[发明专利]一种利用化学沉淀处理核电厂废水的方法

说明书

技术领域

本发明属于环保技术领域，尤其是涉及中和铁氧体法和磁分离法两类废水处理技术，适合一切含易被铁氧体晶体结合的重金属离子的工业废水和核电厂废水的处理，尤其是在放射性核素的处理方面具有重大的意义。

背景技术

核废物的处理与处置是20世纪70年代以来核电发展最为人们所关注的问题，也是关系到核电能否进一步健康发展的关键问题之一。

目前核电厂放射性废水常用处理方法主要包括化学沉淀法、吸附法、离子交换法、蒸发浓缩法及膜分离法等。吸附法和离子交换法产生的固体废物不易处置，且吸附剂和离子交换树脂需要定期更换；蒸发法及膜分离法能耗大，浓缩物需后续处理；常规的化学沉淀法产生的放射性淤泥量大，需要进一步脱水才能贮存或处置，否则极易造成二次污染，因此一般作为预处理方法。

中和铁氧体法是一类比较特殊的化学沉淀法，其主要特征在于可以同时去除多种重金属离子，进入铁氧体晶格中的金属离子不易浸出造成二次污染，形成的铁氧体沉渣体积较小且具有一定磁性，但在实际应用中发现中和法所形成的沉渣的磁分离效果并不理想且沉渣的含水率比理论值高，因此对该法进行改进，探索出离子处理效率高且沉渣磁分离效果好的优化方案具有非常重要的意义。

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离子去除效率高且沉渣磁分离效果好的利用化学沉淀处理核电厂放射性废水的方法。

本发明的目的可以通过以下技术方案来实现：

一种利用化学沉淀处理核电厂放射性废水的方法，包括以下步骤：

(1)在核电厂放射性废水中加入铁盐及亚铁盐，并加入纯Fe₃O₄粉体，搅拌均匀；

(2)在经步骤(1)处理得到的混合液中滴加NaOH溶液调节pH值并搅拌反应一定时间，最后固液分离，即完成对放射性核废水的处理，获得的沉淀物可通过磁分离而高效去除。

所述的核电厂放射性废水中Co²⁺浓度为0.01～10mg/L，B³⁺浓度为0～3000mg/L。

所述的亚铁盐包括FeSO₄、FeCl₂或Fe(NO₃)₂溶液，所述的铁盐为FeCl₃、Fe₂(SO₄)₃或Fe(NO₃)₃溶液。

所述的原水液中Fe³⁺与Fe²⁺摩尔比为1～5，Fe²⁺与Co²⁺摩尔比为1～25。

所述的纯Fe₃O₄粉体与沉淀物的重量比为0.25～2.00。

所述的NaOH溶液的浓度为1～8mol/L，利用NaOH溶液调节的反应液pH值为8.00～13.00。

步骤(2)中搅拌反应的反应温度为20～60℃，反应时间为30～90min。

所述的核电厂放射性废水含有中类似钴离子的易被铁氧体晶体结合的放射性元素。

所述的放射性元素包括⁵⁸Co、⁶⁰Co、⁵⁵Fe、⁵⁹Fe、⁶⁵Zn或⁵⁴Mn。

与现有技术相比，本发明可以解决常规化学沉淀法产生的放射性淤泥量大，极易造成二次污染等问题，最大的优势是不仅可以达到离子的高效去除而且可以实现沉渣的高效磁分离，其次是工艺简单、操作方便、不易造成二次污染等。

本发明所采用的化学沉淀法为投加晶种(Fe₃O₄)的中和铁氧体法，中和法的本质就是将Fe²⁺和Fe³⁺盐溶液混和，在一定条件下用碱中和直接形成尖晶石型铁氧体，其反应式为：M²⁺+2Fe³⁺+8OH^-＝M(OH)₂+2Fe(OH)₃[初期溶胶]

[中间络合物]

→MFe₂O₄+nH₂O  [尖晶石型铁氧体]

上式中M为二价可溶性金属离子。