[发明专利]用于分离放射性铯元素的有机/无机复合吸附剂及其制备方法

说明书

本发明公开了一种用于分离放射性铯元素的有机/无机复合吸附剂及其制备方法。本发明的有机/无机复合吸附剂是通过溶胶‑凝胶法将海藻酸钙包埋的无机离子交换剂负载到沸石载体的孔道内复合得到；所述无机离子交换剂为杂多酸盐，无机离子交换剂的质量百分比为2～20％。本发明的有益效果在于：提供的复合吸附剂具有吸附速度快，吸附效率高，二次废物的产生量少等优点，适合于工业规模的含放射性铯废水的高效处理工艺。

技术领域

本发明属于放射性铯元素的分离吸附技术领域，特别涉及一种用于分离放射性铯元素的有机/无机复合吸附剂及其制备方法。

背景技术

核电事业的蓬勃发展，在为国民经济做出贡献的同时，产生的放射性废水会对人类生活以及环境带来负面的影响。尤其在日本福岛核事故以后，放射性废水的处理逐渐受到公众的关注。放射性核素一旦通过水体污染土壤，被植物吸收后容易进入食物链进而逐步富集，直接威胁人类健康和环境健康。放射性铯(Cs-134，Cs-137)的放射强度大、半衰期相对较长(Cs-134：2年；Cs-137：30年)，还具有高释热的特征，是放射性污染废水中需要去除的主要核素。

放射性核素大多以离子形态存在于废水中，离子交换法处理放射性铯，可获得很高的净化系数，对于废水中的微量放射性铯，也能够较高效率地去除，并且工艺简单，该技术被认为是处理放射性污染废水的最重要手段之一。离子交换法主要使用有机树脂与无机离子交换剂。由于无机离子交换剂与有机离子交换树脂相比，具有选择性好，耐辐照，离子交换容量大等特点，受到青睐。

在已研究的无机离子交换材料中，沸石、杂多酸盐、亚铁氰化物等材料具有从放射性废水中分离和回收Cs的优势。然而，沸石类无机吸附剂的吸附速度较慢，在高盐分和高酸度环境下吸附性能显著降低，且交换容量很小[A Dyer，A Chimedtsogzol，L Campbell，CWilliams.Uptake of caesium and strontium radioisotopes by natural zeolitesfrom Mongolia[J].Microporous and Mesoporous Materials,2006,95(1):172-175.]。杂多酸盐，亚铁氰化物等无机离子交换剂，由于具有微晶结构，造粒困难，机械强度和水力学性能较差，无法将之充填到吸附柱中实现高流速的工业规模处理(何佳恒,蹇源,李兴亮,李首建.无机离子交换材料在放射性废水处理中的作用[J].辐射防护通讯,2008,28(6):9-13.)。

中国发明专利CN200910021878.2公开了一种海藻酸钙包埋的磷钼酸铵复合吸附剂的制备方法，可对杂多酸盐无机离子交换剂进行造粒，从水溶液中将Cs离子去除。但在高盐浓度的废水条件下，海藻酸钙凝胶中的钙离子会与钠离子发生置换，导致凝胶发生膨胀、结构被破坏，使得磷钼酸铵泄漏至水溶液中，影响吸附效果。核事故发生时，由于应急需要，大多情况下直接使用海水进行冷却，因此海藻酸凝胶包埋的吸附剂在该条件下的应用受到了限制。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种用于分离放射性铯元素的有机/无机复合吸附剂及其制备方法。本发明提供的有机/无机复合吸附剂具有吸附速度快，吸附容量大，处理效率高，机械强度好，易固化等优点，可稳定进行工业规模柱的操作，具有良好的工业化应用前景。

本发明的发明目的主要通过以下技术方案实现。

一种用于分离放射性铯元素的有机/无机复合吸附剂,所述的有机/无机复合吸附剂以氯化钙改性沸石为载体，载体的孔道内负载海藻酸钙包埋的无机离子交换剂；其中：所述无机离子交换剂为杂多酸盐，无机离子交换剂的质量百分比为2～20％。

上述的氯化钙改性沸石为氯化钙改性的丝光沸石或斜发沸石，其粒径为0.5～2mm。

上述杂多酸盐为磷钼酸铵、磷钼酸锆、磷钨酸铵或磷钨酸锆。

上述氯化钙改性沸石的粒径为1～2mm；无机离子交换剂的质量百分比为8～15％。