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1、第35卷第2期鈾礦冶Vo1．35NO．22016年5月URANIUMMININGANDMETALLURGYMav2O16含氟、磷、錳的酸性放射性廢水處理工藝研究任燕，鄧慧東，張建國(guó)，劉國(guó)宏(核工業(yè)北京化工冶金研究院，北京101149)摘要：采用石灰乳二步中和一硫酸鋇共載沉淀除鐳一硫酸鋁除氟工藝處理含氟、磷、錳的酸性放射性工藝廢水。分別考察了石灰乳、氯化鋇以及混凝除氟試劑用量對(duì)除雜質(zhì)效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)每in廢水生石灰用量約為4O．10kg，氯化鋇用量為5g，除氟試劑用量約為18．02g時(shí)，處理后的廢水符合排放標(biāo)準(zhǔn)的要求。關(guān)鍵詞：酸性放射性廢水；氟；磷；
2、錳；廢水處理中圖分類號(hào)：TL941．1文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A文章編號(hào)：i000—8063(2016)02—0106—04doi：10．13426／j．cnki．yky．2016．02．007含氟、磷、錳的酸性放射性廢水為某鈾礦水冶性廢水對(duì)環(huán)境以及水冶工藝的危害，必須對(duì)廢水過程產(chǎn)生的工藝廢水，主要由萃余水相和洗水組進(jìn)行嚴(yán)格處理并使其滿足排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，才成，其組分化學(xué)分析結(jié)果見表1。為了避免放射能回用或者排放，主要污染物排放限值見表2。表1試驗(yàn)廢水化學(xué)分析結(jié)果表2污水排放標(biāo)準(zhǔn)表1數(shù)據(jù)顯示，該酸性廢水pH較低且含有水中錳質(zhì)量濃度達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)_5]。但是，即使在多種質(zhì)量濃度
3、較高的重金屬以及氟、磷等元素，因pH為12的條件下，也只能將廢水中的氟質(zhì)量濃此，選擇較為典型的石灰乳中和一硫酸鋇共載沉淀度降到15mg／L左右J3。因此，為了使得廢水除鐳的酸性放射性廢水處理工藝[3]，針對(duì)氟、錳和中氟離子及其它污染物質(zhì)量濃度都達(dá)到污水綜合磷質(zhì)量濃度高的特點(diǎn)以及廢水處理過程實(shí)際情排放標(biāo)準(zhǔn)的要求，在此工藝基礎(chǔ)上增加除氟工藝。況，增加與之相適應(yīng)的去除工藝。目前，用于含氟廢水處理的方法主要有：石灰影響石灰乳沉淀除磷的最直接因素是pH，沉淀法、電滲析法、離子交換法及混凝沉淀法當(dāng)溶液pH達(dá)到1O～11時(shí)，磷的質(zhì)量濃度降低到等I7]。石灰沉淀法一般難以達(dá)到
4、排放標(biāo)準(zhǔn)；電滲0．5mg／L以下[4]。理論上，當(dāng)廢水中錳的質(zhì)量濃析法對(duì)操作水平要求高，設(shè)備昂貴，而且處理后的度低于0．55g／L時(shí)，pH控制在9．0以上才會(huì)有水仍需采用別的方法進(jìn)行再處理；離子交換法再M(fèi)n(OH)產(chǎn)生，而控制pH為10．0左右可確保廢生復(fù)雜，濾料易破損，且不宜用于含氟量較高的廢收稿日期：2016一O1—19第一作者簡(jiǎn)介：~(1988-)，女，北京市人，助理工程師，主要從事鈾礦水冶和多金屬礦物的濕法冶金工作。第2期任燕，等：含氟、磷和錳的酸性放射性廢水處理工藝研究107水。綜上所述，試驗(yàn)在石灰乳中和一硫酸鋇共載沉量，對(duì)除氟效果改善不大，因此需加
5、入除氟試劑進(jìn)淀除鐳工藝的基礎(chǔ)上增加混凝沉淀除氟工藝。一步降低氟質(zhì)量濃度。但考慮到投產(chǎn)后，廢水處此外，為了降低石灰乳中和的試劑消耗量、縮理效果受諸多因素影響存在一定波動(dòng)，且終點(diǎn)pH短中和反應(yīng)時(shí)間，考察了二步中和工藝的效果。為10時(shí)，廢水中磷濃度接近限值，所以選定加入石灰乳的終點(diǎn)pH為10．5。在上述工藝條件下，生石1試驗(yàn)部分灰的消耗量較大，每m3廢水的加入量為47．O4。1．1主要試劑與材料石灰乳，氧化鈣質(zhì)量分?jǐn)?shù)為15，陳化時(shí)間表3石灰乳中和終點(diǎn)pH對(duì)廢水凈化效果的影響大于24h；氯化鋇溶液，質(zhì)量濃度為1g／L；硫酸鋁溶液，質(zhì)量濃度為200g／L。氧化鈣、氯化鋇
6、及硫酸鋁均為試劑級(jí)。1．2廢水處理機(jī)理石灰乳在中和過程中，除了與廢水中金屬離子反應(yīng)，生成難溶解的金屬氫氧化物沉淀外，還與廢水中非金屬基團(tuán)如磷酸根、硫酸根等反應(yīng)，生成難溶解的鈣鹽，從而達(dá)到凈化廢水的目的。硫酸鋇共沉淀除鐳機(jī)理是利用氯化鋇與廢水中硫酸根反應(yīng)，生成溶解度低的硫酸鋇微粒，通過2．2氯化鋇加入量對(duì)除鐳效果的影響與鐳發(fā)生同晶置換作用，以硫酸鋇(鐳)的形式共廢水中加入石灰乳使得溶液pH值穩(wěn)定在載沉淀。5～6之間，加入不同量的氯化鋇溶液反應(yīng)3O混凝劑沉淀除氟的機(jī)理是利用其水解產(chǎn)生的min，再繼續(xù)加石灰乳，使終點(diǎn)pH值達(dá)10．5，結(jié)帶正電的羥基配合物和氫氧化物膠
7、體，不僅可以果見下圖1。通過吸附、離子交換或配位交換以及絡(luò)合沉降等作用除氟，而且形成無定形的絮狀沉淀對(duì)膠體粒子有卷掃作用[8-9]，化學(xué)反應(yīng)方程如下：A113O4(OH)；+nF一一Al13O4(OH)24-nF．T+nOH一，(1)AI(OH)。+F一—Al(OH)．卜F+nOH一。(2)當(dāng)廢水中有多種重金屬離子共存時(shí)，在低于理論沉淀pH時(shí)也會(huì)生成氫氧化物沉淀，這是因?yàn)樵诟遬H沉淀的重金屬與在低pH下生成的重金屬沉淀物產(chǎn)生共沉淀現(xiàn)象_1。圖1氯化鋇加入量對(duì)除鐳效果的影響2結(jié)果與討論2．1石灰乳中和不同終點(diǎn)pH對(duì)除雜質(zhì)效果的由圖1可以看出，隨著氯化鋇加入量的增
8、加，影響濾液中鐳的活度濃度逐漸降低。在
