方位。例如，如果图中 的装置被倒置，被叙述为位于其他元件或特征"下"的元件将定位在其他元件或特征"上"。 因此，示例性术语"下"可以包含上和下方位两者。装置可以以其他方式定位（旋转90度 或位于其他方位），这里所用的空间相对说明可相应地解释。
[0024] 本发明一种分离放射性废水中硼和放射性核素的方法，该方法利用了硼酸为一元 弱酸，在水中存在如下的解离平衡：
[0025]
[0026] 由于绝大多数的放射性核素均以阳离子的形式存在，因此有可能根据离子荷电性 质的差异，实现硼和核素离子的分离。
[0027] 如图1所示该方法包括如下步骤：
[0028] 步骤1)配备一电场，在构成该电场的阳极1和阴极2之间设置一个垂直于该电场 方向的阳离子交换膜4和阴离子交换膜3,阳离子交换膜4靠近阴极2,阳离子交换膜4与 阴极2之间构成阴极室7,阴离子交换膜3靠近阳极1，阴离子交换膜3与阳极1之间构成 阳极室5,阳离子交换膜4与阴离子交换膜3之间构成淡水室6 ;
[0029] 步骤2)在阳极室5内填充强酸性阳离子交换树脂，在阴极室7内填充强碱性阴离 子交换树脂，在淡水室6内填充混合离子交换树脂；
[0030] 步骤3)向阴极室7、阳极室5和淡水室6内通入放射性废水，淡水室6中的硼酸根 离子在电场的作用下迀移至阳极室5,核素离子迀移至阴极室7,从而分离淡水室6内放射 性废水中的硼和放射性核素；
[0031] 在分离过程中，控制阳极室5中硼的平均浓度与淡水室6中硼的平均浓度的比值 不大于35,优选的不大于20。
[0032] 在步骤3)中，放射性废水在淡水室6中的流向与在阳极室5和阴极室7中的流向 相反，且均垂直于电场的方向。阳极室5和阴极室7的入水取自淡水室6的出水。
[0033] 还可以调节进入所述步骤3)中的放射性废水的pH值至9以上，以增加分离效果。 例如：在20°C条件下，500mg/L的硼酸溶液中，不同pH值条件下以离子态形式存在的硼含量 占硼总量的百分比如下表（表1):
[0034]
[0035] 从表1中可以看出，常温下未调节pH值的情况下，硼酸在水中的解离程度很低，因 此高浓度硼酸的导电能力不强。
[0036] 下面给出具体实验数据（表2):
[0037]
[0039]表2给出了 3个批次的试验结果。根据表2第1批次的试验结果，总共处理了 72. 42L的含硼模拟放射性废液，其中硼的浓度为54. 9mg/L，模拟放射性核素Cs+、Co2+、Sr2+ 的浓度分别为448、450和474μg/L，处理后淡水室出水总量为62250mL，其中硼浓度为 29.611^/1，08+、(：〇2+、3￥ +的浓度分别为0.45、4.44和4.55以8/1，阳极室出水总量为61651^， 其中硼浓度为150.61^/1，& +、〇)2+、5￥+的浓度分别为0.76、3.78和4.26以8/1，阴极室出水 总量为4005mL，其中硼浓度为36. 711^/1，〇8+、(：〇2+、3￥+的浓度分别为2592、2348和2672 48/ L〇
【主权项】
1. 一种分离放射性废水中硼和放射性核素的方法，其特征在于，该方法包括如下步 骤： 步骤1)配备一电场，在其阳极和阴极之间设置垂直于该电场方向的阳离子交换膜和 阴离子交换膜，所述阳离子交换膜靠近所述阴极，与阴极之间构成阴极室，所述阴离子交 换膜靠近所述阳极，与阳极之间构成阳极室，阳离子交换膜与阴离子交换膜之间构成淡水 室； 步骤2)在所述阳极室内填充强酸性阳离子交换树脂，在所述阴极室内填充强碱性阴 离子交换树脂，在所述淡水室内填充有混合离子交换树脂； 步骤3)向阴极室、阳极室和淡水室内通入放射性废水，淡水室中的硼酸根离子在电场 的作用下迀移至阳极室，而淡水室中的核素离子迀移至阴极室，由此分离淡水室内放射性 废水中的硼和放射性核素； 在分离过程中，控制阳极室与淡水室中硼的平均浓度的比值不大于35。2. 如权利要求1所述的分离放射性废水中硼和放射性核素的方法，其特征在于，控制 所述阳极室与所述淡水室中硼的平均浓度的比值不大于20。3. 如权利要求1所述的分离放射性废水中硼和放射性核素的方法，其特征在于，调节 进入所述步骤3)中的放射性废水的pH值至9以上。4. 如权利要求1所述的分离放射性废水中硼和放射性核素的方法，其特征在于，所述 步骤3)中放射性废水在所述淡水室中的流向与在所述阳极室和所述阴极室中的流向相 反，且垂直于所述电场的方向。5. 如权利要求1所述的分离放射性废水中硼和放射性核素的方法，其特征在于，所述 阳极室和所述阴极室的入水取自所述淡水室的出水。
【专利摘要】本发明公开了一种分离放射性废水中硼和放射性核素的方法，该方法包括如下步骤：1)配备一电场，在其阳极和阴极之间设置阳离子交换膜和阴离子交换膜，阳离子交换膜与阴极之间构成阴极室，阴离子交换膜与阳极之间构成阳极室，阳离子交换膜与阴离子交换膜之间构成淡水室；2)在阳极室、阴极室和淡水室内填充离子交换树脂；3)向阴极室、阳极室和淡水室内通入放射性废水，淡水室中的硼酸根离子在电场的作用下迁移至阳极室，而核素离子迁移至阴极室，由此分离淡水室内放射性废水中的硼和放射性核素；在分离过程中，控制阳极室中硼的平均浓度与淡水室中硼的平均浓度的比值不大于35。
【IPC分类】G21F9/12
【公开号】CN105427912
【申请号】CN201510741218
【发明人】王鑫, 李福志, 牛婷婷, 赵璇, 陈斌, 张猛, 朱来叶
【申请人】上海核工程研究设计院, 清华大学
【公开日】2016年3月23日
【申请日】2015年11月3日