[发明专利]一种去除废水中钴-60的诱导晶种制备方法

说明书

本发明公开了一种去除废水中钴‑60的诱导晶种制备方法。向自来水加入氯化钴，混合均匀后作为诱导晶种制备的母液。向诱导结晶反应器加入诱导晶核和母液，投加NaOH，通过快速搅拌进行诱导结晶反应，以诱导晶核为核心生成碳酸钙和氢氧化钴混合晶体，沉淀后排出上清液，此为诱导晶种制备的第一个周期；然后向诱导结晶反应器补充母液，投加NaOH，通过快速搅拌进行诱导结晶反应，沉淀后排出上清液，此为诱导晶种制备的第二个周期；依此循环不少于60周期，生成诱导晶种的粒径大，沉降性能好，上清液的剩余浊度较低。

技术领域

本发明属于放射性废水处理技术领域，涉及一种混合晶种的制备方法，尤其是用于去除废水中钴-60的诱导晶种制备方法。

背景技术

⁶⁰Co是反应堆一回路及乏燃料后处理过程常见的活化腐蚀产物，其广泛存在于放射性废水中。⁶⁰Co为高毒组核素，半衰期长达5.27年，衰变过程中产生的γ射线释放出强大的能量，破坏细胞组织甚至破坏DNA，长期受辐射还会引发癌症、白内障等，钴-60废水的处理是一个亟待解决的问题。

化学沉淀法处理钴-60废水工艺简单、操作方便、技术成熟，在工业中得到广泛应用。常用的化学沉淀剂主要包括氢氧化物、碳酸盐和硫化物等，对钴-60均能达到良好的去除效果，但化学反应生成的微粒细小、沉降效率低、固液分离困难，因此基于化学沉淀法开发了诱导结晶-膜分离组合工艺，通过膜截留水中的微粒，实现固液分离。然而，由于反应生成的细小晶体微粒会吸附在膜孔或膜表面，造成膜污染，因此对诱导结晶-膜分离工艺进行了改进，以预先投加的诱导晶种为核心，使生成的难溶盐在诱导晶种表面结晶析出，从而形成粒径较大的晶体，沉降到诱导结晶反应器底部，而上清液中剩余的少量悬浮物经膜分离去除，很大程度上减轻了膜污染。

本发明提供了一种大粒径诱导晶种的制备方法，该方法简单、操作方便、成本低，充分利用自来水中的钙离子，生成粒径较大的诱导晶种，其沉降性能好，上清液的剩余浊度低。

发明内容

本发明的目的是提供一种去除废水中钴-60的诱导晶种制备方法，可充分利用自来水中的钙离子制备粒径较大的碳酸钙和氢氧化钴混合晶种，通过投加诱导晶核促进难溶盐在诱导晶核的表面结晶析出，从而提高其沉降性能。

本发明提出的去除废水中钴-60的诱导晶种制备方法，通过以下技术方案实现，步骤如下：

(1)母液配制：将氯化钴溶于自来水，控制钴离子浓度为5～5.5mg/L，混合均匀后作为诱导晶种制备过程中的母液。

(2)引入诱导晶核：向诱导结晶反应器加入诱导晶核；

(3)诱导晶种制备：向诱导结晶反应器加入母液和NaOH，其反应生成的碳酸钙和氢氧化钴难溶盐，与诱导晶核碰撞并在其表面结晶，沉淀后排出上清液，此为诱导晶种制备的第一个周期；然后向诱导结晶反应器补充母液并投加NaOH，与诱导晶核充分混合并结晶，沉淀后排出上清液，此为诱导晶种制备的第二个周期；依此循环。

所述步骤(1)诱导晶种母液配制所用的自来水，其钙离子的浓度不低于43mg/L，若所用的自来水中钙离子浓度低于此值，需要补充钙离子。

所述步骤(2)诱导晶核为市场销售的粉末状碳酸钙或氢氧化钴，若诱导晶核为碳酸钙，其投加量为10mmol/L；若诱导晶核为氢氧化钴，其投加量为5mmol/L。

所述步骤(3)NaOH的投加量为60～120mg/L。

所述步骤(3)任何一个周期结束后排出的上清液体积和下一个周期补充的母液的体积相同，该体积占诱导结晶反应器有效容积的40％。

所述步骤(3)中碰撞强度为70～90s^-1，结晶反应时间为30min，沉淀时间为10min。