一种利用离子交换树脂处理含铀废水的方法技术

本发明专利技术涉及废水处理技术领域，提供了一种利用离子交换树脂处理含铀废水的方法，包括以下步骤：本发明专利技术将离子交换树脂预处理后转型成硫酸型树脂，然后和含铀废水混合进行吸附；本发明专利技术所述的离子交换树脂为丙烯酸系阴离子交换树脂，包括树脂骨架和连接在骨架上的功能基团，其中树脂骨架为丙烯酸‑二乙烯苯骨架，所述功能基团具有式I所示结构，功能基团中的‑NH‑和骨架中的羧基形成酰胺键。本发明专利技术利用离子交换树脂吸附废水中的铀离子，所用树脂吸附容量大、富集倍数高、选择性高，能够有效的从含铀废水中回收铀离子，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种利用离子交换树脂处理含铀废水的方法
本专利技术涉及废水处理
，特别涉及一种利用离子交换树脂处理含铀废水的方法。
技术介绍
随着核工业的发展，不可避免地会产生大量的含铀废水。含铀废水具有一定的化学毒性和长期的放射性危害，对人类健康及生态环境都会造成不利的影响，与此同时，铀作为核能开发利用的主要燃料，直接排放也会造成巨大的浪费。因此如何运用简单可靠的办法从含铀废水中分离回收U(VI)，对人类健康及环境保护均具有重要意义。废水中U(VI)的去除方法有电解法、化学沉淀法、溶剂萃取法、离子交换法等多种方法。对于大量的低浓度含铀废水，选择吸附法更为经济有效。树脂是本领域中常用的吸附材料，但是目前将树脂应用于含铀废水的处理中，存在树脂的吸附容量小、处理效果不好的问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术目的在于提供一种利用离子交换树脂处理含铀废水的方法。本专利技术提供的方法对含铀废水的处理效果好，树脂的吸附容量大、富集倍数高、选择性高，能够有效的从含铀废水中回收铀。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：一种利用离子交换树脂处理含铀废水的方法，包括以下步骤：(1)提供丙烯酸系阴离子交换树脂，所述丙烯酸系阴离子交换树脂包括树脂骨架和连接在树脂骨架上的功能基团；所述树脂骨架为丙烯酸-二乙烯苯骨架，所述功能基团具有式I所示结构：式I，其中-NH-和树脂骨架中的羧基形成酰胺键；(2)将所述丙烯酸系阴离子交换树脂进行预处理，然后转型成硫酸型树脂；r>(3)将所述硫酸型树脂和含铀废水混合进行吸附。优选的，所述含铀废水的浓度为50～300mg/L，pH值为3～8；所述含铀废水中的铀为正六价铀；所述硫酸型树脂和含铀废水的用量比为1g：1000mL。优选的，所述吸附的时间为10～20h。优选的，所述预处理包括以下步骤：将丙烯酸系离子交换树脂用水清洗后在氢氧化钠溶液中浸泡，然后用水清洗至pH值为8.0～9.0，之后再在硝酸溶液中浸泡，然后用水清洗至pH值为5.0～6.0。优选的，吸附完成后，还包括对吸附后的树脂进行解吸；所述解吸用解吸液为氯化钠和硫酸的混合液。优选的，所述混合液中氯化钠的浓度为0.5～1mol/L，硫酸的浓度为0.5～1mol/L。优选的，所述丙烯酸系阴离子交换树脂的比表面积为5.1～5.8m2/g，孔体积为0.02～0.05mL/g，平均孔径为1.85nm。优选的，所述丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法包括以下步骤：将丙烯酸-二乙烯苯骨架白球、二乙烯三胺和溶剂混合进行酰胺化反应，得到产物料液；将产物料液用丙酮进行提取，将丙酮相和氯甲烷混合进行甲基化反应，得到丙烯酸系阴离子交换树脂。优选的，所述酰胺化反应的温度为120℃，时间为6h。优选的，所述甲基化反应的温度为25～30℃，时间为6h。本专利技术提供了一种利用离子交换树脂处理含铀废水的方法，包括以下步骤：本专利技术将离子交换树脂预处理后转型成硫酸型树脂，然后和含铀废水混合进行吸附；本专利技术所述的离子交换树脂为丙烯酸系阴离子交换树脂，包括树脂骨架和连接在树脂骨架上的功能基团，其中树脂骨架为丙烯酸-二乙烯苯骨架，所述功能基团具有式I所示结构，功能基团中的-NH-和树脂骨架中的羧基形成酰胺键。本专利技术利用离子交换树脂吸附废水中的铀离子，所用树脂吸附容量大、富集倍数高、选择性高，对含铀废水的处理效果高好，具有广阔的应用前景。附图说明图1为实施例1中三种树脂的溶胀性质比较结果图；图2为实施例2中pH值对SLX-D11离子交换树脂吸附U(VI)的影响曲线；图3为实施例3中吸附时间对SLX-D11离子交换树脂吸附U(VI)的影响曲线；图4为实施例3中一级动力学和二级动力学模型拟合曲线；图5为实施例4中U(VI)初始质量浓度对SLX-D11离子交换树脂吸附U(VI)的影响曲线；图6为实施例5中温度对SLX-D11离子交换树脂吸附U(VI)的影响曲线；图7为实施例7中的Thomas模型拟合穿透曲线；图8为实施例7中SLX-D11离子交换树脂的解吸曲线；图9为实施例8中SLX-D11离子交换树脂吸附前后的SEM和EDS图；图10为实施例8中SLX-D11离子交换树脂吸附前后的FTIR图。具体实施方式本专利技术提供了一种利用离子交换树脂处理含铀废水的方法，包括以下步骤：(1)提供丙烯酸系阴离子交换树脂；(2)将所述丙烯酸系阴离子交换树脂离子交换树脂进行预处理，然后转型成硫酸型树脂；(3)将所述硫酸型树脂和含铀废水混合进行吸附。本专利技术首先提供丙烯酸系阴离子交换树脂。在本专利技术中，所述丙烯酸系阴离子交换树脂包括树脂骨架和连接在树脂骨架上的功能基团；所述树脂骨架为丙烯酸-二乙烯苯骨架，所述功能基团具有式I所示结构：其中-NH-和树脂骨架中的羧基形成酰胺键。在本专利技术中，所述丙烯酸系阴离子交换树脂的交联度优选为6～9，更优选为8～9，树脂中功能基团的含量优选为1～3mmol/mL，更优选为2～3mmol/mL。在本专利技术中，所述丙烯酸系阴离子交换树脂的比表面积优选为5.1～5.8m2/g，孔体积优选为0.02～0.05mL/g，平均孔径优选为1.85nm。本专利技术所述丙烯酸系阴离子交换树脂具有较大的比表面积和孔体积，较大的比表面积不仅有助于快速的吸附，而且可以使大量的吸附位点暴露，有助于提高官能团的可用性。在本专利技术中，所述丙烯酸系阴离子交换树脂的制备方法包括以下步骤：将丙烯酸-二乙烯苯骨架白球、二乙烯三胺和溶剂混合进行酰胺化反应，得到产物料液；将产物料液用丙酮进行提取，将丙酮相和氯甲烷混合进行甲基化反应，得到丙烯酸系阴离子交换树脂。在本专利技术中，所述丙烯酸-二乙烯苯骨架白球优选通过以下步骤制备：将氯化钠溶液和羧甲基纤维素混合，得到水相；将引发剂、二乙烯苯、致孔剂和丙烯酸混合，得到油相；将所述油相加入水相中进行悬浮聚合，得到丙烯酸-二乙烯苯骨架白球。本专利技术将氯化钠溶液和羧甲基纤维素混合，得到水相。在本专利技术中，所述氯化钠溶液的浓度优选为1～2mol/L；所述氯化钠溶液和羧甲基纤维素的用量比为100mL：1g。本专利技术将引发剂、二乙烯苯、致孔剂和丙烯酸混合，得到油相。在本专利技术中，所述引发剂优选包括过氧化苯甲酰(BPO)和/或2-乙基己酸，更优选为过氧化苯甲酰；所述致孔剂优选包括聚乙二醇、200#汽油、液体石蜡和甲苯中的一种或几种，更优选为甲苯；所述二乙烯苯起到交联剂的作用；在本专利技术的具体实施例中，优选使用质量浓度为55％的二乙烯苯为原料；所述引发剂、质量浓度为55％的二乙烯苯、致孔剂和丙烯酸的质量比优选为0.5:5～6:20～25:40。得到水相和油相后，本专利技术将所述油相加入水相中进行悬浮聚合，得到丙烯酸-二乙烯苯骨架白球。在本专利技术中，所述悬浮聚合的温度优选本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用离子交换树脂处理含铀废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：/n(1)提供丙烯酸系阴离子交换树脂，所述丙烯酸系阴离子交换树脂包括树脂骨架和连接在树脂骨架上的功能基团；所述树脂骨架为丙烯酸-二乙烯苯骨架，所述功能基团具有式I所示结构：/n

【技术特征摘要】
1.一种利用离子交换树脂处理含铀废水的方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)提供丙烯酸系阴离子交换树脂，所述丙烯酸系阴离子交换树脂包括树脂骨架和连接在树脂骨架上的功能基团；所述树脂骨架为丙烯酸-二乙烯苯骨架，所述功能基团具有式I所示结构：

其中-NH-和树脂骨架中的羧基形成酰胺键；
(2)将所述丙烯酸系阴离子交换树脂进行预处理，然后转型成硫酸型树脂；
(3)将所述硫酸型树脂和含铀废水混合进行吸附。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含铀废水的浓度为50～300mg/L，pH值为3～8；所述含铀废水中的铀为正六价铀；所述硫酸型树脂和含铀废水的用量比为1g：1000mL。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述吸附的时间为10～20h。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述预处理包括以下步骤：将丙烯酸系离子交换树脂用水清洗后在氢氧化钠溶液中浸泡，然后用水清洗至pH值为8.0～9.0，之后再在硝酸溶液中浸泡，然后用水清洗至pH值为5.0～6.0。

【专利技术属性】
技术研发人员：刘付平，花榕，柳和生，李阳，刘恒，张峰，蔡佳玲，吴金虎，何非凡，刘伟刚，李嘉辉，张雨，
申请(专利权)人：东华理工大学，
类型：发明
国别省市：江西;36