放射性阳离子交换树脂的处理方法

本发明涉及放射性废树脂处理，具体涉及一种放射性阳离子交换树脂的处理方法。

背景技术：

1、目前，在核生产中产生的大量放射性阳离子废树脂缺乏有效整备及处理方法，只能临时暂存在废物桶内。由于放射性阳离子交换树脂具有易燃性，并且经辐照和生物分解会产生易燃易爆气体，长期贮存易粉化、板结，给环境以及人类带来较大的安全隐患风险，因此放射性废树脂的处理技术一直受到国内研究人员的重视。

2、放射性废树脂目前处理技术包括：核素分离、固化、氧化裂解、高完整容器以及热态超级压缩等。其中水泥固化法应用广泛，工艺简单，运行成本低，固化体基本能满足处置需求。但由于树脂包容量，使固废体积大幅度增加，对处置空间要求高，遇水溶胀破裂，长期安全处置稳定性较差，不符合核电站固废安全减容的要求，不利于长期安全处置体而言，从实现废物最小化的角度出发，先减容后固化是核废树脂处置的发展方向。热裂解是废树脂的有效减容方法，在该阶段废树脂大部分转化为h2o与co2等无机物，但磺酸型阳离子交换树脂在900℃时残渣率仍有50 wt%，减容比仅为2左右，并且该温度下核素cs挥发增加尾气处理难度。因此目前放射性废阳离子交换树脂存在裂解温度高、减容倍率低的问题。

3、鉴于此，特提出本发明。

技术实现思路

1、为解决背景技术中的问题，本发明提供了一种放射性废阳离子交换树脂的处理方法，该方法可降低裂解温度和残渣率，提高减容倍率。

2、为达到上述目的，本发明采用的技术方案为：

3、放射性废阳离子交换树脂的处理方法，该方法为：

4、将放射性废阳离子交换树脂预处理为氢型阳离子交换树脂；

5、将氢型阳离子交换树脂浸渍于0.05~0.15mol /l的fe(no3)3溶液中，并同步干燥20~40h得到负载fe3+的阳离子交换树脂；

6、将负载fe3+的阳离子交换树脂在600~670℃下氧化裂解。

7、优选的，所述干燥温度为25℃。

8、优选的，所述预处理方法为：将废阳离子交换树脂在饱和nacl溶液中浸泡20~30h，清洗后，浸泡于naoh 溶液4~8 h，清洗后，浸泡于盐酸溶液中10~24 h，并干燥。

9、优选的，所述naoh 溶液的浓度为0.75~1.25 mol/l。

10、优选的，所述盐酸溶液的浓度为0.75~1.25 mol/l。

11、优选的，所述预处理中在25℃下干燥30~50h。

12、优选的，所述氧化裂解时间为120~240 min。

13、优选的，所述氧化裂解时间为120min。

14、优选的，所述废阳离子交换树脂为脱水磺酸型阳离子交换树脂。

15、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

16、本发明采用离子交换法将fe(no3)3中fe3+负载到废阳离子交换树脂中，裂解过程中原位生成fe2o3，能够促进树脂氧分解过程中交联形成的-s-断裂，具有较强的催化作用，不仅可以提高废减容倍率，还可以降低裂解温度和残渣率，防止核素的大量扩散，更符合放射性固废安全减容的要求。

技术特征：

1.放射性废阳离子交换树脂的处理方法，其特征在于，该方法为：

2.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述预处理方法为：

3.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述naoh溶液的浓度为0.75~1.25 mol/l。

4.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述盐酸溶液的浓度为0.75~1.25 mol/l。

5.如权利要求2所述的处理方法，其特征在于，所述预处理中在25℃下干燥30~50h。

6.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述氧化裂解时间为120~240min。

7.如权利要求6所述的处理方法，其特征在于，所述氧化裂解时间为120min。

8.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述干燥温度为25℃。

9.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，将负载fe3+的阳离子交换树脂在650℃下氧化裂解。

10.如权利要求1所述的处理方法，其特征在于，所述废阳离子交换树脂为脱水磺酸型阳离子交换树脂。

技术总结本发明属于放射性废树脂处理技术领域，公开了一种放射性阳离子交换树脂的处理方法。该方法为，将放射性废阳离子交换树脂预处理为氢型阳离子交换树脂；将氢型阳离子交换树浸渍于Fe(NO3)3溶液中，干燥后得到负载Fe3+的阳离子交换树脂；将负载Fe3+的阳离子交换树脂在600~670℃下氧化裂解120~240 min。本发明采用离子交换法将Fe(NO3)3中Fe3+负载到废阳离子交换树脂中，裂解过程中原位生成Fe2O3，能够促进树脂氧分解过程中交联形成的‑S‑断裂，具有较强的催化作用，不仅可以提高废减容倍率，还可以降低裂解温度和残渣率，防止核素的大量扩散，更符合放射性固废安全减容的要求。技术研发人员：李林倚,廖学品,骆微,肖霄,石碧受保护的技术使用者：四川大学技术研发日：技术公布日：2024/6/26