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碱性含铀废水处理技术

  铀矿冶污水关键来源于铁矿石采矿和铀矿生产加工两一部分,包含坑道水、吸咐尾液、环氧树脂水洗、沉积水解液等。依据浸取物质的差别,可分成酸碱性和偏碱污水,酸碱性污水除带有铀、钍、镭等…

  铀矿冶污水关键来源于铁矿石采矿和铀矿生产加工两一部分,包含坑道水、吸咐尾液、环氧树脂水洗、沉积水解液等。依据浸取物质的差别,可分成酸碱性和偏碱污水,酸碱性污水除带有铀、钍、镭等放射性同位素外,还带有汞、镉、砷、铅、铜、锌、锰等非放射性同位素;偏碱污水因为无机盐可选择性融解功效,铁、铝、钛等几乎不被融解,土壤溶液仅带有少许的钼酸盐、硅酸盐材料、钒酸盐、聚磷酸盐和无机盐配合物。放射性同位素钍在碱浸全过程中也不是溶的,而镭则融解1.5%~3.0%。因而针对碱法浸取的铀矿山而言,污水的首要污染源为放射性同位素铀和镭。

  某铀矿山选用碱法浸取加工工艺,目前加工工艺污水关键由煤矿水、吸咐尾液、沉积水解液和环氧树脂水洗四部份构成。污水选用软锰矿除镭—三氯化铁斜板沉淀池沉积除铀处理工艺。因为负荷环氧树脂选用偏碱氯化钠溶液渗滤加工工艺,贫环氧树脂不转型发展,导致污水中Cl浓度值较高。污水中CO32-和Cl相容,目前污水处理系统软件除铀实际效果差,难以解决达到环保标准。通过实验科学研究,明确提出了石灰粉脱灰—硝酸亚铁中合—氯化钡除镭—污渣循环系统解决偏碱工业废水的生产流程。

  1、实验一部分

  1.1 污水来源于及构成

  实验污水为某铀矿山煤矿水、吸咐尾液、沉积水解液、负荷环氧树脂水洗的混和污水,其主要成分见表1。

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  1.2 实验方式

  取污水0.5L,添加质量浓度50%的熟石灰调整pH至12以上,料浆过虑,剖析渗沥液中U和CO32-浓度值;随后向渗沥液添加硝酸亚铁拌和2h,再加上氯化钡再次拌和0.5h,地基沉降回应后测量上清液的U浓度值和Ra活度浓度。

  1.3 统计分析方法

  用钒酸铵滴定法测量变量定义铀;2-(5溴代-吡啶甲酰胺)-5-二乙胺基甲酸气相色谱法测量少量铀;用氡射气测定方法镭;用EDTA标液滴定法测量钙;用规范盐酸溶液滴定法测量CO32-

  2实验基本原理

  偏碱工业废水的首要污染源为铀和镭,CO32-与UO22 相互配合工作能力强(k=2×1018),转化成的UO2(CO3)34-相对稳定,促使铀无法被吸咐载带去除。因而,应先清除CO32-的相互配合功效,用Ca(OH)2将CO32-和HCO3定量分析变化为OH-,并转化成CaCO3沉积而去除,关键反映为

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  硝酸亚铁对比氢氧化镁质优价廉,选其做为还原剂,Fe2 在气体功效下空气氧化水解反应转化成Fe(OH)3沉积,并迟缓释放出来酸而中合过多的OH,使污水做到排放pH规范;转化成的Fe(OH)3沉积带正电荷,对铀酰相互配合正离子有不错的粘附功效,做到深层除铀目地。此外,硝酸亚铁的添加填补了除镭工艺流程需要的SO42-。关键反映为

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  添加氯化钡与污水中SO42-反映转化成BaSO4沉积,因为Ra2 与Ba2 离子半径相仿,在转化成BaSO4沉积全过程中,Ra2 进到晶格常数产生Ba(Ra)SO4溶胶凝胶法。关键反映为

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  3、实验結果与探讨

  3.1 石灰粉使用量对除CO32-的危害

  添加不一样使用量石灰粉除去污水的CO32-,测量渗沥液U、CO32-和Ca2 浓度值,实验結果见表2。

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  从表2看得出:石灰粉除去CO32-的与此同时,转化成CaCO3沉积将绝大多数铀载带出来,缓解了后面工艺流程深层除铀的压力。以将ρ(CO32-)降到20mg/L下列为最少使用量,明确Ca(OH)2的最少使用量为1.1倍有机化学计量检定。

  3.2 硝酸亚铁使用量对除铀的危害

  石灰粉使用量为有机化学计量检定的1.1倍,添加不一样使用量的FeSO4·7H2O开展中合实验,测量上清液pH和铀浓度值,实验結果见表3。

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  实验结果显示:随FeSO4·7H2O使用量提升铀浓度值慢慢减少,当其使用量做到2.0g/L时,铀浓度值小于0.05mg/L,做到了废水排放标准。充分考虑排放污水pH规定,FeSO4·7H2O浓度值需超过5.0g/L。

  3.3 氯化钡使用量对除镭实际效果的危害

  硝酸亚铁中合污水使pH降到8上下,随后添加不一样量的氯化钡开展拌和,剖析渗沥液镭活度浓度值,实验結果见表4。可以看得出,随钡盐使用量的提升污水镭活度浓度值慢慢减少,当其浓度值做到60mg/L时,污水镭活度浓度值能降至0.65Bq/L。因而,运用石灰粉脱灰—硝酸亚铁中合—氯化钡除镭处理工艺污水,氯化钡浓度值使用量为60mg/L,解决后污水可达到环保标准。

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  3.4 污水处理认证实验

  对污水处理实际效果实现综合性认证实验,试验标准:Ca(OH)2使用量为有机化学计量检定1.1倍,FeSO4·7H2O浓度值2.0g/L,氯化钡质量浓度60mg/L,实验結果见表5。

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  污水处理平行面实验结果显示,解决后污水铀浓度值都小于0.05mg/L,镭均值活度浓度值为0.48Bq/L,均小于废水排放标准。

  3.5 污渣循环系统两部制电价实验

  硝酸亚铁中合造成的污渣容积比较大,关键缘故为污渣含水量太高。污渣含水由间隙水、表层吸附、孔状水和內部水4部份构成,在其中间隙水约占70%。显而易见,使得污渣两部制电价主要是去除间隙水。向石灰粉脱灰获得的渗沥液中先后添加硝酸亚铁、氯化钡开展拌和,随后静放约22h,精确测量料浆容积,倾出上清液,进行一个循环系统。下一循环加补石灰粉脱灰渗沥液至前一个循环系统获得的料浆中,反复以上操作流程,实验結果见表6。

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  表6结果显示,选用污渣循环系统的方式,污渣中间的间隙水不断去除,使料浆容积显著降低,且污渣沉速加速,有益于过滤操作和完成槽体式排出,7个循环系统后取得的污渣生产量为5.7g/L。循环系统后污水pH降低,可考虑到降低FeSO4·7H2O使用量,节省污水处理成本费。

  4、结果

  1)选用石灰粉脱灰—硝酸亚铁中合深层除铀—氯化钡除镭—污渣循环系统两部制电价加工工艺可使污水中铀浓度值降到0.05mg/L下列,镭活度浓度值降到1.0Bq/L下列,解决后的污水可达到环保标准。

  2)先后选用了石灰粉、硝酸亚铁、氯化钡三种沉淀剂,在其中石灰粉脱灰去除绝大多数铀,而硝酸亚铁兼具中合、深层除铀、填补除镭所需SO42-和抑止沉淀返溶4种作用,使偏碱含铀污水处理实际效果达到最好。

  3)浆体循环实际操作可改进污渣过虑与地基沉降特性,提升工艺技术解决工作能力。(来源于:中国核工业北京化工冶金工业研究所,西安市中核蓝天白云铀业有限责任公司)

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作者: 三六五环保公司

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