[发明专利]一种用于水体中铀提取的离子筛及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及含铀废水处理技术领域，具体涉及一种用于水体中铀提取的离子筛及其制备方法。

背景技术

国际能源机构预测，到2020年世界能源需求将增长65%，届时，世界能源供应将严重不足，传统能源无法满足人类的需求，核能将在弥补能源缺口中起到重要作用。随着世界核能事业的发展，含铀废水的处理也成为了世界各国面临的一道难题，铀矿开采，核电站运行，核设施退役，核原件生产等都会产生大量含铀废水。因此，研究开发出涉及含铀废水处理技术领域的一种用于水体中铀提取的离子筛及其制备方法具有重要的应用价值和战略意义。

目前从含铀废水中进行铀的提取的方法主要有离子交换法、共沉淀法、生物处理法、浮选法、超导磁分离法、吸附法等，他们各有优缺点。如离子交换法选择性较差、吸附容量较低、易中毒和造价较高，生物法处理时间长、效率较低，共沉淀法需要蒸发浓缩、离子交换、反渗透等复杂的后处理工艺，增加了其工业化难度和成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种用于水体中铀提取的离子筛及其制备方法。

本发明的用于水体中铀提取的离子筛，其特点是：所述的离子筛包括以下百分比浓度的原料：

焦磷酸盐溶液5%~25%

钼酸盐溶液10%~15%

氧氯化锆5%~20%

十六烷基三甲溴化铵10%~25%

丙烯腈15%~30%

盐酸羟胺15%~20%。

其中焦磷酸盐的含量为10%~20%。

其中氧氯化锆的含量为5%~15%。

其中丙烯腈的含量为10%~25%。

其中焦磷酸盐为焦磷酸钾或焦磷酸钠。

其中钼酸盐为钼酸钠或钼酸钾。

本发明的用于水体中铀提取的离子筛的制备方法，依次包括以下步骤：

（a）用氧氯化锆、钼酸钠、焦磷酸钾制得杂多酸盐焦磷钼酸锆的氢型离子交换剂；

（b）在氢型离子交换剂加入1~200ppm硝酸铀酰溶液中，引入适量铀离子，然后经过铀离子的固位，抽出反应，最后再经烘烤成型；

（c）将步骤b烘烤成型后的产物物装入辐照管中，采用电子束辐照装置进行辐照；

（d）将辐照后的产物用十六烷基三甲溴化铵进行有机改性；

（e）将有机改性后的产物、丙烯腈、蒸馏水加入三口瓶中，水浴加热控制反应温度在60℃~80℃，搅拌4h~6h；反应完成后进行固液分离;

（f）将步骤e的产物放入烘箱中，在70℃~90℃温度条件下烘烤12h~24h；

（g）将步骤f的产物进行研磨，过80目~100目筛;

（h）配制1.5mol/L~2mol/L盐酸羟胺溶液，再将步骤g的产物加入溶液中；加入1mol/L~1.5mol/L的碳酸钠溶液调pH值至中性；置于水浴锅中，60℃~80℃温度条件下搅拌2h~4h;

（i）固液分离，将固体放入烘箱中于70℃~90℃温度条件下烘烤12h~24h；将烘烤产物研磨后过80目~100目筛，即得用于水体中铀提取的离子筛。

在上述原料中，焦磷酸盐、钼酸盐、氧氯化锆通过化学反应合成离子筛的杂多酸盐基体焦磷钼酸盐，其具有非整比的三维结构；再将焦磷钼酸盐浸泡在一定浓度的铀溶液中，进行离子印记，最后洗脱、成型，其上就获得了适宜于铀离子吸附的孔穴结构；十六烷基三甲溴化铵起到连接有机官能团与离子筛部分的作用；丙烯腈与盐酸羟胺生成偕胺肟基，其对铀离子具有选择性吸附作用。这些原料的选取以及百分比范围，是通过试验确定的，上述原料及百分比范围使本发明一种用于水体中铀提取的离子筛具有高效的筛效应及螯合能力，能高效的捕获铀离子，其吸附容量大，抗污染能力强，比现有技术具有重大进步。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合三个具体的实施例对本发明作进一步地详细描述。

实施例1

1.配制1.5mol/L的焦磷酸钾溶液，置于烧杯中。配制1.0mol/L的钼酸钠溶液，按一定比例用分液漏斗缓慢滴加入焦磷酸钾溶液中，不断磁力搅拌。用待钼酸钠溶液滴加完成后，用1.5mol/L盐酸将pH值调节至2。

2.配制1.0mol/L的氧氯化锆溶液，用分液漏斗缓慢将氧氯化锆溶液滴加至反应液中，同时不断磁力搅拌，直到沉淀不再生成，反应完全为止。