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堿性含鈾工業廢水處理技術

文章出處:未知發表時間:2022-01-07 13:47:35


 

圖片7 

 

  鈾礦冶廢水主要來自礦石開采和鈾礦加工兩局部,包括礦坑水、吸附尾液、樹脂洗水、沉淀母液等。依據浸出介質的差別,可分為酸性和堿性廢水,酸性廢水除含有鈾、釷、鐳等放射性核素外,還含有汞、鎘、砷、鉛、銅、鋅、錳等非放射性核素;堿性廢水由于碳酸鹽選擇性溶解作用,鐵、鋁、鈦等簡直不被溶解,浸出液僅含有少量的鉬酸鹽、硅酸鹽、釩酸鹽、磷酸鹽和碳酸鹽配合物。放射性核素釷在堿浸過程中也是不溶的,而鐳則溶解1.5%3.0%。因而關于堿法浸出的鈾礦山來說,廢水的主要污染物為放射性核素鈾和鐳。

 

  某鈾礦山采用堿法浸收工藝,現有工藝廢水主要由礦井水、吸附尾液、沉淀母液和樹脂洗水四局部組成。廢水采用軟錳礦除鐳三氯化鐵絮凝沉淀除鈾工藝處置。由于負載樹脂采用堿性氯化鈉溶液淋洗工藝,貧樹脂不轉型,形成廢水中Cl-濃度較高。廢水中CO32-Cl-共存,現有廢水處置系統除鈾效果差,難以完成達標排放。經過實驗研討,提出了石灰堿化硫酸亞鐵中和氯化鋇除鐳污渣循環處置堿性廢水的工藝流程。

 

  1、實驗局部

 

  1.1 廢水來源及組成

 

  實驗廢水為某鈾礦山礦井水、吸附尾液、沉淀母液、負載樹脂洗水的混合廢水,其主要成分見表1

 

圖片20 

  1.2 實驗辦法

 

  取廢水0.5L,參加質量分數50%的石灰乳調理pH12以上,漿體過濾,剖析濾液中UCO32-質量濃度;然后向濾液參加硫酸亞鐵攪拌2h,再添加氯化鋇繼續攪拌0.5h,沉降廓清后測定上清液的U質量濃度和Ra活度濃度。

 

  1.3 剖析辦法

 

  用釩酸銨滴定法測定常量鈾;2-(5溴代-吡啶偶氮)-5-二乙胺基苯酚分光光度法測定微量鈾;用氡射氣法測定鐳;用EDTA規范溶液滴定法測定鈣;用規范鹽酸溶液滴定法測定CO32-

 

  2實驗原理

 

  堿性廢水的主要污染物為鈾和鐳,CO32-UO22+配合才能強(k=2×1018),生成的UO2(CO3)34-比擬穩定,使得鈾難以被吸附載帶除去。因而,應先消弭CO32-的配協作用,用Ca(OH)2CO32-HCO3-定量轉變為OH-,并生成CaCO3沉淀而除去,主要反響為

 

圖片21 

  硫酸亞鐵相比硫酸鐵價錢低廉,選其作為中和劑,Fe2+在空氣作用下氧化水解生成Fe(OH)3沉淀,并遲緩釋放出酸而中和多余的OH-,使廢水到達外排pH規范;生成的Fe(OH)3沉淀帶正電,對鈾酰配合離子有較好的吸附作用,到達深度除鈾目的。另外,硫酸亞鐵的參加補充了除鐳工序所需的SO42-。主要反響為

 

圖片22 

  參加氯化鋇與廢水中SO42-反響生成BaSO4沉淀,由于Ra2+Ba2+離子半徑相近,在生成BaSO4沉淀過程中,Ra2+進入晶格構成Ba(Ra)SO4共沉淀。主要反響為

 

圖片23 

  3、實驗結果與討論

 

  3.1 石灰用量對除CO32-的影響

 

  參加不同用量石灰去除廢水的CO32-,測定濾液UCO32-Ca2+質量濃度,實驗結果見表2

 

圖片24 

  從表2看出:石灰去除CO32-的同時,生成CaCO3沉淀將大局部鈾載帶下來,減輕了后續工序深度除鈾的擔負。以將ρ(CO32-)降至20mg/L以下為最小劑量,肯定Ca(OH)2的最小用量為1.1倍化學計量。

 

  3.2 硫酸亞鐵用量對除鈾的影響

 

  石灰用量為化學計量的1.1倍,參加不同用量的FeSO4·7H2O實行中和實驗,測定上清液pH和鈾質量濃度,實驗結果見表3

 

圖片25 

  實驗結果標明:隨FeSO4·7H2O用量增加鈾濃度逐步降低,當其用量到達2.0g/L時,鈾質量濃度低于0.05mg/L,到達了廢水排放規范。綜合思索外排廢水pH請求,FeSO4·7H2O質量濃度需大于5.0g/L

 

  3.3 氯化鋇用量對除鐳效果的影響

 

  硫酸亞鐵中和廢水使pH降至8左右,然后參加不同量的氯化鋇實行攪拌,剖析濾液鐳活度濃度,實驗結果見表4。能夠看出,隨鋇鹽用量的增加廢水鐳活度濃度逐步降低,當其質量濃度到達60mg/L時,廢水鐳活度濃度可降至0.65Bq/L。因而,應用石灰堿化硫酸亞鐵中和氯化鋇除鐳工藝處置廢水,氯化鋇質量濃度用量為60mg/L,處置后廢水可達標排放。

 

圖片26 

  3.4 廢水處置考證實驗

 

  對工業廢水處效果實行綜合考證實驗,實驗條件:Ca(OH)2用量為化學計量1.1倍,FeSO4·7H2O質量濃度2.0g/L,氯化鋇質量濃度60mg/L,實驗結果見表5

 

圖片27 

  廢水處置平行實驗結果標明,處置后廢水鈾質量濃度都低于0.05mg/L,鐳均勻活度濃度為0.48Bq/L,均低于廢水排放規范。

 

  3.5 污渣循環減容實驗

 

  硫酸亞鐵中和產生的污渣體積較大,主要緣由為污渣含水率太高。污渣含水由空隙水、外表吸附水、毛細水和內部水4局部組成,其中空隙水約占70%。顯然,要使污渣減容主要是脫除空隙水。向石灰堿化得到的濾液中依次參加硫酸亞鐵、氯化鋇實行攪拌,然后靜置約22h,丈量漿體體積,傾出上清液,完成一個循環。下一循環補加石灰堿化濾液至前一個循環得到的漿體中,反復上述操作過程,實驗結果見表6

 

圖片28 

  表6結果標明,采用污渣循環的辦法,污渣之間的空隙水不時地脫除,使漿體體積明顯減少,且污渣沉降速度加快,有利于過濾操作和完成槽式排放,7個循環后得到的污渣產量為5.7g/L。循環后廢水pH降落,可思索減少FeSO4·7H2O用量,節約廢水處置本錢。

 

  4、結論

 

  1)采用石灰堿化硫酸亞鐵中和深度除鈾氯化鋇除鐳污渣循環減容工藝可使廢水中鈾質量濃度降至0.05mg/L以下,鐳活度濃度降至1.0Bq/L以下,處置后的廢水可達標排放。

 

  2)依次采用了石灰、硫酸亞鐵、氯化鋇三種沉淀劑,其中石灰堿化除去大局部鈾,而硫酸亞鐵兼有中和、深度除鈾、補充除鐳所需SO42-和抑止沉淀物返溶4種功用,使堿性含鈾廢水處置效果到達最佳。

 

  3)漿體循環操作可改善污渣過濾與沉降性能,提升工藝設備處置才能。

 


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