[发明专利]颗粒态SiSb吸附剂制备方法与产品及其去除放射性Sr、Co和Ag的应用

说明书

本发明涉及颗粒态SiSb吸附剂制备方法与产品及其去除放射性Sr、Co和Ag的应用。具体地，本发明涉及一种颗粒态SiSb复合氧化物吸附剂，其包含：含有SiSb复合氧化物的颗粒；以及包覆所述颗粒的高分子材料层。该吸附剂具有高压碎强度和低离子浸出率。本发明还涉及该吸附剂的制备方法及其在去除放射性⁹⁰Sr和^110mAg的应用。

技术领域

本发明涉及无机材料领域，特别涉及一种颗粒态SiSb复合氧化物吸附剂及其制备方法与应用，该吸附剂对放射性⁸⁹Sr和⁹⁰Sr、^110mAg具有良好的吸附性能，并且适合应用于工业规模，能够装填到固定床反应器中实现放射性核素的高效去除。

背景技术

按照中国核电中长期发展规划目标，到2020年，中国大陆运行核电装机容量将达到5800万千瓦，在建3000万千瓦左右；到2030年要全面实现建设核电强国目标。面对核能事业发展新形势新挑战，中国迫切需要在放射性废物处理、核应急技术、放射性流出物排放标准等方面大力发展。

在核电厂日常运行产生的放射性废液中，放射性核素的主要来源为活化产物和腐蚀产物，这些产物的产生主要与金属材料的活化、腐蚀、沉淀以及释放行为有关，部分放射性核素包括Ag、Co、Cr、Mn、Fe等。核电站的放射性废液中同时出现的主要放射性物质不仅包括具有β放射性的长寿命裂变产物¹³⁴Cs/¹³⁷Cs和⁹⁰Sr，还包括^110mAg。

⁹⁰Sr是²³⁵U的裂变产物之一，产额为5.90％，半衰期为28年，具有β放射性，经由食物或水被人体吸收后，70％～80％的剂量被排除体外，剩余的⁹⁰Sr大部分沉积在骨骼和骨髓中，可导致骨癌、软组织癌变和白血病。由于⁹⁰Sr易于在骨骼中积累，许多国家对⁹⁰Sr的排放限值比¹³⁷Cs更低。因此，有效去除放射性废液中存在的⁹⁰Sr核素是一项亟待解决的问题。

^110mAg的来源主要有两条途径：一是由于控制棒Ag-In-Cd合金吸收中子，其中的Ag发生同质异能跃迁，形成亚稳态的^110mAg；其次是含银的密封材料在中子活化下形成^110mAg。我国多家核电站观测到其液体排放液仍包含显著量的^110mAg。电站现有的放射性废液处理技术对^110mAg的去除效果不佳。

相比较于离子交换树脂，无机离子吸附剂具有选择性高，可以从高盐量的放射性废水中高效地去除目标核素离子，能快速大幅度降低废液的放射性活度，受共存非放射性离子的影响小，因此具有使用寿命长，固体废物量小的优点。此外，无机离子吸附剂的应用可以使得大量的放射性核素富集在小体积的吸附剂中，从而产生的固体废物易于进行辐射防护。相比于离子交换树脂，无机吸附技术产生的放射性废弃物热稳定性和化学稳定性好、耐辐照性能强，不易被辐射分解或生物分解，便于后期的处理处置，在地下处置场长期储存过程中，更具长期安全性。进一步，基于无机吸附技术的废液深度净化装置具有简单的结构，具备有效、选择性强、小型化、模块化、可移动性强的技术特点，对现场服务条件要求低，非常适合于核电厂放射性废液成分较为复杂且现场布置空间有限的特殊要求。