[发明专利]一种用于吸附放射性锶的金属硫化物吸附剂的制备方法、金属硫化物吸附剂及水处理方法

说明书

本发明属于放射性水体处理技术领域，具体为一种用于吸附放射性锶的金属硫化物吸附剂的制备及应用。将无水碳酸钾、锌源、锡粉、硫源加入高压反应釜聚四氟乙烯内胆；一滴滴加入2～40mL去离子水，搅拌混合物至均匀状态；密封反应釜，在100～200℃下水热反应1～7d；将高压反应釜自然冷却至室温，所得的固体用去离子水和有机溶剂洗涤，离心分离；50～80℃下真空干燥后，用100目筛子筛选粒径<150μm的固体，得到金属硫化物吸附剂。本发明所述的金属硫化物吸附剂制备方法简单、条件温和，对水中锶离子吸附效果好、吸附速度快，适用于高效处理水中处理放射性锶离子，特别适用于放射性锶污染的应急处理。

技术领域

本发明属于放射性水体处理技术领域，具体涉及一种用于吸附放射性锶的金属硫化物吸附剂的制备方法、金属硫化物吸附剂及水处理方法。

背景技术

目前，核电被认为是一种清洁的能源，在全世界范围内大力发展。在开发利用核电的过程中，产生了大量放射性废水。放射性锶(⁹⁰Sr)是其中一种重要的放射性核素，半衰期长达28.6年，为β射线辐射源。⁹⁰Sr可以经过呼吸、饮食等途径进入人体，发生内照射，诱发病变，对人体健康造成威胁。⁹⁰Sr通常以离子形态存在于水中。因此从水中去除Sr²⁺是迫切需要解决的问题。

目前，国内外去除水中Sr²⁺的技术方法主要有：化学沉淀法、溶剂萃取法、蒸发法以及吸附法等。其中，化学沉淀法、溶剂萃取法、蒸发法具有各自的缺欠。例如，化学沉淀法对沉淀剂(如Na₂CO₃)利用率较低，向水引入了大量盐，同时造成出水pH过高等问题；溶剂萃取法使用的有机萃取剂(如冠醚类)毒性较大，也易造成二次污染；蒸发法基建成本高，能耗大。

吸附法处理Sr²⁺污染水具有效率高、对Sr²⁺选择性强、设备简单、便于操作等特点，是一种公认的“绿色清洁”的方法。吸附剂材料包括有机吸附剂和无机吸附剂。与有机吸附剂相比，无机吸附剂具有明显的优势，如吸附容量大、耐辐射、易于固化处理等。常见的无机吸附剂有沸石、活性炭、黏土矿物等。沸石处理Sr²⁺污染水时，受溶液pH值影响较大，通常只在中性pH值范围才具有良好的吸附性能，在强酸性或者强碱性条件下，易被分解。活性炭对Sr²⁺的吸附效果较差，吸附容量较低、选择性差。黏土矿物吸附速率低，吸附过程受其他共存离子干扰较为严重。另外，与一般的废水不同，含有放射性Sr²⁺的废水具有水质不均一、pH值变化极端、含盐量大等特点，对吸附剂提出了严苛的要求。同时，放射性锶污染一旦发生，要求有关部门立即采取措施，将放射性污染降至最低水平。显然，上述常用的吸附剂无法满足水中放射性锶污染的应急处理要求。

发明内容

针对上述的现有技术的不足，本发明的目的是提供一种用于吸附放射性锶的金属硫化物吸附剂的制备方法、金属硫化物吸附剂及水处理方法。本发明制备方法简单温和，制备得到的吸附剂对放射性锶具有良好的吸附动力学，处理效率高。

本发明为解决背景技术中提出的技术问题，采用的技术方案如下：一种用于吸附放射性锶的金属硫化物吸附剂的制备方法，包括以下步骤：

1)将无水碳酸钾、锌源、锡粉、硫源加入高压反应釜聚四氟乙烯内胆,所述无水碳酸钾、锌源、锡粉、硫源的摩尔比为0.5_～1：0.1_～3：1：5；

2)一滴滴加入2_～40mL去离子水，搅拌混合物至均匀状态；

3)密封反应釜，在100_～200℃下水热反应1_～7d；

4)将高压反应釜自然冷却至室温得到固体；

5)用去离子水和有机溶剂洗涤，离心分离；