[0024] 下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。
[0025] 实施例1
[0026] Fe(II)与Fe(III)不同摩尔比对水体中锶、铯、钴离子去除率的影响:
[0027] 如图1所示,为载铁型混合灰渣吸附剂的制备过程,具体为:
[0028] 混合铁基溶液的制备:按照二价铁(Fe(II))与三价铁(Fe(III))摩尔比2:1、2.5:1、3:1、3.5:1、4:1分别称取硫酸亚铁和硫酸铁,然后同时混入到蒸馏水中,密封状态下搅拌至完全溶解,得到Fe(II)与Fe(III)总摩尔浓度为0.5moL/L的单位体积混合铁基溶液。
[0029] 混合灰渣粉末的制备:按照质量比6:4分别称取粉煤灰和球磨机高速研磨1h后的高炉矿渣,混合,手动搅拌5min,得到混合灰渣粉末。
[0030] 载铁型混合灰渣浆体的制备:按照液固比0.75mL:1g将混合铁基溶液与混合灰渣粉末混合,密封状态下30rpm搅拌10min,得到载铁型混合灰渣浆体。
[0031] 基础苛性碱液的制备:按照OH-与Fe(II)+Fe(III)摩尔比3:1称量氢氧化钠,并按照CO32-与OH-摩尔比0.2:1称取碳酸钠,然后将氢氧化钠和碳酸钠同时混入到蒸馏水中,密封状态下搅拌至完全溶解,获得OH-摩尔浓度为1.5moL/L、CO32-摩尔浓度为0.3moL/L的单位体积基础苛性碱液。
[0032] 碱基载铁型混合灰渣吸附剂的制备:将载铁型混合灰渣浆体与基础苛性碱液混合,密封状态下50rpm搅拌10min,得到碱基载铁型混合灰渣絮凝体。随后迅速将碱基载铁型混合灰渣絮凝体置入真空干燥箱中,-100kPa真空度、30℃下进行干燥,直至质量恒定,取出碱基载铁型混合灰渣,研磨后得到碱基载铁型混合灰渣吸附剂粉末。
[0033] 含锶、铯、钴放射性元素水体的处理(如图1所示):按照固液比1g:1L,将碱基载铁型混合灰渣吸附剂粉末投入到含有1mg/L锶、1mg/L铯、1mg/L钴的且pH为4的水体中,100rpm下搅拌10min。其中,水体pH用浓度均为0.5moL/L的硫酸和氢氧化钠溶液滴定调节。
[0034] 测定水体中锶、铯、钴离子的浓度,锶离子的浓度依据标准《地下水质检验方法火焰发射光谱法测定锶》(DZ/T 0064.39-93)规定的程序测定;铯离子的浓度依据标准《地下水质检验方法火焰发射光谱法测定铷和铯》(DZ/T 0064.36-93)规定的程序测定;钴离子的浓度依据标准《水质钴的测定5-氯-2-(吡啶偶氮)-1,3-二氨基苯分光光度法》(HJ550-2015)规定的程序测定。水体中锶、铯、钴离子的各去除效率按照实验前水体中锶、铯、钴离子的各离子浓度与实验后水体锶、铯、钴离子的各离子浓度的差值与实验前液体中锶、铯、钴离子的各离子浓度的比值百分数计算,测试结果见表1。
[0035] 表1 Fe(II)与Fe(III)不同摩尔比对水体中锶、铯、钴离子去除率的影响[0036]
[0037] 由表1结果可看出,在水体中加入碱基载铁型混合灰渣吸附剂后,水体中锶、铯、钴离子的去除率均大于97%。且随着Fe(II)与Fe(III)摩尔比增加,锶、铯、钴去除率也相应提高。在Fe(II)与Fe(III)摩尔比为3.5:1时,水体中锶、铯、钴去除率最高,分别为99.21%、98.83%、99.82%。
[0038] 实施例2
[0039] 粉煤灰和高炉矿渣不同质量比对水体中锶、铯、钴离子去除率的影响:
[0040] 制备过程同实施例1,与实施例1不同的是:
[0041] 混合铁基溶液制备:Fe(II)与Fe(III)摩尔比为3.5:1,制备Fe(II)与Fe(III)总摩尔浓度为1moL/L的单位体积混合铁基溶液。
[0042] 混合灰渣粉末的制备:按照质量比6:4、7:3、8:2、9:1分别称取粉煤灰和球磨机高速研磨2h后的高炉矿渣,混合,手动搅拌7.5min,得到混合灰渣粉末。
[0043] 载铁型混合灰渣浆体的制备:按照液固比1mL:1g将混合铁基溶液与混合灰渣粉末混合,密封状态下40rpm搅拌20min,得到载铁型混合灰渣浆体。
[0044] 基础苛性碱液的制备:OH-与Fe(II)+Fe(III)摩尔比4:1,CO32-与OH-摩尔比0.3:1,制备OH-摩尔浓度为4moL/L、CO32-摩尔浓度为1.2moL/L的单位体积基础苛性碱液。
[0045] 碱基载铁型混合灰渣吸附剂的制备:将载铁型混合灰渣浆体与基础苛性碱液混合,密封状态下60rpm搅拌20min,-50kPa真空度、60℃下干燥,研磨后获碱基载铁型混合灰渣吸附剂粉末。
[0046] 含锶、铯、钴放射性元素水体的处理:按照固液比5.5g:1L,将碱基载铁型混合灰渣吸附剂粉末投入到含有100.5mg/L锶、100.5mg/L铯、100.5mg/L钴的且pH为7的水体中,120rpm下搅拌20min。测定水体中锶、铯、钴离子的浓度,测试结果见表2。
[0047] 表2粉煤灰和高炉矿渣不同质量比对水体中锶、铯、钴离子去除率的影响[0048]
[0049] 由表2结果可知,在水体中加入碱基载铁型混合灰渣吸附剂后,水体中锶、铯、钴离子的去除率均大于91%。且随着粉煤灰与高炉矿渣质量比增加,锶、铯、钴去除率逐步提高。粉煤灰与高炉矿渣质量比为9:1时,水体中锶、铯、钴去除率最高,分别为95.54%、93.12%、
96.67%。
[0050] 实施例3
[0051] OH-与Fe(II)+Fe(III)不同摩尔比对水体中锶、铯、钴离子去除率的影响:
[0052] 制备过程同实施例1,与实施例1不同的是:
[0053] 混合铁基溶液制备:Fe(II)与Fe(III)摩尔比为3.5:1,制备Fe(II)与Fe(III)总摩尔浓度为1.5moL/L的单位体积混合铁基溶液。
[0054] 混合灰渣粉末的制备:按照质量比9:1分别称取粉煤灰和球磨机高速研磨3h后的高炉矿渣,混合,手动搅拌10min,得到混合灰渣粉末。
[0055] 载铁型混合灰渣浆体的制备:按照液固比1.25mL:1g将混合铁基溶液与混合灰渣粉末混合,密封状态下50rpm搅拌30min,得到载铁型混合灰渣浆体。
[0056] 基础苛性碱液的制备:按照OH-与Fe(II)+Fe(III)摩尔比3:1、3.5:1、4:1、4.5:1、5:1称量氢氧化钠,并按照CO32-与OH-摩尔比0.4:1称取碳酸钠,然后将氢氧化钠和碳酸钠同时混入到蒸馏水中,密封状态下搅拌至完全溶解,获得OH-摩尔浓度分别为4.5、5.25、6、
6.75、7.5moL/L,对应CO32-摩尔浓度分别为1.8、2.1、2.4、2.7、3.0moL/L的单位体积基础苛性碱液。
[0057] 碱基载铁型混合灰渣吸附剂的制备:将载铁型混合灰渣浆体与基础苛性碱液混合,密封状态下70rpm搅拌30min,0kPa真空度、90℃下干燥,研磨后获碱基载铁型混合灰渣吸附剂粉末。
[0058] 含锶、铯、钴放射性元素水体的处理:按照固液比10g:1L,将碱基载铁型混合灰渣吸附剂粉末投入到含有200mg/L锶、200mg/L铯、200mg/L钴的且pH为10的水体中,140rpm下搅拌30min。测定水体中锶、铯、钴离子的浓度,测试结果见表3。
[0059] 表3 OH-与Fe(II)+Fe(III)不同摩尔比对水体中锶、铯、钴离子去除率的影响[0060]
[0061] 由表3结果可知,在水体中加入碱基载铁型混合灰渣吸附剂后,水体中锶、铯、钴离子的去除率均大于90%。且随着OH-与Fe(II)+Fe(III)摩尔比增加,锶、铯、钴去除率逐步提-高。OH与Fe(II)+Fe(III)摩尔比为5:1时,水体中锶、铯、钴去除率最高,分别为93.65%、
92.14%、94.36%。
[0062] 实施例4
[0063] CO32-与OH-不同摩尔比对水体中锶、铯、钴离子去除率的影响:
[0064] 制备过程同实施例1,与实施例1不同的是:
[0065] 混合铁基溶液制备:Fe(II)与Fe(III)摩尔比为3.5:1,制备Fe(II)与Fe(III)总摩尔浓度为1.5moL/L的单位体积混合铁基溶液。
[0066] 混合灰渣粉末的制备:按照质量比9:1分别称取粉煤灰和球磨机高速研磨3h后的高炉矿渣,混合,手动搅拌10min,得到混合灰渣粉末。
[0067] 载铁型混合灰渣浆体的制备:按照液固比1.25mL:1g将混合铁基溶液与混合灰渣粉末混合,密封状态下60rpm搅拌30min,得到载铁型混合灰渣浆体。
[0068] 基础苛性碱液的制备:按照OH-与Fe(II)+Fe(III)摩尔比5:1称量氢氧化钠,并按照CO32-与OH-摩尔比0.2:1、0.25:1、0.3:1、0.35:1、0.4:1称取碳酸钠,然后将氢氧化钠和碳酸钠同时混入到蒸馏水中,密封状态下搅拌至完全溶解,获得OH-摩尔浓度为7.5moL/L,对应CO32-摩尔浓度分别为1.5、1.875、2.25、2.625、3.0moL/L的单位体积基础苛性碱液。
[0069] 碱基载铁型混合灰渣吸附剂的制备:将载铁型混合灰渣浆体与基础苛性碱液混合,密封状态下80rpm搅拌30min,0kPa真空度、120℃下干燥,研磨后获碱基载铁型混合灰渣吸附剂粉末。
[0070] 含锶、铯、钴放射性元素水体的处理:按照固液比10g:1L,将碱基载铁型混合灰渣吸附剂粉末投入到含有200mg/L锶、200mg/L铯、200mg/L钴的且pH为13的水体中,160rpm下搅拌30min。测定水体中锶、铯、钴离子的浓度,测试结果见表4。
[0071] 表4 CO32-与OH-不同摩尔比对水体中锶、铯、钴离子去除率的影响[0072]
[0073] 由表4结果可知,在水体中加入碱基载铁型混合灰渣吸附剂后,水体中锶、铯、钴离子的去除率均大于86%。且随着CO32-与OH-摩尔比增加,锶、铯、钴去除率逐步提高。CO32-与-OH摩尔比为0.4:1,水体中锶、铯、钴去除率最高,分别为93.87%、92.46%、95.08%。