一种多功能放射性有机液吸附固化材料及其制备方法与流程

本发明涉及放射性有机废液处理，具体涉及一种多功能放射性有机液吸附固化材料及其制备方法。

背景技术：

1、核设施生产与退役过程中，会产生大量放射性有机废液，其主要为purex流程中的煤油/磷酸三丁酯萃取液。另外，核设施中的废弃机械油，设备清洗废液、以及闪烁液中也存在放射性有机废液。及时有效解决放射性有机废液的处理问题有利于核工业和液闪测量技术的可持续发展。

2、放射性有机废液难以和放射性废水一样直接固化储存或处理，且液体运输和储存有很大的安全风险。目前研究较多的是直接焚烧法，传统的空气焚烧法工艺简单，但直接燃烧液体难以控制燃烧速率，具有爆燃风险，而且会产生腐蚀设备的磷酸，影响其工业化应用。针对有机放射性废液处置过程而言，其主要有两方面的功能需求：(1)快速稳定地固化有机废液，使其运输及储存过程安全可靠；(2)焚烧减容过程中不产生腐蚀设备的磷酸等气体，有利于其工业化应用。

3、中国专利cn201510135046.9通过各种无机吸油材料固化有机液体，其具体涉及一种用吸附-固化法固化放射性废有机溶剂的方法，将硫铝酸盐水泥、沸石、硅灰、熟石灰混合均匀，所得混合物与经过吸油材料吸附处理的放射性废有机溶剂、萘系减水剂及水搅拌均匀，装入模具内，养护28d，制成固化体；所述放射性废有机溶剂、水、萘系减水剂、吸油材料、硫铝酸盐水泥、沸石、硅灰、熟石灰的用量比依次分别为：(0.08l～0.24l)：(0.20l～0.40l)：(6g～13g)：(10g～30g)：900g：(100g～120g)：(0g～40g)：(30g～40g)；所述养护的养护温度为20℃～30℃，养护相对湿度≥90％。

4、然而上述方法存在如下问题：(1)无机物对有机液吸附效果不佳，受压力或温度影响容易渗出。(2)煤油/磷酸三丁酯吸附固化后续可能涉及焚烧，无法控制尾气中酸性气体磷酸的产生。

5、因此，亟待开发一种针对放射性有机废液的吸附固化材料，减少其在运输，储存方面的风险；而且固化后可进行焚烧处理，达到控制其燃烧速率，减少尾气中腐蚀性气体的产生。

技术实现思路

1、本发明实施例提供了一种多功能放射性有机液吸附固化材料及其制备方法，以解决现有技术中的上述技术问题。

2、根据第一方面，本发明实施例提供了一种多功能放射性有机液吸附固化材料，所述吸附固化材料包括具有亲油链段的高分子材料颗粒和无机碱/盐。

3、可选的是，所述高分子材料颗粒具有蓬松多孔结构；

4、优选的是，所述高分子材料颗粒包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乳酸、聚氨酯中的一个或多种。

5、可选的是，所述无机碱/盐包括氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钾、碳酸镁、氧化钙中的一种或多种。

6、可选的是，高分子材料颗粒和无机碱/盐的质量比为5：1.5～2。

7、本发明还提供一种多功能放射性有机液吸附固化材料的制备方法，所述方法包括如下步骤：

8、(1)首先将具有亲油链段的高分子材料溶解在有机溶剂中，搅拌混合均匀形成高分子溶液；

9、(2)将所述高分子溶液倒入大量水中析出并干燥，得到高分子材料颗粒；

10、(3)将所得高分子材料颗粒与无机碱/盐进行共混，复配制备所述吸附固化材料。

11、可选的是，所述高分子材料颗粒具有蓬松多孔结构；

12、优选的是，所述高分子材料颗粒包括聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、聚乳酸、聚氨酯中的一个或多种。

13、可选的是，所述无机碱/盐包括氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钾、碳酸镁、氧化钙中的一种或多种。

14、可选的是，高分子材料颗粒和无机碱/盐的质量比为5：1.5～2。

15、可选的是，所述有机溶剂包括甲苯、dmf、氯仿、二甲苯中的一种或多种；

16、优选的是，高分子材料与有机溶剂的质量比为1：5～20；

17、优选的是，高分子材料与水的质量体积比为1：50～200g/ml。

18、本发明还提供采用由上述任一种方法制备的多功能放射性有机液吸附固化材料对放射性有机液进行吸附固化的方法，包括如下步骤：

19、将吸附固化材料与放射性有机液搅拌共混，所述放射性有机液能在3-10分钟内吸附固化所述放射性有机液；

20、优选的是，所述放射性有机液包括磷酸三丁酯/煤油混合液。

21、本发明利用高分子多孔材料与无机碱/盐材料共同制备高吸附效率和低浸出率的有机液体吸附固化材料。该材料可将有机放射性有机废液进行快速吸附。另外，该材料与无机碱/盐进行复合，可增加其固化稳定性。吸附固化后的材料可桶装储存或运输，抑或进行焚烧处理，减少产生酸性腐蚀气体磷酸。

技术特征：

1.一种多功能放射性有机液吸附固化材料，其特征在于，所述吸附固化材料包括具有亲油链段的高分子材料颗粒和无机碱/盐。

2.根据权利要求1所述的吸附固化材料，其特征在于，所述高分子材料颗粒具有蓬松多孔结构；

3.根据权利要求1所述的吸附固化材料，其特征在于，所述无机碱/盐包括氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钾、碳酸镁、氧化钙中的一种或多种。

4.根据权利要求1-3任一项所述的吸附固化材料，其特征在于，高分子材料颗粒和无机碱/盐的质量比为5：1.5～2。

5.一种多功能放射性有机液吸附固化材料的制备方法，其特征在于，所述方法包括如下步骤：

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述高分子材料颗粒具有蓬松多孔结构；

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述无机碱/盐包括氢氧化钙、氢氧化钾、氢氧化镁、碳酸钙、碳酸钾、碳酸镁、氧化钙中的一种或多种。

8.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，高分子材料颗粒和无机碱/盐的质量比为5：1.5～2。

9.根据权利要求5-7任一项所述的方法，其特征在于，所述有机溶剂包括甲苯、dmf、氯仿、二甲苯中的一种或多种；

10.采用由权利要求5-9任一项所述的方法制备的多功能放射性有机液吸附固化材料对放射性有机液进行吸附固化的方法，其特征在于，包括如下步骤：

技术总结本发明提供一种多功能放射性有机液吸附固化材料及其制备方法，所述吸附固化材料包括具有亲油链段的高分子材料颗粒和无机碱/盐。所述吸附材料将为核设施的退役治理提供技术支持：(1)可将有机放射性废液快速吸附固化；(2)该材料固化效果好，形状性质稳定，可进行运输；(3)固化后可焚烧，有机液中的磷元素与碱生成焦磷酸盐，减少腐蚀设备的磷酸气体。技术研发人员：江元平,陈江海受保护的技术使用者：艾所德新材料科技（苏州）有限公司技术研发日：技术公布日：2024/7/9