含铀废液的一种矿化处理方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及放射性废物的处理，特别涉及含铀废液的处理方法。
【背景技术】
[0002]人类在利用核资源服务自身发展需要的同时，也产生了大量的含铀废液，这些废液一旦进入环境将造成严重的环境问题。在核设施和矿山周围以及主要尾矿地点的农业土壤、地下水和地表水中已经检测到铀的污染物存在，研究解决含铀废液的安全处理技术刻不容缓，已成为当前环保工作者和科研人员面临的一大课题。国内外学者对于含铀废液的处理进行了大量的研究，许多研究者利用传统净化处理技术(化学沉淀法、蒸发浓缩法、离子交换法、吸附法等)处理含铀废液，但都存在一定问题，比如成本高、产物需要二次处理坐寸ο
[0003]浙青铀矿是重要的工业铀矿物，是提取铀的主要矿物原料，也是近地表以下铀元素常见的较稳定载体。虽然铀元素在地壳中的平均含量是极其的低，其克拉克值仅为3 X 1(Γ4%，但铀元素在浙青铀矿中的含量可高达85% (wt)左右，而在浙青铀矿周围的其他各种矿物中含量却很低。表明在可以形成浙青铀矿的环境中，浙青铀矿对环境中的铀元素具有极强的富集与包容能力，是含铀废液处理的理想载体。
【发明内容】
[0004]本发明的目的旨在克服现有技术中的不足，提供一种操作简洁节约、成本低、无二次污染，U系放射性核素安全回归自然的处理含铀废液的方法。
[0005]本发明是通过在含铀废液中加入一定的化学物质来改变含铀废液的物理化学条件，使废液中的铀改变价态而与氧有效结合结晶而形成比较稳定的浙青铀矿的方法来达到处理含铀废液的目的的。
[0006]本发明的内容是:含铀废液的一种矿化处理方法，其特征是包括下列步骤:
[0007]a、配制含铀废液:用铀浓度为3mg/mL的硝酸铀酰溶液代替含铀废液(低于此浓度的含铀废液仍可用此方法处理)，称取2.531g硝酸铀酰晶体，在400mL水中充分溶解后移入500mL螺纹口玻璃瓶中；
[0008]b、调节溶液的pH、Eh:用酸碱试剂调节溶液的pH值至3?8范围内(pH值越低，越利于含铀废液的处理)，用还原剂调节溶液的Eh值至+113.4mV?-203.4mV范围内(Eh值越低，越利于含铀废液的处理)；
[0009]C、反应:将调好pH、Eh的溶液在33°C?85°C的温度下反应直至产生黑色物质浙青铀矿(温度越高，反应时间越短，越利于含铀废液的处理)；
[0010]d、过滤溶液:实验结束后过滤溶液，将产生的浙青铀矿用水冲洗数次晾干后放入地质处置库储存。
[0011]本发明的内容中:步骤a所述硝酸铀酰晶体是带6个结晶水的硝酸铀酰晶体(UO2(NO3)2.6Η20);步骤a所述的水是蒸馏水或去离子水；步骤b所述的酸碱溶液是稀盐酸(HCl)或氢氧化钠溶液(NaOH);步骤b所述的还原剂是硫代乙酰胺分析纯(CH3CSNH2;步骤c所述的33°C?85°C是由水浴锅调节控制温度的；步骤d所述的水是蒸馏水或去离子水；步骤d所述的冲洗数次是I?3次；步骤d所述的晾干是室温晾干。
[0012]与现有技术相比，本发明具有下列特点和有益成果:①由于天然浙青铀矿对铀元素具有极强的富集与包容能力，因此本发明借鉴天然浙青铀矿的形成环境，通过改变含铀废液的物理化学条件，使其在含铀废液中形成浙青铀矿，实现铀元素安全回归到自然界较稳定载体浙青铀矿之中，使其成为地壳中稳定的有机组成部分，减少放射性物质对人类的危害。这应是含铀废液处理的最根本、最有效的途径之一；②本发明产生的浙青铀矿结构稳定性好，固铀能力强，可将其直接放入地质处置库中储存，不存在二次污染、二次处理的问题；③本发明处理方法操作简洁、节约、成本低，除铀率高，可广泛应用于核工业等领域所排放的含铀放射性废液的处理。
【附图说明】
[0013]图1是在物理化学条件为T = 85°C、pH = 3,Eh = +61.1OmV下产生的浙青铀矿的XRD图谱:由图可知，所产生的浙青铀矿的XRD图谱上有纯浙青铀矿的主要谱线，与纯浙青铀矿的图谱与谱线基本吻合，衍射谱线在2 Θ为28.527°、33.079° Al.323° ,56.134°、69.204° ,76.546°位置附近形成主要的峰；图2是在物理化学条件为T = 85°C、pH = 3、Eh = +61.1OmV下产生的浙青铀矿的红外图谱:由图可知,所产生的浙青铀矿的红外图谱有两个主要吸收区AlOcnT1?5200^1吸收区和10780^1?1168cm ―1吸收区,这正好和天然浙青铀矿的特征吸收区460CHT1、lOlOcnT1?1090cm-1基本吻合；图3是在物理化学条件为T=85°C、pH = 3、Eh = +61.1OmV下产生的浙青铀矿的形貌图片:由图可知，所产生的浙青铀矿晶体集合体均呈球粒状。
【具体实施方式】
[0014]下面给出的实施例拟以对本发明作进一步说明，但不能理解为是对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员根据上述发明的内容对本发明作出的一些非本质的改进和调整，仍属于本发明的保护范围。
[0015]实施例1含铀废液的一种矿化处理方法，包括下列步骤:
[0016]a、称取2.531g硝酸铀酰晶体(含结晶水)，在400mL蒸馏水水中充分溶解后移入500mL螺纹口玻璃瓶中；
[0017]b、用稀盐酸(HCl)调节溶液的pH = 3，用还原剂硫代乙酰胺(CH3CSNH2)调节溶液的Eh = +61.1OmV (加入8.15g还原剂充分溶解)；
[0018]C、将调节好pH、Eh的溶液在85°C的水浴锅中反应直至产生黑色物质浙青铀矿；
[0019]d、反应1.5h后溶液中产生浙青铀矿，过滤溶液取上清液测剩余铀的浓度为0.012mg/mL,除铀率为99.6%。将产生的浙青铀矿用蒸馏水冲洗I?3次，室温下晾干后放入地质处置库中储存。产生的浙青铀矿XRD图谱如图1所示，红外图谱如图2所示，形貌图谱如图3所示。
[0020]实施例2:含铀废液的一种矿化处理方法，包括下列步骤:
[0021]a、称取2.531g硝酸铀酰晶体(含结晶水)，在400mL蒸馏水水中充分溶解后移入500mL螺纹口玻璃瓶中；
[0022]b、用氢氧化钠(NaOH)调节溶液的pH = 5，用还原剂硫代乙酰胺(CH3CSNH2)调节溶液的Eh = +19.50mV (加入4.504g还原剂充分溶解)；
[0023]C、将调节好pH、Eh的溶液在85°C的水浴锅中反应直至产生黑色物质浙青铀矿；
[0024]d、反应4h后溶液中产生浙青铀矿，过滤溶液取上清液测剩余铀的浓度为0.006mg/mL,除铀率为99.8%。将产生的浙青铀矿用蒸馏水冲洗I?3次，室温下晾干后放入地质处置库中储存。该实施例产生的浙青铀矿具有实施例1产生的浙青铀矿相同或相似的分析测试数据。
[0025]实施例3:含铀废液的一种矿化处理方法，包括下列步骤:
[0026]a、称取2.531g硝酸铀酰晶体(含结晶水)，在400mL蒸馏水水中充分溶解后移入500mL螺纹口玻璃瓶中；