申请日2015.07.01
公开(公告)日2015.10.14
IPC分类号C22B7/00; G21F9/10; G21F9/06; C22B60/02
摘要
本发明涉及一种含铀废水的处理方法，该方法包括调节pH值、添加铁粉、过滤等步骤。本发明利用铀生产厂萃余液调节含铀废水的pH值与高零价铁含量的铁粉，从含铀废水中除去铀的效率显著提高，节约成本，保护环境，因此具有非常好的工业应用前景。
权利要求书
1.一种含铀废水的处理方法，其特征在于该处理方法的步骤如 下：
A、调节pH值
在搅拌的条件下，往除去固体杂物的工业含铀废水中添加萃余水 相，将所述工业含铀废水的pH值调节至3～6，得到一种调节pH的 工业含铀废水;
B、添加铁粉
按照以升计工业含铀废水与以克计铁粉的比为3～15：1，往在步 骤A中得到的调节pH的工业含铀废水中加入铁粉，在反应器中混合， 在室温与搅拌的条件下进行反应20～150min，得到一种铁粉处理工 业含铀废水;
C、过滤
让步骤B得到的铁粉处理工业含铀废水静置20～150min，抽滤， 得到一种清液和一种含铀废渣;所述的含铀废渣经常规铀化学处理得 到含铀产物;所述的清液经处理达到标准《铀加工与燃料制造设施辐 射防护规定》后排放。
2.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于在步骤A中， 所述的工业含铀废水含铀50～20000μg/L，pH值为7～12。
3.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于在步骤A中， 所述萃余水相来自铀萃取步骤的萃余水相;它含铀500～20000μg/L， pH值为0.1～1.0。
4.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于在步骤B中， 所述铁粉的零价铁含量是以重量计50～98%。
5.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于在步骤B中， 所述铁粉的粒度是80～120目。
6.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于在步骤B中， 所述的搅拌速率是100～600。
7.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于在步骤C中， 所述的含铀废渣后续处理是含铀废渣按照国家危险废物管理制度进 行堆存。
8.根据权利要求1所述的处理方法，其特征在于在步骤C中， 所述清液处理方法是按照铀湿法冶金工厂流程用水要求将所述清液 返回循环使用。
说明书
一种含铀废水的处理方法
【技术领域】
本发明属于湿法冶金技术领域。更具体地，本发明涉及一种含铀 废水的处理方法。
【背景技术】
随着全球原子能工业的迅速发展和核燃料循环及核技术的广泛 应用，由此产生的放射性废水的数量和种类越来越多，其来源也十分 广泛，在原子能工业的各个主要生产环节以及放射性同位素应用(如 铀矿开采、铀冶炼、反应堆运行、反应堆燃料后处理、生产和使用放 射性同位素等)中都排放出大量的放射性废水。此外，在铀生产工厂 中，除铀工艺流程外，铀化学浓缩物溶解得到的上清液在萃取处理后 所产生的萃余液也含有较高浓度的铀，并不能直接排放，给铀加工企 业带来了极大的压力。
含铀放射性废水对环境污染主要来源于水中放射性核素的辐射。 铀属于放射性重金属元素，能够放射出α射线，对生物体造成放射性 辐射伤害，如果任其排放于环境中，就会造成极其严重的后果。
零价铁因化学性质活泼，具有还原作用、混凝吸附作用和电解作 用，在处理含铀废水时具有效率高、工艺简单等优点，其作为一种重 要而廉价的有效材料现在已广泛应用于处理含铀污染水体中。但是在 采用零价铁处理含铀废水过程中需要加酸或碱来调节pH值，增加了 生产成本和新的环境压力。文献(“零价铁处理含铀废水的试验研究”， 《工业水处理》，7(31)，(2011))通过加入酸或碱来调节待处理含铀 废水的pH。赵素芬等人在“零价铁处理含铀废水的试验研究”，《工业 水处理》，7(31)，(2011)中报道了零价铁处理含铀废水的实验研究， 首先用盐酸和氢氧化钠调节待处理含铀废水的pH，氯离子的引入对 设备产生腐蚀并对溶液处理带来不利影响。周泉宇等人在“硫酸盐还 原菌和零价铁协同处理含铀废水”，《原子能科学技术》，43(9)(2009) 中报道了硫酸盐还原菌(SRB)和零价铁(ZVI)协同去除废水铀和硫酸 盐等污染物的潜力，取得了较好的效果，该工艺不仅采用添加盐酸和 氢氧化钠调节溶液pH，而且需要驯化培养硫酸盐还原菌菌群，工艺 流程复杂且大大增加了成本。
本发明针对现有技术存在的技术缺陷，本发明采用湿法冶金铀厂 中产生的萃余水相调节含铀废水的pH，解决了现有技术缺陷，实现 了资源利用，节约成本，有利于环境保护。
【发明内容】
[要解决的技术问题]
本发明的目的是提供一种含铀废水的处理方法。
[技术方案]
本发明是通过下述技术方案实现的。
本发明涉及一种含铀废水的处理方法。
该处理方法的步骤如下：
A、调节pH值
在搅拌的条件下，往除去固体杂物的工业含铀废水中添加萃余水 相，将所述工业含铀废水的pH值调节至3～6，得到一种调节pH的 工业含铀废水;
B、添加铁粉
按照以升计工业含铀废水与以克计铁粉的比为3～15：1，往在步 骤A中得到的调节pH的工业含铀废水中加入铁粉，在反应器中混合， 在室温与搅拌的条件下进行反应20～150min，得到一种铁粉处理工 业含铀废水;
C、过滤
让步骤B得到的铁粉处理工业含铀废水静置20～150min，抽滤， 得到一种清液和一种含铀废渣;所述的含铀废渣经常规铀化学处理得 到含铀产物;所述的清液经处理达到标准《铀加工与燃料制造设施辐 射防护规定》后排放。
根据本发明的一种优选实施方式，在步骤A中，所述的工业含 铀废水含铀50～20000μg/L，pH值为7～12。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤A中，所述萃余水 相来自铀萃取工段产生的萃余水相;它含铀500～20000μg/L，pH值 为0.1～1.0。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述铁粉的 零价铁含量是以重量计50～98%。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述铁粉的 粒度是80～120目。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤B中，所述的搅拌 速率是100～600rpm。
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述的含铀 废渣后续处理是含铀废渣按照国家危险废物管理制度进行堆存
根据本发明的另一种优选实施方式，在步骤C中，所述清液处 理方法是按照铀湿法冶金工厂流程用水要求将所述清液返回循环使 用。
下面将更详细地描述本发明。
本发明涉及一种含铀废水的处理方法。
该处理方法的步骤如下：
A、调节pH值
在搅拌的条件下，往除去固体杂物的工业含铀废水中添加萃余水 相，将所述工业含铀废水的pH值调节至3～6，得到一种调节pH的 工业含铀废水。
在本发明中，所述的工业含铀废水含有50～20000μg U/L，pH值 为7～12，它们主要来自铀湿法冶金工厂的废水，其中包括铀矿浸出、 固液分离、萃取分离、铀化合物制备等段的综合性废水。所述工业含 铀废水处理后的铀含量是采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定的。 pH值是使用由上海仪电科学仪器股份有限公司以商品名PHS-3E型 pH计销售的pH计测定的。
在本发明中，所述工业含铀废水的铀浓度小于50μg/L时，则无 需处理可达到排放标准;所述工业含铀废水的铀浓度大于 20000μgU/L时，则铀含量过高可返回铀萃取工段回收铀，从而减少 铀的损失，提高铀的回收利用率;因此，该铀浓度为50～20000μgU/L 是合适的，优选地是500～2000μg U/L。
在本发明中，所述萃余水相来自铀萃取工段产生的萃余水相;它 含铀500～20000μg/L，pH值为0.1～1.0。
所述工业含铀废水的pH值调节至3～6是恰当的，如果pH值调 节小于3，则消耗萃余水相过多;由于氢氧化铀酰具有两性性质，如 果pH值调节大于6，氢氧化铀酰可以形成UO42-和U2O72-等离子，铀 又重新回到溶液中，影响除铀效果，优选地是3.6～5.4。
B、添加铁粉
按照以升计工业含铀废水与以克计铁粉的比为3～15：1，往在步 骤A中得到的调节pH的工业含铀废水中加入铁粉，在反应器中混合， 在室温与搅拌的条件下进行反应20～150min，得到一种铁粉处理工 业含铀废水;
在本发明中，所述铁粉的零价铁含量是以重量计50～98%。如果 零价铁含量小于50%，则会提高铁粉加入量，使处理后渣量增大;如 果零价铁含量高于98%，其价格过高，使废水处理成本增加;因此， 零价铁含量为50～98%是合适的，优选地是60～88%，更优选地是 65～82%。
所述铁粉的粒度是80～120目。铁粉粒度或高或低都是不利的， 因为铁粉粒度过细会增加磨矿成本，粒度过粗会出现反应不完全增加 铁粉消耗的现象。
在本发明中，工业含铀废水与铁粉的比小于3：1，则会使加入 的铁粉过量，造成铁粉的浪费;工业含铀废水与铁粉的比大于15：1， 则铁粉加入量不足，影响除铀效果;因此工业含铀废水与铁粉的比为 3～15：1是有利的，优选地是5～12：1，更优选地是7～10：1。
在步骤B中，工业含铀废水与铁粉在搅拌速率100～600rpm与室 温的条件下反应20～150min。如果反应时间短于20min，则反应不完 全除铀过程未完成;如果反应时间长于150min，则除铀完成后，继 续搅拌增加电耗，提高废水处理成本;因此，该反应时间为20～ 150min是合理的，优选地是40～130min，更优选地是60～100min。
C、过滤
让步骤B得到的铁粉处理工业含铀废水静置20～150min，抽滤， 得到一种清液和一种含铀废渣;所述的含铀废渣经常规铀化学处理得 到含铀产物;所述的清液经处理达到标准《铀加工与燃料制造设施辐 射防护规定》(EJ1056-2005)后排放。
在这个步骤中，铁粉处理工业含铀废水静置的作用是使生成的絮 状物沉淀下来有益于后续的过滤工序，使渣液易于分离。该废水静置 时间短于20min，则会使絮状物沉淀不完全影响渣液分离效果;如果 废水静置时间长于150min，则对后续渣液分离无影响;因此，该废 水静置时间为20～150min是合理的，优选地是38～135min，更优选 地是65～105min。
所述的常规铀化学处理例如参见文献(路艳等，“浅谈含铀废水 处理技术”，《工业科技》，2014,43(6)：33-36)描述的处理方法。
所述的含铀废渣后续处理还可以是按照国家危险废物管理制度 (《中华人民共和国固体废物污染环境防治法》)进行堆存处理。
或者，所述清液处理方法是按照铀湿法冶金工厂流程用水要求将 所述清液返回循环使用。
[有益效果]
本发明的有益效果是：
1、采用铀厂中所产生的萃余液调节工业废水处理溶液的pH值， 既可提高工业废水铀的去除效率，又可同时处理萃余液中的铀，有效 分担工厂铀处理压力，整体提高有效去除废水中铀的效率，同时避免 加入新酸，这样既可节约成本，又可大大减轻水环保压力，保护环境。
2、含铀废水除铀工艺流程中，采用铀厂萃取工段产生的高酸度 的含铀萃余液代替新酸调节工业含铀废水的pH值，取材方便，且无 需进行设备改造，利用现有的设备即可，既充分利用铀厂自身资源， 又无需增加额外的生产成本，同时整体提高了铀去除效率。
3、该方法适用性强，对于高铀含量废水经处理后仍能达标排放。