电铁氧体法制备磁性亚铁氰化物复合物处理模拟含铯放射性废液研究

来源 :华东理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:jackzhao1
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随着核电的迅猛发展,核电厂放射性废液的排放量日渐增多,如何高效和有效的处置放射性废液就显得尤为重要。本研究将磁选分离与具有高效选择性的亚铁氰化物相结合,基于电铁氧体法制备磁性亚铁氰化物复合物原位去除模拟含铯放射性废液的方法,以模拟非放射性同位素133Cs的去除效果为指标,考察各种反应条件对Cs+离子去除效果的影响,并对工艺进行优化,探究反应机理,为实现放射性废液的净化提供技术保障。实验结果如下:  1)电铁氧体法制备磁性亚铁氰化物复合物处理含铯模拟核电厂放射性废液效果可行,在硼酸存在条件下,可以较高效地去除Cs+离子,最佳工艺条件下,当Cs+=5mg/L、硼酸浓度(以B计)=1000mg/L时得到出水中残留Cs+≈13.23μg/L,即Cs+离子去率>99.74%。干沉渣重量平均值为0.333g,且干、湿沉渣磁性均很强,几乎全部被吸附,且沉渣密实,体积小。其中温度升高、初始pH值增加、硼酸浓度降低均可以提高沉渣的磁性。  2)通过Design Expert8.0.6对数据进行分析得到的模型极显著,温度对铯离子的去除效果影响最显著,并且得到了Cs+离子去除效果最佳实验条件。经验证最优条件下的去除率与模型得到的预测值相对误差为0.04%,说明该模型可以真实地反映各因素Cs+离子去除效果的影响。  3)当进水Cs+浓度在0.05mg/L~10mg/L范围内时,当硼酸浓度在0mg/L~2000mg/L范围时,当支持电解质浓度在0.02mol/L~2mol/L时,Cs+去除率均大于99.50%。电铁氧体法制备磁性亚铁氰化物复合物在不同硼酸浓度条件下对于低浓度水平放射性废液具有广泛适用性。  4)用脉冲电源替换直流稳压电源时,当进水Cs+=5mg/L、硼酸浓度=1000mg/L时,其中当占空比为0.5时Cs+去除效果最好,出水中Cs+浓度为8μg/L,达到最优去除效果。  5)通过VSM、FT-IR、SEM-EDS、XRD分析,证明电铁氧体法制备磁性亚铁氰化物复合物的方法可行,可制备得到PB/Fe3O4复合材料,复合形式为纳米级的亚铁氰化物附着在铁氧体晶体表面,且该复合材料具有较好的磁性,处理含铯废液后得到沉渣为CsFe[Fe(CN)6]与PB/Fe3O4的混合物,电解过程中阳极表面形成的PB对铯离子的去除也有一定的作用。
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