廢水的處理方法。
[0027]該處理方法的步驟如下:
[0028]A、調節 pH 值
[0029]在攪拌的條件下，往除去固體雜物的工業含鈾廢水中添加萃余水相，將所述工業含鈾廢水的PH值調節至3?6，得到一種調節pH的工業含鈾廢水。
[0030]在本發明中，所述的工業含鈾廢水含有50?20000 yg U/L，pH值為7?12，它們主要來自鈾濕法冶金工廠的廢水，其中包括鈾礦浸出、固液分離、萃取分離、鈾化合物制備等段的綜合性廢水。所述工業含鈾廢水處理后的鈾含量是采用電感耦合等離子體發射光譜儀測定的。PH值是使用由上海儀電科學儀器股份有限公司以商品名PHS-3E型pH計銷售的pH計測定的。
[0031]在本發明中，所述工業含鈾廢水的鈾濃度小于50 μ g/L時，則無需處理可達到排放標準；所述工業含鈾廢水的鈾濃度大于20000 μ gU/L時，則鈾含量過高可返回鈾萃取工段回收鈾，從而減少鈾的損失，提高鈾的回收利用率；因此，該鈾濃度為50?20000 μ gU/L是合適的，優選地是500?2000 μ g U/Lo
[0032]在本發明中，所述萃余水相來自鈾萃取工段產生的萃余水相；它含鈾500?20000 μ g/L, pH 值為 0.1 ?1.0。
[0033]所述工業含鈾廢水的pH值調節至3?6是恰當的，如果pH值調節小于3，則消耗萃余水相過多；由于氫氧化鈾酰具有兩性性質，如果pH值調節大于6，氫氧化鈾酰可以形成U042_和U 2072_等離子，鈾又重新回到溶液中，影響除鈾效果，優選地是3.6?5.4。
[0034]B、添加鐵粉
[0035]按照以升計工業含鈾廢水與以克計鐵粉的比為3?15:1，往在步驟A中得到的調節pH的工業含鈾廢水中加入鐵粉，在反應器中混合，在室溫與攪拌的條件下進行反應20?150min，得到一種鐵粉處理工業含鈾廢水；
[0036]在本發明中，所述鐵粉的零價鐵含量是以重量計50?98 %。如果零價鐵含量小于50%，則會提高鐵粉加入量，使處理后渣量增大；如果零價鐵含量高于98%，其價格過高，使廢水處理成本增加；因此，零價鐵含量為50?98%是合適的，優選地是60?88%，更優選地是65?82%。
[0037]所述鐵粉的粒度是80?120目。鐵粉粒度或高或低都是不利的，因為鐵粉粒度過細會增加磨礦成本，粒度過粗會出現反應不完全增加鐵粉消耗的現象。
[0038]在本發明中，工業含鈾廢水與鐵粉的比小于3:1，則會使加入的鐵粉過量，造成鐵粉的浪費；工業含鈾廢水與鐵粉的比大于15:1，則鐵粉加入量不足，影響除鈾效果；因此工業含鈾廢水與鐵粉的比為3?15:1是有利的，優選地是5?12:1，更優選地是7?10:1。
[0039]在步驟B中，工業含鈾廢水與鐵粉在攪拌速率100?600rpm與室溫的條件下反應20?150min。如果反應時間短于20min，則反應不完全除鈾過程未完成；如果反應時間長于150min，則除鈾完成后，繼續攪拌增加電耗，提高廢水處理成本；因此，該反應時間為20?150min是合理的，優選地是40?130min，更優選地是60?lOOmin。
[0040]C、過濾
[0041 ] 讓步驟B得到的鐵粉處理工業含鈾廢水靜置20?150min，抽濾，得到一種清液和一種含鈾廢渣；所述的含鈾廢渣經常規鈾化學處理得到含鈾產物；所述的清液經處理達到標準《鈾加工與燃料制造設施輻射防護規定》(EJ1056-2005)后排放。
[0042]在這個步驟中，鐵粉處理工業含鈾廢水靜置的作用是使生成的絮狀物沉淀下來有益于后續的過濾工序，使渣液易于分離。該廢水靜置時間短于20min，則會使絮狀物沉淀不完全影響渣液分離效果；如果廢水靜置時間長于150min，則對后續渣液分離無影響；因此，該廢水靜置時間為20?150min是合理的，優選地是38?135min，更優選地是65?105mino
[0043]所述的常規鈾化學處理例如參見文獻(路艷等，“淺談含鈾廢水處理技術”，《工業科技》，2014，43 (6):33-36)描述的處理方法。
[0044]所述的含鈾廢渣后續處理還可以是按照國家危險廢物管理制度(《中華人民共和國固體廢物污染環境防治法》)進行堆存處理。
[0045]或者，所述清液處理方法是按照鈾濕法冶金工廠流程用水要求將所述清液返回循環使用。
[0046][有益效果]
[0047]本發明的有益效果是:
[0048]1、采用鈾廠中所產生的萃余液調節工業廢水處理溶液的pH值，既可提高工業廢水鈾的去除效率，又可同時處理萃余液中的鈾，有效分擔工廠鈾處理壓力，整體提高有效去除廢水中鈾的效率，同時避免加入新酸，這樣既可節約成本，又可大大減輕水環保壓力，保護環境。
[0049]2、含鈾廢水除鈾工藝流程中，采用鈾廠萃取工段產生的高酸度的含鈾萃余液代替新酸調節工業含鈾廢水的PH值，取材方便，且無需進行設備改造，利用現有的設備即可，既充分利用鈾廠自身資源，又無需增加額外的生產成本，同時整體提高了鈾去除效率。
[0050]3、該方法適用性強，對于高鈾含量廢水經處理后仍能達標排放。
【【附圖說明】】