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堿性含鈾工業(yè)廢水處理技術(shù)

文章出處:未知發(fā)表時(shí)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(jù)浸出介質(zhì)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(jiǎn)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(guān)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(xiàn)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(fù)載樹脂采用堿性氯化鈉溶液淋洗工藝,貧樹脂不轉(zhuǎn)型,形成廢水中Cl-濃度較高。廢水中CO32-Cl-共存,現(xiàn)有廢水處置系統(tǒng)除鈾效果差,難以完成達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)過實(shí)驗(yàn)研討,提出了石灰堿化硫酸亞鐵中和氯化鋇除鐳污渣循環(huán)處置堿性廢水的工藝流程。

 

  1、實(shí)驗(yàn)局部

 

  1.1 廢水來源及組成

 

  實(shí)驗(yàn)廢水為某鈾礦山礦井水、吸附尾液、沉淀母液、負(fù)載樹脂洗水的混合廢水,其主要成分見表1

 

圖片20 

  1.2 實(shí)驗(yàn)辦法

 

  取廢水0.5L,參加質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的石灰乳調(diào)理pH12以上,漿體過濾,剖析濾液中UCO32-質(zhì)量濃度;然后向?yàn)V液參加硫酸亞鐵攪拌2h,再添加氯化鋇繼續(xù)攪拌0.5h,沉降廓清后測(cè)定上清液的U質(zhì)量濃度和Ra活度濃度。

 

  1.3 剖析辦法

 

  用釩酸銨滴定法測(cè)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(cè)定微量鈾;用氡射氣法測(cè)定鐳;用EDTA規(guī)范溶液滴定法測(cè)定鈣;用規(guī)范鹽酸溶液滴定法測(cè)定CO32-。

 

  2實(shí)驗(yàn)原理

 

  堿性廢水的主要污染物為鈾和鐳,CO32-UO22+配合才能強(qiáng)(k=2×1018),生成的UO2(CO3)34-比擬穩(wěn)定,使得鈾難以被吸附載帶除去。因而,應(yīng)先消弭CO32-的配協(xié)作用,用Ca(OH)2CO32-HCO3-定量轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>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(jià)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(dá)外排pH規(guī)范;生成的Fe(OH)3沉淀帶正電,對(duì)鈾酰配合離子有較好的吸附作用,到達(dá)深度除鈾目的。另外,硫酸亞鐵的參加補(bǔ)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(jìn)入晶格構(gòu)成Ba(Ra)SO4共沉淀。主要反響為

 

圖片23 

  3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

 

  3.1 石灰用量對(duì)除CO32-的影響

 

  參加不同用量石灰去除廢水的CO32-,測(cè)定濾液UCO32-Ca2+質(zhì)量濃度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表2。

 

圖片24 

  從表2看出:石灰去除CO32-的同時(shí),生成CaCO3沉淀將大局部鈾載帶下來,減輕了后續(xù)工序深度除鈾的擔(dān)負(fù)。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(xué)計(jì)量。

 

  3.2 硫酸亞鐵用量對(duì)除鈾的影響

 

  石灰用量為化學(xué)計(jì)量的1.1倍,參加不同用量的FeSO4·7H2O實(shí)行中和實(shí)驗(yàn),測(cè)定上清液pH和鈾質(zhì)量濃度,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表3

 

圖片25 

  實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明:隨FeSO4·7H2O用量增加鈾濃度逐步降低,當(dāng)其用量到達(dá)2.0g/L時(shí),鈾質(zhì)量濃度低于0.05mg/L,到達(dá)了廢水排放規(guī)范。綜合思索外排廢水pH請(qǐng)求,FeSO4·7H2O質(zhì)量濃度需大于5.0g/L。

 

  3.3 氯化鋇用量對(duì)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(shí)行攪拌,剖析濾液鐳活度濃度,實(shí)驗(yàn)結(jié)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(dāng)其質(zhì)量濃度到達(dá)60mg/L時(shí),廢水鐳活度濃度可降至0.65Bq/L。因而,應(yīng)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(zhì)量濃度用量為60mg/L,處置后廢水可達(dá)標(biāo)排放。

 

圖片26 

  3.4 廢水處置考證實(shí)驗(yàn)

 

  對(duì)工業(yè)廢水處效果實(shí)行綜合考證實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)條件:Ca(OH)2用量為化學(xué)計(jì)量1.1倍,FeSO4·7H2O質(zhì)量濃度2.0g/L,氯化鋇質(zhì)量濃度60mg/L,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表5。

 

圖片27 

  廢水處置平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明,處置后廢水鈾質(zhì)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(guī)范。

 

  3.5 污渣循環(huán)減容實(shí)驗(yàn)

 

  硫酸亞鐵中和產(chǎn)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(xì)水和內(nèi)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(shí)行攪拌,然后靜置約22h,丈量漿體體積,傾出上清液,完成一個(gè)循環(huán)。下一循環(huán)補(bǔ)加石灰堿化濾液至前一個(gè)循環(huán)得到的漿體中,反復(fù)上述操作過程,實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6。

 

圖片28 

  表6結(jié)果標(biāo)明,采用污渣循環(huán)的辦法,污渣之間的空隙水不時(shí)地脫除,使?jié){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(gè)循環(huán)后得到的污渣產(chǎn)量為5.7g/L。循環(huán)后廢水pH降落,可思索減少FeSO4·7H2O用量,節(jié)約廢水處置本錢。

 

  4、結(jié)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(huán)減容工藝可使廢水中鈾質(zhì)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(dá)標(biāo)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(bǔ)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(dá)最佳。

 

  3)漿體循環(huán)操作可改善污渣過濾與沉降性能,提升工藝設(shè)備處置才能。