申请日2011.12.01
公开(公告)日2012.06.13
IPC分类号C02F1/66; C02F1/28; C02F101/10; C02F1/58; C02F1/62; C02F1/52
摘要
本发明提供一种用于碱性含铀废水处理的中和方法，其向碱性含铀废水中加入FeSO4中和废水中的OH-，FeSO4加入的摩尔量为碱性含铀废水中OH-摩尔量的1/3～2/3，调节废水pH值在7～9，反应温度20～30℃，反应时间1～3h;Fe2+在空气作用下氧化水解生成Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3沉淀带正电可吸附铀离子;在pH7～9情况下，如SO42-浓度低于1.0～2.0g·L-1，则加入Na2SO4补充SO42-，使SO42-浓度为1.0～2.0g·L-1;然后加入BaCl2除镭，共沉淀生成Ba(Ra)SO4，BaCl2加入量控制在0.02～0.06g·L-1。本发明方法是碱性含铀废水处理工艺一个重要工序，同时实现中和、吸附载带深度除铀、补充除镭所用SO42-、抑制沉淀物返溶、共沉淀除镭等功能。
权利要求书
1.一种用于碱性含铀废水处理的中和方法，其特征在于：
该方法向碱性含铀废水中加入FeSO4中和废水中的OH-，FeSO4加入的摩 尔量为碱性含铀废水中OH-摩尔量的1/3～2/3，调节废水pH值在7～9，反应 温度20～30℃，反应时间1～3h;Fe2+在空气作用下氧化水解生成Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3沉淀带正电可吸附铀离子;
在pH值在7～9情况下，如SO42-浓度低于1.0～2.0g·L-1，则加入Na2SO4补充SO42-，使SO42-浓度为1.0～2.0g·L-1;然后加入BaCl2除镭，共沉淀生成 Ba(Ra)SO4，BaCl2加入量控制在0.02～0.06g·L-1，反应温度20～30℃，反应 时间1～3h。
2.根据权利要求1所述的一种用于碱性含铀废水处理的中和方法，其特 征在于：采用空气搅拌方式向碱性含铀废水中加入FeSO4。
3.根据权利要求1所述的一种用于碱性含铀废水处理的中和方法，其特 征在于：所述的碱性含铀废水CO32-含量低于0.1mg·L-1，OH-含量为1.5～ 4.0g·L-1，pH值12.0～13.0，铀含量0.1～2.0mg·L-1，镭含量10～40Bq·L-1。
说明书
一种用于碱性含铀废水处理的中和方法
技术领域
本发明涉及铀矿水冶领域，具体涉及铀矿山碱性含铀废水中铀镭的去除。
背景技术
铀矿石碱法浸出与酸法浸出相比，可以选择性地溶解矿石中的铀，其中 铁、铝、钛等几乎不溶解于碳酸盐溶液中，浸出液中只有某些少量的钼酸盐、 硅酸盐、钒酸盐、磷酸盐和某些金属碳酸盐络合物。放射性核素钍在碱浸过 程中实际上是不溶的，而镭则溶解1.5～3%，其它放射性核素显然都被排弃到 尾矿中去了。因此对于碱法处理的铀矿山来说，废水的主要污染物是放射性 核素铀和镭。
从我国已探明的铀资源看，碱性矿石资源量的比例达到30%，对于这类 矿石通常采用碱法(碳酸盐)浸出，由于铀回收工艺的淋洗工序常使用 NaCl+NaHCO3，给体系带来Cl-，且逐步积累，造成吸附工序的尾液铀浓度跑 高，影响铀的回收率。因此，需要将一部分废水外排，以保证工艺正常运行。 碱性含铀废水中CO32-和Cl-共存，现有技术除铀、除镭效果差，难以达到废 水排放最高允许限值：铀0.3mg/L，镭1.1Bq/L。这是我国碱性矿石铀资源尚 未得到大规模开发的主要原因。
现有技术是直接采用硫酸将碱性含铀废水中和，其目的：一是调整pH 值，使之适合于吸附材料所要求的最佳pH范围;二是达到外排废水允许的 pH值。由于硫酸属于强酸，采用硫酸直接中和，使生成的沉淀物返溶;另外 未补充载带金属离子，沉淀物共沉淀镭效果较差，同时未达到深度除铀的目 的，从而造成废水处理效果不佳。
发明内容
本发明提供一种用于碱性含铀废水处理的中和方法，其可实现中和、吸 附载带深度除铀、抑制沉淀物返溶、共沉淀除镭等功能。
实现本发明目的的技术方案：一种用于碱性含铀废水处理的中和方法， 其向碱性含铀废水中加入FeSO4中和废水中的OH-，FeSO4加入的摩尔量为碱 性含铀废水中OH-摩尔量的1/3～2/3，调节废水pH值在7～9，反应温度20～ 30℃，反应时间1～3h;Fe2+在空气作用下氧化水解生成Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3沉淀带正电可吸附铀离子;在pH 7～9情况下，如SO42-浓度低于1.0～2.0g·L-1， 则加入Na2SO4补充SO42-，使SO42-浓度为1.0～2.0g·L-1;然后加入BaCl2除镭， 共沉淀生成Ba(Ra)SO4，BaCl2加入量控制在0.02～0.06g·L-1。
如上所述的一种用于碱性含铀废水处理的中和方法，其用空气搅拌方式 向碱性含铀废水中加入FeSO4。
如上所述的一种用于碱性含铀废水处理的中和方法，其所述的碱性含铀 废水CO32-含量低于0.1mg·L-1，OH-含量为1.5～4.0g·L-1，pH值12.0～13.0， 铀含量0.1～2.0mg·L-1，镭含量10～40Bq·L-1，反应温度20～30℃，反应时间 1～3h。
本发明的效果在于：本发明提供了一种碱性含铀废水处理的中和方法， 其是碱性含铀废水处理工艺一个重要工序，同时实现中和、吸附载带深度除 铀、补充除镭所用SO42-、抑制沉淀物返溶、共沉淀除镭等功能。具体如下：
(1)中和：加入FeSO4，Fe2+在空气作用下氧化水解生成Fe(OH)3沉淀， 并缓慢释出酸而中和碱化废水，使废水达到外排pH值标准;
(2)吸附载带深度除铀：新生成的Fe(OH)3沉淀带正电，对铀酰络阴离 子有较好的吸附作用，达到深度除铀目的;
(3)补充除镭所用SO42-：中和所需的FeSO4·7H2O大约为5kg/m3，给 废水补充SO42-，其浓度可达到1.8g/L左右，完全满足后续除镭工艺的需要;
(4)抑制沉淀物返溶：Fe2+氧化水解生成的酸称作水合酸，酸性弱，只 与OH-反应，而不能溶解生成的碳酸钙和重铀酸盐沉淀，实现抑制中和过程 沉淀物返溶;
(5)除镭：加入BaCl2进行共沉淀除镭。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明所述的一种用于碱性含铀废水处理的中和 方法作进一步描述。
实施例1
某铀矿碱性废水组成U：0.97mg·L-1;OH-：3.4g·L-1;Cl-：7.54g·L-1;Ra： 18.2Bq·L-1;Ca：4.15g·L-1;Mg：0.034g·L-1。
本发明所述的一种用于碱性含铀废水处理的中和方法：
(1)采用空气搅拌方式向上述碱性含铀废水中加入FeSO4中和废水中的 OH-，FeSO4·7H2O用量5kg·m-3，调节废水pH值在8，反应温度25℃，反应 时间2h;Fe2+在空气作用下氧化水解生成Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3沉淀带正电 可吸附铀离子;
(2)在pH值为8.0情况下，加入Na2SO4补充SO42-，使SO42-浓度为 1.7g·L-1;然后加入BaCl2除镭，共沉淀生成Ba(Ra)SO4，BaCl2加入量控制在 0.04g·L-1，反应温度25℃，反应时间2h。
结果：处理后废水U低于0.05mg·L-1;Ra低于1.0Bq·L-1。
实施例2
某铀矿碱性废水组成U：0.13mg·L-1;OH-：4.0g·L-1;Ra：15.2Bq·L-1; Cl-：3.92g·L-1;Ca：4.30g·L-1;Mg：0.042g·L-1;PH值13。
本发明所述的一种用于碱性含铀废水处理的中和方法：
(1)采用空气搅拌方式向上述碱性含铀废水中加入FeSO4中和废水中的 OH-，FeSO4加入的摩尔量为碱性含铀废水中OH-摩尔量的2/3，反应温度30℃， 反应时间1h;Fe2+在空气作用下氧化水解生成Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3沉淀带 正电可吸附铀离子;
(2)在pH值为9情况下，加入Na2SO4补充SO42-，使SO42-浓度为2.0g·L-1; 然后加入BaCl2除镭，共沉淀生成Ba(Ra)SO4，BaCl2加入量控制在0.06g·L-1， 反应温度30℃，反应时间1h。
结果：处理后废水U低于0.05mg·L-1;Ra低于1.1Bq·L-1。
实施例3
某铀矿碱性废水组成U：1.64mg·L-1;OH-：2.0g·L-1;Ra：34.5Bq·L-1; Cl-：16.24g·L-1;Ca：8.51g·L-1;Mg<0.005g·L-1;PH值12。
本发明所述的一种用于碱性含铀废水处理的中和方法：
(1)向上述碱性含铀废水中加入FeSO4中和废水中的OH-，FeSO4加入 的摩尔量为碱性含铀废水中OH-摩尔量的1/3，反应温度20℃，反应时间3h; Fe2+在空气作用下氧化水解生成Fe(OH)3沉淀，Fe(OH)3沉淀带正电可吸附铀 离子;
(2)在pH值为7情况下，加入Na2SO4补充SO42-，使SO42-浓度为1.0g·L-1; 然后加入BaCl2除镭，共沉淀生成Ba(Ra)SO4，BaCl2加入量控制在0.02g·L-1， 反应温度20℃，反应时间3h。
结果：处理后废水U低于0.05mg·L-1;Ra低于1.1Bq·L-1。