一种吸附放射性重金属的复合材料及其制备方法和应用

专利2025-07-12  34


本发明涉及放射性重金属污染处理,尤其指一种吸附放射性重金属的复合材料及其制备方法和应用。


背景技术:

1、铀是重要的核工业原料,也是一种有较强化学和生物毒性的重金属。而在铀矿的开采过程中,经常会对周围的地下水产生或多或少的污染,处理铀矿开采所造成的地下水污染问题不容小觑。从各类含铀水体系中分离和回收铀对缓解铀资源短缺,保护人类健康和生态环境安全都具有重要的科学和实际意义。

2、吸附法作为一种具有普遍性的方法,其效率高,操作便捷而运用于各行各业,市面上常常用羟基磷灰石作为吸附剂,羟基磷灰石(hap)具有优良的离子交换性能,对废水中的重金属离子、有害阴离子及有机物表现出良好的吸附能力,在处理废水过程中也不会造成二次污染,满足如今国家倡导的绿色发展理念。但普通的羟基磷灰石存在吸附速率较为缓慢、吸附容量有限的问题,并且受ph值的影响程度非常大,尤其在酸性环境下,吸附效果明显不佳。然而铀矿的开采过程中,通常会使用酸法或中性法采铀方式进行,其中酸法采铀后导致被污染的地下水呈酸性,此时使用市面上的羟基磷灰石对地下水中的铀进行吸附时,效果并不理想。


技术实现思路

1、本发明的目的之一在于提供一种吸附放射性重金属的复合材料的制备方法,以使制备出的复合材料能够在酸性的铀污染地下水中提高对铀的吸附效果。

2、为了解决上述技术问题,本发明采用如下技术方案:一种吸附放射性重金属的复合材料及其制备方法和应用,包括以下步骤:

3、(1)称取适量的氢氧化钙、柠檬酸钠、腐殖酸,分别投入适量的去离子水中制成氢氧化钙悬浊液、柠檬酸钠溶液、腐殖酸悬浊液,将柠檬酸钠溶液加入磷酸得到混合液a,搅拌混合液a的同时持续缓慢滴加腐殖酸悬浊液和氢氧化钙悬浊液,滴加完后继续保持搅拌并得到混合液b。

4、(2)对混合液b进行超声波清洗,然后水浴加热并同时搅拌一段时间后,再次进行超声波清洗,得到混合液c。

5、(3)静置混合液c并移取上层溶液进行离心、洗涤、干燥、研磨,即得到吸附放射性重金属的复合材料。

6、优选地,步骤(1)中,氢氧化钙与磷酸的摩尔比为1.67:1。

7、更优选地,步骤(1)中,腐殖酸的质量占制备得到的吸附放射性重金属的复合材料总质量的1%。

8、更优选地,步骤(2)中,水浴加热的方式是将混合液b放入水浴锅中边搅拌边加热,水浴加热的温度为85℃,搅拌转速为550r/min。

9、更优选地,步骤(3)中,使用无水乙醇洗涤数次并将得到的固体放入真空干燥箱中干燥24h,干燥的温度为60-70℃。

10、另外,本发明还提供一种吸附放射性重金属的复合材料,其采用上述的吸附放射性重金属的复合材料的制备方法制备得到,并可应用于吸附酸性铀污染地下水中的铀金属。

11、本发明采用化学沉淀法合成腐殖酸羟基磷灰石复合材料作为吸附放射性重金属的复合材料,与现有技术相比,吸附容量容量更高,吸附速率更快,在酸性环境下,能够拥有更好的除铀效果。



技术特征:

1.一种吸附放射性重金属的复合材料的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的吸附放射性重金属的复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,氢氧化钙与磷酸的摩尔比为1.67:1。

3.根据权利要求1所述的吸附放射性重金属的复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,腐殖酸的质量占制备得到的吸附放射性重金属的复合材料总质量的1%。

4.根据权利要求1所述的吸附放射性重金属的复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(2)中,水浴加热的方式是将混合液b放入水浴锅中边搅拌边加热,水浴加热的温度为85℃,搅拌转速为550r/min。

5.根据权利要求1所述的吸附放射性重金属的复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)中,使用无水乙醇洗涤数次并将得到的固体放入真空干燥箱中干燥24h,干燥的温度为60-70℃。

6.一种吸附放射性重金属的复合材料,其特征在于:采用权利要求1-5中任意一项所述的吸附放射性重金属的复合材料的制备方法制备得到。

7.一种权利要求6所述的吸附放射性重金属的复合材料的应用方法,其特征在于:用于吸附酸性铀污染地下水中的铀金属。


技术总结
一种吸附放射性重金属的复合材料及其制备方法和应用,涉及放射性重金属污染处理技术领域,其制备方法包括称取适量的氢氧化钙、柠檬酸钠、腐殖酸,分别投入适量的去离子水中制成氢氧化钙悬浊液、柠檬酸钠溶液、腐殖酸悬浊液,将柠檬酸钠溶液加入磷酸得到混合液A,搅拌混合液A的同时持续缓慢滴加腐殖酸悬浊液和氢氧化钙悬浊液,滴加完后继续保持搅拌并得到混合液B;对混合液B进行超声波清洗,然后水浴加热并搅拌一段时间后,再次进行超声波清洗,得到混合液C;静置混合液C并移取上层溶液进行离心、洗涤、干燥、研磨。本发明弥补了单一的羟基磷灰石材料在酸性条件下吸附效率低下的缺点,应用于酸性的铀污染地下水中可提高对铀的吸附效果。

技术研发人员:贺桂成,王灿,张辉,蒋国清,谭韬
受保护的技术使用者:南华大学
技术研发日:
技术公布日:2024/6/26
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