[发明专利]一种吸附铀酰离子的方法

说明书

本发明涉及一种吸附铀酰离子的方法，包括如下步骤：S1，将高分子纤维或无纺布进行辐照处理得到带羟基纤维或无纺布；S2，通过化学引发剂引发带羟基纤维或无纺布接枝丙烯腈得到含聚丙烯腈的接枝材料；S3，将含聚丙烯腈的接枝材料进行氨肟化反应得到偕氨肟基纤维吸附材料；S4，将偕氨肟基纤维吸附材料与含铀酰离子溶液混合，从而通过该偕氨肟基纤维吸附材料吸附溶液中的铀酰离子。本发明的吸附铀酰离子的方法，结合辐射法和化学法对商业化的相对廉价的高分子纤维或无纺布进行处理，制备低成本的偕氨肟基纤维或无纺布吸附材料。

技术领域

本发明涉及高分子材料改性领域，更具体地涉及一种吸附铀酰离子的方法。

背景技术

目前陆地探明的铀矿总量不超过500万吨，铀矿资源的紧缺使得人们纷纷将目光转向非传统铀资源，如海水、盐湖水等。根据国际原子能机构估算，当前作为少量副产品可潜在回收的铀估计量约800万吨，总量不高，且处理难度高、代价大，并不是解决铀资源短缺的理想方法。所幸的是，海水和盐湖水中铀储量巨大，近千倍于陆地铀矿储量，倘若能有效地实现海水和盐湖水提铀并加以利用，将是我国核电事业与核力量稳定发展的一种重要补充和保障。但海水中铀的浓度仅为3.0ppb，盐湖水中铀浓度也只有300-1000ppb 左右。自然环境水体中铀通常以铀酰离子形式存在。从海水和盐湖水中富集铀的技术难度远高于铀矿开采。

同时，我国的铀矿勘探和开采过程中产生了数量庞大的铀矿冶废物(贫化矿石、尾矿浆和尾矿液等)。这些铀矿冶废物在山谷、平地或湖泊堆积形成铀尾矿。这些铀尾矿中包含矿石中未提取的铀及全部衰变子体和非放射性有害重金属，以及在矿冶过程中为了提高铀浸出率而引入的各种试剂，如防垢剂、助渗剂等，铀尾矿所含的放射性核素比天然辐射本底值高2～3个数量级，相当于原矿放射性总量的70％～80％，尽管这些放射性核素的活度较低，但是由于尾矿堆积量大、含放射性核素种类多、半衰期长。此外，由于我国70％-80％的铀矿床分布在人口稠密、气温高且雨水充沛的区域，露天堆放的铀尾矿经风化、雨淋、地表径流等外界作用，放射性核素(U、Th、Ra等)及其他重金属元素会被淋洗出来，导致铀尾矿成为一个潜在的泄漏放射性核素及重金属的污染源，在雨水或山洪的冲刷以及风化作用下，很容易迁移扩大，严重污染环境的同时对周围的居民存在极大的健康威胁。

因此，无论从节能减排还是资源的回收利用和环境保护角度来看，发展高性能、低成本的铀酰离子的吸附材料是解决上述两个问题的关键途径。

目前用于铀酰离子吸附材料的基材种类繁多，除高分子纤维外，很多无机纳米材料由于比表面积的优势，表现出卓越的吸附容量。然而，只有纤维状吸附材料投放入海水或盐湖水，在洋流的带动下可以像海带、海草在海水中无额外驱动力下自然吸附，放置和打捞方便。纤维状吸附是唯一具有实际海水提铀应用的材料。

现有技术中的吸附材料的海水提铀的成本比陆地铀矿开采的成本高。无机吸附剂吸附容量低、选择性差；有机吸附剂化学稳定性差、使用寿命短等都是海水提铀成本高的根源。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的铀酰离子的吸附材料的成本高的问题，本发明旨在提供一种吸附铀酰离子的方法。

本发明所述的吸附铀酰离子的方法，包括如下步骤：S1，将高分子纤维或无纺布进行辐照处理得到带羟基纤维或无纺布；S2，通过化学引发剂引发带羟基纤维或无纺布接枝丙烯腈得到含聚丙烯腈的接枝材料；S3，将含聚丙烯腈的接枝材料进行氨肟化反应得到偕氨肟基纤维吸附材料；S4，将偕氨肟基纤维吸附材料与含铀酰离子溶液混合，从而通过该偕氨肟基纤维吸附材料吸附溶液中的铀酰离子。

所述步骤S1具体为：预辐照高分子纤维或无纺布，然后将预辐照过的高分子纤维或无纺布和羟乙酯或缩水甘油酯接枝反应得到带羟基纤维或无纺布；或者将羟乙酯或缩水甘油酯和高分子纤维或无纺布混合，然后进行辐照处理制备带羟基纤维或无纺布；其中，该羟乙酯或缩水甘油酯为丙烯酸羟乙酯(HEA)或甲基丙烯酸羟乙酯(HEMA)或甲基丙烯酸缩水甘油酯(GMA) 或4-羟基丁基丙烯酸酯缩水甘油醚(4-HB)。