CN107680704A - 一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的方法 - Google Patents

一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的方法 Download PDF

Info

Publication number
CN107680704A
CN107680704A CN201710912872.9A CN201710912872A CN107680704A CN 107680704 A CN107680704 A CN 107680704A CN 201710912872 A CN201710912872 A CN 201710912872A CN 107680704 A CN107680704 A CN 107680704A
Authority
CN
China
Prior art keywords
exchange resin
ion exchange
microwave
reducing metal
fast degradation
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201710912872.9A
Other languages
English (en)
Inventor
王烈林
李江博
谢华
邓司浩
易发成
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Southwest University of Science and Technology
Original Assignee
Southwest University of Science and Technology
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Southwest University of Science and Technology filed Critical Southwest University of Science and Technology
Priority to CN201710912872.9A priority Critical patent/CN107680704A/zh
Publication of CN107680704A publication Critical patent/CN107680704A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
    • G21F9/06—Processing
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/04—Treating liquids
    • G21F9/20—Disposal of liquid waste
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/30—Processing
    • G—PHYSICS
    • G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21F—PROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00—Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/28—Treating solids
    • G21F9/34—Disposal of solid waste

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Environmental & Geological Engineering (AREA)
  • Separation, Recovery Or Treatment Of Waste Materials Containing Plastics (AREA)
  • Processing Of Solid Wastes (AREA)
  • Treatment Of Water By Oxidation Or Reduction (AREA)

Abstract

本发明涉及一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的方法，该发明将还原性金属离子与待处理的离子交换树脂混合均匀，然后加入一定质量比浓度的双氧水。在适当的微波功率下，通过微波辐照装置对反应体系辐照一定时间，使废离子交换树脂快速降解。芬顿反应产生具有强氧化性的羟基自由基与离子交换树脂作用，使其降解。通过微波作用，改变体系热力学函数，降低反应的活化能和分子的化学键强度，大大缩短加热时间，提高反应效率。本发明的方法生产工艺简单、生产成本低、反应效率快。

Description

一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的 方法
技术领域
本发明涉及环境保护技术领域，特别是涉及一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的方法。
背景技术
离子交换树脂是一种具有一定伸缩性的高分子聚合物，由骨架和活性基团两部分组成，在三维空间中呈网状结构。骨架是形成离子交换树脂的结构基团，它是以一种线性结构的高分子有机化合物为主，加上一定数量的交联剂，通过横键架桥作用构成。离子交换树脂化学稳定性较好，一般难溶于酸和碱。基于树脂的以上特性，主要应用于核电厂反应堆一回路冷却剂、乏燃料水池池水的净化处理。废树脂比活度一般可达107～1013Bq/kg。随着核能的大力发展，离子交换树脂的处理问题日益严重。世界各国均对废树脂处理方法进行了大量研究，但成熟、理想的处理方法较少。目前多数核电站把放射性废离子交换树脂贮存在不锈钢贮槽中，或将放射性废离子交换树脂进行水泥固化处理。水泥固化和暂存均会增容，而且由于放射性废离子交换树脂与水泥结合引起的溶胀效应最终会导致固化体开裂，不利于放射性废物的长期安全处置。
芬顿湿法氧化法是利用芬顿试剂(Fe2+、Cu2+、Ni2+等金属离子作为催化剂、过氧化氢为反应介质)产生大量的羟基自由基(·OH)与废树脂作用，羟基自由基的强氧化性将废树脂结构破坏，使高分子聚合物分解为线性大分子，线性大分子又进一步分解为小分子直至变成无机物，达到便于进一步固化的目的。
蹇兴超研究表明，利用传统的芬顿反应降解离子交换树脂时，反应时长达到3.5小时以上。T.L.Gunale研究发现，传统的芬顿反应降解离子交换树脂时，反应时间长达4小时。
台湾核能研究所探讨了芬顿湿法氧化处理废树脂残留物的固化效果及凝结水的处理方法。残液加入氢氧化钡以降低硫酸根离子浓度，然后添加高效固化剂进行固化处理。中国工程物理研究院梁志荣等人对717型、201×4型和201×7型3种常见含铀放射性废树脂进行了研究，发现当过氧化氢初始浓度为4.0mol·L-1、亚铁离子的初始浓度为20mmol·L-1、反应温度为95℃、溶液的初始pH值为2.5时，降解效果最佳。
利用芬顿高级氧化体系可以使高分子有机物降解、甚至彻底分解为二氧化碳和水。微波可以改变体系热力学函数，降低反应的活化能和分子的化学键强度，大大缩短加热时间，提高反应效率。因此利用微波辅助芬顿反应对于提高降解效率有极大帮助。
在环保领域，利用微波辅助芬顿试剂处理废水、液体有机物的方法已经较为成熟，但是利用微博辅助芬顿试剂的方法处理放射性废离子交换树脂的案例极少存在。
发明内容
本发明目的是针对放射性离子交换树脂处理技术问题，提供一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的方法。该方法工艺简单，生产成本低，效率高，可应用于工业生产。
本发明的技术方案如下：
一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的方法，将硫酸亚铁溶液与待处理的离子交换树脂混合均匀，然后加入质量比浓度为30％的双氧水。在较低微波功率的微波辐照装置中辐照30分钟。具体包括以下步骤：
(1)按照质量比为180∶1000-190∶1000称取硫酸亚铁和离子交换树脂，置于烧杯，加入去离子水，将硫酸亚铁溶液与待处理的离子交换树脂混合均匀。
(2)将质量比浓度为30％的双氧水加入步骤(1)所述溶液中，质量比浓度为30％的双氧水与硫酸亚铁的质量比为260∶100000-290∶100000。
(3)将步骤(2)所得混合溶液放置于微波处理装置中辐照30分钟，待处理的离子交换树脂即可降解完成。
其技术特征还在于，步骤(1)所述硫酸亚铁溶液为新鲜溶液，并加入少量硫酸控制溶液pH在酸性条件下。
本发明的有益效果：
1.本发明采用微波辅助的方法改变体系热力学函数，降低反应的活化能和分子的化学键强度，大大缩短加热时间。
2.本发明采用芬顿反应降解离子交换树脂，主要利用羟基自由基氧化高分子有机物。属绿色环保型降解法。
3.本发明方法之工艺流程简单，生产成本低，降解效率高，可应用于工业生产。
附图说明
下面结合附图和实施例进一步对本发明进行说明。
图1为本设计中离子交换树脂样貌。
图2为本设计实施1所得降解后液体。
图3为本设计实施1所得固体降解产物。
具体实施方式
以下为本发明的部分具体实施事例。但本发明所保护范围不限于此。
本发明实施例所用原料均为市购产品，分析纯级。
实施例1：
一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的方法，步骤如下：
(1)按照降解15g离子交换树脂计算，按照质量比178∶1000称取硫酸亚铁0.2221g；
(2)将称量好的硫酸亚铁晶体与离子交换树脂置于烧杯中，配成溶液，滴加少量稀硫酸溶液调节体系pH值为1.5；
(3)按照质量比275∶10000量取质量比浓度为30％双氧水置于步骤(2)所述烧杯中；
(4)将步骤(3)所述烧杯置于119W微波反应器中辐照25分钟，完成离子交换树脂的降解。
离子交换树脂无残留。
需要说明的是，以上举例仅是本发明的若干个具体实施例，本发明不仅仅限于以上实施例，还可以有其他变形。本领域的技术人员从本发明公开内容直接导出或者间接引申的所有变形，均认为是本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的方法，其特征在于，将强还原性金属离子溶液与待处理的离子交换树脂混合均匀，然后加入一定质量比浓度的双氧水，在一定微波功率下的微波辐照装置中辐照25-35分钟，具体包括以下步骤：
(1)按照质量比为180∶1000-190∶1000称取还原性金属离子和离子交换树脂，置于烧杯，加入去离子水，将还原性金属离子溶液与待处理的离子交换树脂混合均匀；
(2)将一定质量比浓度为的双氧水加入步骤(1)所述溶液中，一定质量比浓度的双氧水与还原性金属离子的质量比为260∶100000-290∶100000；
(3)将步骤(2)所得混合溶液放置于微波处理装置中辐照25-35分钟，待处理的离子交换树脂即可降解完成。
2.依权利要求1所述的一种微波协同芬顿试剂快速降解离子交换树脂的方法，其特征在于，步骤(1)所述还原性金属离子溶液为新鲜溶液，并加入少量硫酸控制溶液pH在酸性条件下。
CN201710912872.9A 2017-09-26 2017-09-26 一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的方法 Pending CN107680704A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710912872.9A CN107680704A (zh) 2017-09-26 2017-09-26 一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710912872.9A CN107680704A (zh) 2017-09-26 2017-09-26 一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN107680704A true CN107680704A (zh) 2018-02-09

Family

ID=61138817

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201710912872.9A Pending CN107680704A (zh) 2017-09-26 2017-09-26 一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN107680704A (zh)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109215825A (zh) * 2018-10-26 2019-01-15 西南科技大学 一种放射性废离子交换树脂快速降解装置
CN109961867A (zh) * 2019-03-27 2019-07-02 华中科技大学 采用类芬顿氧化法处理放射性混合离子交换树脂的方法
CN111048224A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 西南科技大学 一种微波活性炭诱发等离子体处理放射性机油的方法

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101767859A (zh) * 2010-01-19 2010-07-07 却力挥 Fenton氧化和微波催化相结合的废水处理方法
CN102855953A (zh) * 2012-04-27 2013-01-02 西南科技大学 一种微波高温处理放射性废物连续转化烧结装置
CN103214059A (zh) * 2013-04-09 2013-07-24 沈阳工业大学 一种微波—Fenton联合有机化工废水处理一体机
CN104529026A (zh) * 2014-12-24 2015-04-22 广东省工程技术研究所 微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法
CN106186467A (zh) * 2015-05-07 2016-12-07 中国石油化工股份有限公司 一种微波强化Fenton氧化技术处理硝基苯废水的方法
CN106941016A (zh) * 2016-10-13 2017-07-11 中国辐射防护研究院 一种处理放射性废离子交换树脂的方法

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101767859A (zh) * 2010-01-19 2010-07-07 却力挥 Fenton氧化和微波催化相结合的废水处理方法
CN102855953A (zh) * 2012-04-27 2013-01-02 西南科技大学 一种微波高温处理放射性废物连续转化烧结装置
CN103214059A (zh) * 2013-04-09 2013-07-24 沈阳工业大学 一种微波—Fenton联合有机化工废水处理一体机
CN104529026A (zh) * 2014-12-24 2015-04-22 广东省工程技术研究所 微波协同Fenton强化垃圾渗滤液膜滤浓缩液处理的方法
CN106186467A (zh) * 2015-05-07 2016-12-07 中国石油化工股份有限公司 一种微波强化Fenton氧化技术处理硝基苯废水的方法
CN106941016A (zh) * 2016-10-13 2017-07-11 中国辐射防护研究院 一种处理放射性废离子交换树脂的方法

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
梁志荣 等: "芬顿氧化法预处理放射性废离子交换树脂", 《JOURNAL OF NUCLEAR AND RADIOCHEMISTRY》 *

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109215825A (zh) * 2018-10-26 2019-01-15 西南科技大学 一种放射性废离子交换树脂快速降解装置
CN109961867A (zh) * 2019-03-27 2019-07-02 华中科技大学 采用类芬顿氧化法处理放射性混合离子交换树脂的方法
CN111048224A (zh) * 2019-12-31 2020-04-21 西南科技大学 一种微波活性炭诱发等离子体处理放射性机油的方法
CN111048224B (zh) * 2019-12-31 2021-09-21 西南科技大学 一种微波活性炭诱发等离子体处理放射性机油的方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN107680704A (zh) 一种微波协同芬顿试剂快速降解放射性废离子交换树脂的方法
US10930406B2 (en) Liquid-phase oxidative digestion method for radioactively contaminated carbon-containing material
CN101456553B (zh) 一种制备可膨胀石墨的化学处理方法
CN103252340B (zh) 一种Fenton铁泥资源化利用的方法
CN107399895A (zh) 高含固率剩余污泥热水解和过氧化氢联合预处理的方法
KR102122163B1 (ko) 핵 시설의 금속면을 제염하기 위한 방법
US20200143952A1 (en) Method for Treating Radioactive Liquid Waste
CN110152671A (zh) 一种复合金属氧化物硅藻土催化剂及其制备方法和应用
CN105671373A (zh) 一种具有高b4c含量中子吸收板的制备方法
CN109652807A (zh) 一种硝酸铜废液再生及铜回收方法
CN110648777B (zh) 一种低pH值放射性废液的高效水泥固化处理方法
JP4414214B2 (ja) 廃イオン交換樹脂の処理方法
TWI675380B (zh) 在核反應器之冷卻系統中金屬表面之去污方法
CN110400648A (zh) 一种核级放射性废树脂的高效氧化处理方法
CN103474123B (zh) 一种纳米Fe/Mn复合催化剂用于放射性废树脂氧化分解的方法
CN102603050A (zh) 一种利用硫化亚铁预处理含硝基苯废水的方法
CN102874915A (zh) 微波协同磁性类芬顿催化剂处理染料废水的方法
CN113896290B (zh) 一种铝碳微电解填料及其制备方法和应用
CN108231235A (zh) 一种间接电化学氧化处理放射性废树脂的方法
CN114133935A (zh) 一种由三氯化铁和有机膦酸强化的草酸基清洗活性材料
CN111603717A (zh) 一种垃圾燃烧飞灰固化的高效螯合剂及其制备使用方法
Feng et al. The treatment of IRN77/78 resin using Fenton oxidation process
RU2810633C1 (ru) Способ утилизации отработанных сульфокислотных ионообменных смол
CN110797132B (zh) 一种稳定放射性核素的废树脂处理方法
CN104828920A (zh) 一种聚合氯化高铁絮凝剂的制备方法

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20180209

RJ01 Rejection of invention patent application after publication