一种钚污染土壤化学淋洗剂及钚污染土壤去污处理方法技术

本发明专利技术公开了一种钚污染土壤化学淋洗剂及钚污染土壤去污处理方法。钚污染土壤化学淋洗剂主要成分为1‑丁基‑3甲基咪唑硫酸氢盐([Bmim]HSO

【技术实现步骤摘要】
一种钚污染土壤化学淋洗剂及钚污染土壤去污处理方法
本专利技术涉及放射性污染土壤去污/修复
，具体涉及一种钚污染土壤化学淋洗剂及钚污染土壤去污处理方法。
技术介绍
钚是难以清除的土壤放射性污染元素之一，在土壤中以离散、混合、吸附、沉积、凝聚、熔结等多种形态存在。钚同位素不仅有极高的毒性，而且有很长的半衰期(如钚-239，T1/2＝2.41×104a；钚-240，T1/2＝6560a；钚-242，T1/2＝3.87×106a)，进入土壤后与其组分发生吸附、离子交换、络合、氧化-还原等复杂反应且结合紧密，给生态环境和人类健康带来威胁。污染土壤中钚的清污是一项长期而艰巨的工作，除将钚从土壤中分离外还需将其转化为适宜进一步处理或处置的形式，进行永久的生态隔离。化学淋洗是可选的含钚污染土壤去污方法之一，相比物理、生物等处理方法，该技术快速、高效且彻底，特别适于核事故应急处置中放射性污染的快速修复，以及放射性污染严重、小面积轻质土壤的减容整备处理。化学淋洗去污主要是借助各类淋洗剂的作用，一方面破除土壤组分对钚的物理或化学吸附，使钚污染物从土壤固相向淋洗液相转移，实现土壤中钚的去污分离；另一方面改变污染土壤的性质实现其稳定化，降低钚污染物迁移扩散的可能性，使含钚废物更适宜进行整备固化、长期贮存和处置。可见，淋洗剂的选择是影响该技术应用的限制性因素之一。前期针对钚污染土壤化学淋洗去污开展了一些研究工作，涉及的淋洗剂主要有无机酸、有机酸、络合剂和氧化-还原剂等，并且研究发现，无机酸(如盐酸、硫酸、硝酸等)和有机酸(柠檬酸、乙醇酸等)单独使用就能实现土壤中钚高效去污，络合剂(柠檬酸钠、乙二胺四乙酸二钠等)和氧化-还原剂(双氧水、高锰酸钾等)通过与无机酸复配使用，也能获得较高的钚去污效率。这些试剂在使用中各有优缺点，比如无机酸具有对钚溶解能力强、反应速度快、价格低廉等优点，不仅能够溶解单质钚及其氧化物，还能与土壤中钙和镁碳酸盐、磷酸盐、硫化物、铁氧化物等杂质成分发生反应，甚至可以溶解矿物使得残渣态钚释出，因此具有很大的实际应用价值和潜力。但过程中也发现，无机酸虽然对钚的去污效率较高，但在淋出钚的同时会导致土壤基体矿物组分大量溶出，增加后续淋洗废液处理难度以及需要进一步处理或处置的重污染废物的量，不利于污染物减容。因此，需要针对已有的试剂问题，持续推进淋洗剂的开发与研究。离子液体是一种新型的绿色溶剂，是完全由特定的阴、阳离子构成的在室温下或近室温下呈液态的熔盐体系，具有很多传统溶剂和电解质不能比拟的突出优点，如无毒、无可燃性、无显著蒸气压、高的热稳定性和化学稳定性、优良的溶解性能、优异的电化学特性、易回收及可设计等，这些优点令离子液体在萃取分离、矿物浮选、分析化学等领域展现出了广阔的应用前景。但目前将离子液体直接用于土壤中钚的去污分离尚未见报道。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决传统无机酸淋洗去污导致污染土壤质量损失大、淋洗废液中共存阳离子含量高、废液处理后二次废物量多等问题，提供一种钚污染土壤化学淋洗剂及钚污染土壤去污处理方法，在实现污土中钚高效分离的同时，减少土壤基体矿物组分的溶出。本专利技术通过以下技术方案实现上述技术目的。本专利技术技术方案之一，提供一种钚污染土壤化学淋洗剂，由以下按质量百分数计的原料组成：1-丁基-3甲基咪唑硫酸氢盐5～60％；30％双氧水0～25％；水15～95％；以上三组分之和为100％。本专利技术技术方案之二，提供一种钚污染土壤去污处理方法，包括以下步骤：取钚污染土壤，粉碎至100～200目；加入钚污染土壤化学淋洗剂，加热淋洗后固液分离；固体加水漂洗后固液分离，完成钚污染土壤去污处理。优选的，钚污染土壤先剔除2cm以上的石块和杂物后再粉碎。优选的，所述加热淋洗进行一次或多次。优选的，所述漂洗进行一次或多次。优选的，所述淋洗的固液比为1g:(5～20)mL。优选的，所述加热淋洗的温度为50～90℃，时间为12～48h。优选的，所述漂洗的固液比为1g:(5～20)mL。优选的，所述漂洗为在常温下漂洗20～60min。本专利技术具有以下有益技术效果：(1)本专利技术提供的用于钚污染土壤去污的化学淋洗剂，主要成分为1-丁基-3甲基咪唑硫酸氢盐([Bmim]HSO4)、双氧水和水，[Bmim]HSO4是由咪唑阳离子和HSO4-阴离子组成的离子液体，显示出离子液体和质子酸的双重特性，该离子液体表现出良好的酸催化性能和溶剂性质，阴离子具有硫酸氢盐的特点，水溶液呈酸性，而且属于亲水性极性溶剂，与水及大多数常用的有机溶剂互溶，对金属氧化物具有较好的溶解能力，通过[Bmim]HSO4在水溶液中电离出H+，提供酸性淋洗环境，借助双氧水的氧化还原作用，破坏土壤中有机物等还原性物质，促进有机结合态钚的提取。(2)本专利技术用[Bmim]HSO4制备的化学淋洗剂，对污染土壤中钚具有较高的去污效率，钚去除率＞80％，土壤质量损失率＜1％，与相同操作条件下1mol/L硫酸溶液淋洗土壤的去污效果相当。(3)使用本专利技术提供的钚污染土壤化学淋洗剂及去污处理方法，污染土壤质量损失小、淋洗废液中共存阳离子含量少、废液处理后二次废物量少，在实现污土中钚高效分离的同时，还能够减少土壤基体矿物组分的溶出。具体实施方式现详细说明本专利技术的示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见得的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。实施例1本实施例中钚污染土壤化学淋洗剂，[Bmim]HSO4、30％双氧水和水的质量百分含量分别为35％、10％、55％。取钚污染土壤，剔除2cm以上的石块和杂物后，用球磨机将污土粉碎至160目；称取5g处理好的污土，加入75mL本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钚污染土壤化学淋洗剂，其特征在于，由以下按质量百分数计的原料组成：/n1-丁基-3甲基咪唑硫酸氢盐5～60％；/n30％双氧水0～25％；/n水15～95％；/n以上三组分之和为100％。/n

【技术特征摘要】
1.一种钚污染土壤化学淋洗剂，其特征在于，由以下按质量百分数计的原料组成：
1-丁基-3甲基咪唑硫酸氢盐5～60％；
30％双氧水0～25％；
水15～95％；
以上三组分之和为100％。


2.一种钚污染土壤去污处理方法，其特征在于，利用权利要求1所述钚污染土壤化学淋洗剂对钚污染土壤进行淋洗去污处理，包括以下步骤：取钚污染土壤，粉碎至100～200目；加入钚污染土壤化学淋洗剂，加热淋洗后固液分离；固体加水漂洗后固液分离，完成钚污染土壤去污处理。


3.根据权利要求2所述钚污染土壤去污处理方法，其特征在于，所述加热淋洗进行一次或多次。

【专利技术属性】
技术研发人员：沈忠，徐辉，马特奇，张春，占佳，梁威，张林，
申请(专利权)人：中国人民解放军六三六五三部队，
类型：发明
国别省市：新疆;65