[发明专利]一种处理放射性废离子交换树脂的方法

说明书

技术领域

本发明属于核废物处理领域，涉及一种处理放射性废离子交换树脂的方法。

背景技术

放射性废离子交换树脂(以下简称废树脂)是核设施尤其是核电站产生的主要中低放固体废物之一。截至目前，国内核设施产生的废树脂大多处于暂存状态，废物暂存库的库容压力日益明显。废树脂长期贮存会发生粉化，在槽罐底部出现板结，造成回取困难。此外，废树脂的放射性水平很高，风险很大。

当前对废树脂的主要采用传统的水泥固化方式进行处理，但由于废树脂本身的特性，水泥固化处理废树脂有其局限性：(1)目前树脂的体积包容率约40％，增容很大，导致后续的运输、暂存和最终处置费用很高，而且不符合废物最小化原则；(2)树脂为颗粒状物质，本身具有溶胀性，实践证明，树脂水泥固化体在经过一定的干湿循环后，树脂在吸水、失水过程中，树脂的溶胀力会使水泥固化体破裂；(3)为确保废物的长期处置安全，放射性废物近地表处置接收准则规定，应对废物体中的易燃有机物质含量加以严格控制。树脂为有机物质，研究指出在中低水平放射性废物300年处置环境下，树脂可发生辐照降解，导致水泥固化体机械性能的损失。树脂辐解还会产生H₂、CH₄、C₂H₄、NH₃等燃爆性气体，当树脂水泥固化体的累积受照剂量为10⁵Gy时，辐解气中氢气含量可达3.5％。

湿法氧化当中的Fenton氧化技术是相对成本较低的一种处理技术，能够弥补树脂直接固化的不足。该技术将废树脂在催化剂作用下与双氧水发生氧化反应，生成CO₂、H₂O和残渣，其反应条件温和，不产生SO_X、NO_X等腐蚀性气体，树脂分解程度高；Fenton氧化后的二次产物是以硫酸盐为主的废液，可选用传统、易实现的水泥固化进行处理，废物的减容比可达3。因此，Fenton氧化技术处理废树脂可以作为废树脂无机化处理的一种理想方法。

但当前的废树脂Fenton氧化技术也存在自身的一些缺陷：(1)氧化剂的利用率较低，使用量多，造成二次废液量过大，增大最终的水泥固化体体积；(2)反应温度较高，在95℃以上，导致冷凝液中的高温夹带较严重，COD值较高，不能满足直接排放的标准要求，需进行二次处理。

发明内容

本发明的首要目的提供一种处理放射性废离子交换树脂的方法，以用于通过将紫外光和臭氧引入Fenton体系来湿法氧化反应处理所述的放射性废离子交换树脂，从而提高氧化剂的利用效率，降低氧化剂用量，降低反应温度，并降低处理成本。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种处理放射性废离子交换树脂的方法，其是将紫外光(UV)和臭氧(O₃)引入Fenton体系来湿法氧化反应处理所述的放射性废离子交换树脂。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种处理放射性废离子交换树脂的方法，其中反应温度为40-60℃。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种处理放射性废离子交换树脂的方法，其中反应pH为1.5-4.5。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种处理放射性废离子交换树脂的方法，其中反应时间为120-240min。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种处理放射性废离子交换树脂的方法，其中所述的紫外光的波长为250-480nm。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种处理放射性废离子交换树脂的方法，其中所述的紫外光的照射强度为20-100mW/cm²。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种处理放射性废离子交换树脂的方法，其中所述的臭氧浓度为60-100mg/L，加入速度为0.2-1L/min。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种处理放射性废离子交换树脂的方法，其中所述的废离子交换树脂加量为10-30g。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种处理放射性废离子交换树脂的方法，其中所述的氧化剂种类为质量百分比浓度30％的过氧化氢，加量为废离子交换树脂/氧化剂(g/g)＝1：(8-13)。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种处理放射性废离子交换树脂的方法，其中反应搅拌转速为200-400rpm。

利用本发明的方法，有如下具体的优点：

1)提高羟基自由基的产率(10％以上)，提高氧化剂的效率；