[发明专利]一种镁改性凹凸棒石吸附剂吸附处理含铀废水

说明书

技术领域

本发明涉及含铀废水处理领域，进一步地说，是涉及一种镁改性凹凸棒石吸附剂处理含铀废水的方法。 

背景技术

铀是元素周期表中第七周期MB族元素，锕系元素之一，是重要的天然放射性元素。含铀废水是一类来源广泛的放射性废水，如铀矿的开采和水冶产生的废水、铀的精制和核燃料制造产生的废水、反应堆运行产生的废水、反应堆燃料的后处理产生的废水、生产放射性同位素产生的废水以及使用放射性同位素的工厂和研究部门产生的废水等。当前，世界上共有22个国家从事铀矿业生产，共计铀尾矿200多亿吨。大量的铀尾矿可能由于输送管破裂、大雨淹没尾矿矿坝等原因而发生泄漏，从而使铀进入地表或地下水体，造成污染。铀及其化合物是核工业中不可或缺的重要原料之一，尤其是近年来核电的发展迅速。预计到2020年我国核电装机容量将达到4000万KW，是目前核电发电量的两倍，而每座100万KW标准的轻水堆将产生550m³/a的低中放固体废物，这些固体废物在自然界水气动力或人为作用下进入生态系统，污染大气、土壤、水体，通过食物链作用进而危害人体。 

含铀废水对生态环境和人体健康的危害极大。通过饮水(约占总摄入量的64％)和食物链等途径，水体中的铀一部分最终会进入人体，研究表明：进入人体后的铀主要蓄积于肝脏、肾脏和骨骼中，以化学毒性和内辐照两种形式对人体造成损伤，根据剂量的大小，可引起急性或慢性中毒，诱发各种疾病。进入到人体中的铀会释放α射线，对人体产生放射性内辐照。小剂量的慢性内辐照可能引起脱发、皮肤红斑、白血球减少、白内障等疾病；大剂量的急性内辐照 会引起急性放射病，如大面积出血、细菌感染、贫血、内分泌失调等，后期效应可能引起癌症、DNA变异等，极端剂量在很短的时间内导致死亡。 

为降低水环境中铀的生态风险，需要去除污水或地表水体中高浓度的铀。目前常规的水处理方法有物理、化学、生物法以及上述方法的组合处理方法。与传统的复杂工艺相比，吸附法具有工艺简单、处理效果稳定、价格相对低等优点。专利公开号为200410020879介绍了一种利用WK吸附材料处理重金属及放射性金属离子的方法，专利公开号为200810000889介绍了一种利用氧化型疏水葡甘聚糖吸附材料处理重金属及放射性核素的方法，两种方法均对重金属及放射性金属离子有较高的去除率，充分体现了吸附材料的高吸附性能，但两者所用的原材料种类多，制备工艺繁杂。且WK吸附材料需要装填进吸附柱中进行吸附，对吸附的条件要求较高，难以推广使用。因此，急需一种新型、经济的吸附材料用于水体中铀的去除。土壤类吸附材料因为价格低廉、种类繁多，成为目前研究的热点。国内外有关铀的吸附研究采用的天然土壤类吸附材料，包括伊利石粘土、埃洛石粘土、硅藻土等，也有采用改性复合吸附材料如膨润土、沸石等，但天然土壤类吸附材料存在吸附容量低，吸附浓度范围有限，不适宜去除水体中高浓度的铀。 

凹凸棒石是一种天然的粘土矿物，由于具有独特的层链状晶体结构和十分细小(约0.01μm×1μm)的棒状、纤维状晶体形态和较大的比表面积(内表面积可高达300-400m²/g，而外表面积取决于凹凸棒石晶体颗粒的大小，根据实测，苏皖凹凸棒石外表面积约为23m²/g)，决定了其具有良好的吸附性能。据已有文献报道凹凸棒石是重金属和有机物的强吸附材料，并且再生操作简单，再生率高，属于一种高效、经济、环保的非金属类粘土矿物，具有广阔应用前景。目前的文献已经报道了凹凸棒石对废水COD的去除，去除率可高达90％以上，有的甚至达到100％，且再生率高，可重复使用，但将凹凸棒石应用于铀的吸附去除并未见报道。 

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种镁改性凹凸棒石吸附剂处理含铀废水的方法。对铀的吸附效率高，操作简单，易于推广。 

本发明的目的是提供一种镁改性凹凸棒石吸附剂处理含铀废水的方法。 

所述的铀在废水中的浓度为5-150mg/L； 

在所述的含铀废水加入镁改性凹凸棒石吸附剂，所述的含铀废水中的铀与所述的吸附剂的质量比为1∶(500-5000)，优选1∶500； 

所述的吸附过程在温度为0-50℃的条件下、采用静态和/或振荡、搅拌作用方式进行。 

在具体实施中， 

所述的含铀废水的pH值范围为7-13。 

所述的吸附时间为1-12h。 

所述的镁改性凹凸棒石吸附剂处理含铀废水的方法还包括吸附剂的再生；