放射性废离子交换树脂的处理技术

本文介绍了核电站放射性废离子交换树脂的产生情况及其处理方法。废树脂常用的处理方法包括:固化法(聚合物固化、水泥固化、沥青固化)、焚烧和湿氧化法、热压处理法、微生物转化处理法、高牢固性容器直接包装和洗脱处理等。文中对我国废树脂管理提出了意见和建议。     

实验室产生的含137Cs废水的处理

实验研究了用离子交换法和化学共沉淀法处理实验室产生的含^137Cs废水。结果表明,离子交换法中,膨润土对^137Cs的去除效率较好;化学沉淀方法中,亚铁氰化铜共沉淀法处理操作简单,费用小,处理效率高,产生的二次废的量少。相比之下,亚铁氰化铜共沉淀法是一种小规模处理含^137Cs废水的较好方法。     

放射性废离子交换树脂水泥固化与机理探讨

针对放射性废离子交换树脂稳定化处理技术现状,研究了适合现阶段我国放射性废离子交换树脂水泥固化的工艺,并利用XAD和SEM分析技术探讨研究了废树脂水泥固化体的结构和性能及采用新型ASC水泥作为固化基材的基本理论依据.     

特种水泥固化放射性废离子交换树脂的初步研究

本文采用一种新型的 ASC特种水泥 ,研究了放射性废离子交换树脂的水泥固化技术。实验得到的最佳配方为 10 0 0 g水泥 + 5 0 0 g树脂 + 35 0～ 4 0 0 m L水 ,据此配方获得的固化体包容量为 4 2 %～4 8% ,其 2 8d抗压强度为 2 0± 2 MPa。第 4 2 d13 7Cs、90 Sr和60 Co的浸出率分别为 :7.92× 10 -5、5 .7× 10 -6和 1.19× 10 -8cm/ d。结果表明 ,该种水泥固化体的抗压强度、包容量及浸出率均明显优于普通水泥     

放射性废离子交换树脂高温裂解处理技术研究

通过热重实验以及台架试验,进行了废阴/阳离子交换树脂的高温裂解处理技术研究。结果表明,通过电磁感应加热反应器中的金属球并辅助搅拌,可以实现树脂的高温裂解。相比于氮气和水蒸气,空气是更合适的反应气氛。在空气氛围下,当树脂处理量为1 kg/h时,设定空气流量2 m³/h,反应温度600 ℃～700 ℃,添加剂选择CuSO₄·5H₂O,阴/阳离子交换树脂经本裂解工艺处理,废物残留率分别为8%和12%左右,两种树脂最终的裂解残留率可以达到3%～5%左右,可以实现较为彻底的裂解反应。阴离子和阳离子交换树脂的裂解反应有明显的区别,其中阴离子交换树脂热敏性更高,裂解需要的温度和空气流量更低,但反应更剧烈,烟气量更大。     

含氚废水的处理与处置

本文介绍了氚的来源和含氚废水的处理、处置现状以及发展趋势。     

无机离子交换剂去除放射性废水中~(137)Cs的研究进展

无机离子交换剂凭借其独特的物理化学性能,及其在去除放射性废水中137Cs的突出表现,引起人们的广泛关注。概述了硅铝酸盐、杂多酸盐、亚铁氰化物、不溶性多价金属酸性盐、不溶性多价金属水合氧化物、钛硅酸盐等不同类型无机离子交换剂去除放射性废水中137Cs的研究进展,介绍了无机离子交换剂去除放射性废水中137Cs的典型应用,以期为我国放射性废水的处理及处置提供借鉴。     

高压离子交换用的微球形树脂的水力分选

一、前言在应用离子交换树脂进行化学分离时,树脂的粒度大小和均匀程度,对分离效率有很大影响。树脂越细越均匀,反应平衡时间越短,得到的流洗曲线越陡峭;反之亦然。从动力学的角度看,如果离子交换反应的速度是粒内扩散速度所控制,那么粒内扩散常数与树脂颗粒半径的平方成反比;如果是由液膜扩散速度所控制,则液膜扩散常数与其半径     

几种高选择性无机离子交换剂在放射性废水处理中的应用

介绍了铯离子交换剂、锶离子交换剂和钴离子交换剂的特性、水处理运行条件、选择性吸附交换能力及其在放射性废水处理中的应用。     

芬顿氧化法预处理放射性废离子交换树脂

为了对放射性废树脂进行预处理,使用芬顿试剂对其进行了氧化降解预处理实验研究。通过正交试验获得了实验操作的合理条件：当过氧化氢的初始浓度为4.0 mol/L、亚铁离子的初始浓度为20 mmol/L、反应时间为4 h、反应温度为95 ℃、溶液的初始pH值为2.5时,该法对3种不同的含铀废湿树脂(50 g)均有理想的降解效果。反应进行2 h后废树脂被完全分解,残液中化学需氧量(COD)的去除率达97%以上,由8.0 ～10.0 g/L降至0.2～0.3 g/L,且吸收液中铀含量无明显增加。实验结果表明,芬顿试剂对放射性废离子交换树脂有较好的氧化降解效果。     

放射性废树脂氧化分解处理技术

简要介绍了放射性废离子交换树脂（以下简称废树脂）的来源、特点和传统处理方法。概述国内废树脂氧化分解处理技术及其进展,重点论述湿法氧化分解的工艺原理、反应机理以及工艺流程的发展现状。分析评述废树脂分解液水泥固化技术研究的最新动态及成果。     

Effect of Metallic Impurities on Oxidation Reaction of Ion Exchange Resin, (II)

The catalytic effect of six metallic impurities on the oxidation reaction of cation exchange resin was investigated. The impurities, which were originally adsorbed onto the resin by an ion exchange method, combined with S present in the functional sulfonic acid group during heat-treatment in a nitrogen atmosphere to give the metal sulfides. The sulfides were subsequently oxidized to metal oxides.

In the case of Pd²⁺, Cu²⁺, Fe²⁺ and Fe³⁺ impurities, their sulfides were easily converted into oxides, which catalyzed the resin oxidation. Their catalytic activities depended on the heat of formation of the catalyst oxides ΔH‘₀; the lower was ΔH’₀, the more active the catalyst was. However, Co²⁺ and Ni²⁺ impurities had relatively low catalytic activities. This was because Co and Ni sulfides slowly changed into oxides, and the main chemical compositions of the impurities were not oxides but sulfides, which had no catalytic effect on the resin oxidation.     

电渗析处理模拟放射性废物焚烧工艺废水的实验研究

放射性废物焚烧系统在运行过程中会产生一定量的低放工艺废水。废水处理时,其所含Cl-会对蒸发设备造成腐蚀,含HCO3-对离子交换柱产生解吸作用,影响放射性核素吸附的效果。对此,研究建立了一套电渗析处理系统,进行了NaCl溶液直流脱盐实验和循环脱盐实验、阴离子选择透过性实验、模拟工艺废水的电渗析处理实验,确定了工艺流程和操作参数。结果表明:模拟废水经处理后非放射性物质含量满足国家排放标准,产生的浓缩液达到废水处理平衡浓度,符合工艺废水处理要求。     

复合无机离子交换材料及其在水体放射性Cs检测中的应用

离子交换法速度快、能与检测仪器联用,已逐渐成为水体中放射性Cs的主要富集方法。由于单一的离子交换材料无法兼顾抗辐照性、强选择性和高吸附速率等性能,因此研发兼顾各种性能的新型离子交换材料将成为提高水体中放射性Cs富集效率的关键。本文通过总结复合无机离子交换材料在水体放射性Cs富集分离方面的研究进展及相关应用,分析了各类复合无机离子交换材料的优缺点,并针对不同复合无机离子交换材料的制备提出了溶胶 凝胶、多孔支撑体和有机物黏接等改进方法。这为制备更高效的复合无机离子交换材料和提高放射性Cs检测的效率提供了参考,也为离子交换法在其他领域中的应用提供了新的思路。     

核电厂离子交换树脂净化能力模拟实验研究

实验选取核电厂废液中典型裂变产物和腐蚀产物离子(Cs+、Sr2+、Co2+)配制水样,针对不同类型树脂、不同树脂层高以及不同床体积流速进行动态交换吸附实验,重点比较了不同条件下核级树脂净化能力(去污因子)的变化。结果表明:树脂层高的增加对去污效果的影响显著,特别是高交联度的树脂,对Cs+、Sr2+、Co2+的去污因子可增加约200%以上;在一定范围内提高床体积流速对树脂的去污效果存在影响,高交联度的树脂流速提高后去污因子有明显上升趋势;在10BV/h(BV=进水流量/树脂装填量)流速下树脂交联度的高低对水样的去污效果影响不明显;在1mg/L水样浓度下,大孔型阳树脂的去污效果较凝胶型阳树脂好;同等条件下,氢/氢氧型混合树脂处理离子态杂质的去污效果较单独的氢型阳树脂好。     

核电厂废液处理系统离子交换处理工艺研究

针对CAP1000系列核电厂废液处理系统(WLS)离子交换工艺树脂选型和运行参数设计开展非放射性环境下树脂运行寿命模拟试验研究。本文从树脂内部结构(交联度/粒径)角度进行选型试验,对运行流速、温度、装填层高等工艺参数造成的树脂工作交换容量差异性进行研究,并从整球率、好球率、压碎强度、体积全交换容量、含水量、TOC释放水平等指标评判辐照对树脂物化稳定性的影响。试验结果显示,高交联度均粒树脂在不同运行工况下表现出交换容量和使用寿命的优异性,工艺设计上优选其进行后续放射性验证试验以实现废物最小化。     

Solidification of Spent Ion Exchange Resin Using New Cementitious Material, (II)

When using cement solidification for spent ion exchange resin, resin content in the waste form is typically controlled below 20vol%. This is because the waste forms crack and deteriorate in water at higher resin contents. The deterioration mechanism and its preventive measures were investigated in this study.

Swelling pressure of the resin was experimentally measured for various waste forms. The resin in the waste form tended to swell under a water immersion condition and tensile stress was exerted on the cement matrix. The stress value changed in the region of 1.5~5.5 MP a depending on such factors as resin content and its type. The waste form was deteriorated in water when the tensile stress was higher than the tensile strength of the cement. These results suggested that the deterioration could be prevented by increasing the tensile strength of cement. A fiber reinforced cement was developed for which tensile strength was almost doubled (~7MP a) by adding 10 wt% steel fiber to the cement. This prevented deterioration and allowed the resin content to be increased from 20 to 42 Vol%     

Ion Exchange Separation for Decontamination of Centrifuge Enrichment Plant

Ion exchange separation of uranyl ion (UO²⁺ ₂) from metal cations has been carried out by the columnar operation using ion exchange resins in 0.1 mol/dm³ sulfuric acid medium. Uranyl ion was adsorbed in an anion exchange resin and the rest metal cations, Fe(III), Al(III), Cr(III), Ni(II) and Cu(II) ions, were adsorbed in a cation exchange resin in this system. Desorption of uranyl ion and metal cations adsorbed in the resins were tested by 2 mol/dm³ sulfuric acid solution. Desorbed elements were confirmed to be precipitated by appropriate alkaline solutions. On the basis of the results obtained, a concept was made on a decontamination system for uranium-contaminated waste solution from centrifuge enrichment plant.     

离子交换树脂在线分离-原子吸收光谱法测定核电厂一回路含硼酸水中的锂

压水堆核电厂一回路水化学监督采用硼 锂协调曲线控制。一回路水质含有一定量的硼酸,采用原子吸收光谱法测量一回路水质中的锂时,硼酸对锂的测量干扰显著,测量回收率明显偏低。本文采用变色强碱性阴离子交换树脂在线分离-原子吸收光谱法联用系统,利用变色阴离子交换树脂在线去除一回路水质中的硼酸,消除硼酸对锂浓度测量的影响,实现锂浓度的准确分析。结果表明,其锂浓度测量加标回收率达101.0%,相对标准偏差为0.47%（n=6）,有效消除了硼酸对锂测量的影响。本文所用系统具有结构简单、操作方便、成本低、能有效避免火焰燃烧头硼酸结晶问题等优点。