羟基磷灰石的制备方法及其应用以及羟基磷灰石在废水中除铀的方法技术

本发明专利技术属于放射性废水回收处理领域，具体地讲，涉及一种羟基磷灰石的制备方法及其应用，还涉及羟基磷灰石在废水中除铀的方法。本发明专利技术提供羟基磷灰石的制备方法，采用溶胶‑凝胶法制备羟基磷灰石，所述羟基磷灰石应用于废水中除铀。本发明专利技术还提供羟基磷灰石在废水中除铀的方法，所述方法能高效处理放射性铀废水。本发明专利技术利用溶胶‑凝胶法制备一种高效除铀剂‑多孔羟基磷灰石，所制备得到的多孔羟基磷灰石能有效净化废水中铀酰离子，实现铀污染介质的控制，对废水重金属污染治理具有重要意义。

The preparation and application of hydroxyapatite and the method of removing uranium from wastewater by hydroxyapatite

The invention belongs to the field of radioactive waste water recovery and treatment, in particular to a preparation method and application of hydroxyapatite, and also to a method for removing uranium from waste water by hydroxyapatite. The invention provides a method for the preparation of hydroxyapatite, which is prepared by sol-gel method, and the hydroxyapatite is applied to remove uranium from waste water. The invention also provides a method for removing uranium from wastewater by hydroxyapatite, which can efficiently treat radioactive uranium wastewater. The invention adopts a sol gel method to prepare a highly effective uranium removal agent porous hydroxyapatite. The prepared porous hydroxyapatite can effectively purify uranium uranyl ions in the waste water, realize the control of the uranium pollution medium, and is of great significance for the treatment of heavy metal pollution of wastewater.

【技术实现步骤摘要】
羟基磷灰石的制备方法及其应用以及羟基磷灰石在废水中除铀的方法
本专利技术属于放射性废水回收处理领域，具体地讲，涉及一种羟基磷灰石的制备方法及其应用，还涉及羟基磷灰石在废水中除铀的方法。
技术介绍
随着人类科技技术的不断提高，化学化工技术的不断进步，科技为人类带来了极大收益，但与此同时，环境也在遭受着各种程度的污染。近年来，全球各地频繁爆发的环境问题已成为全球普遍关注的热点，全球变暖、大气污染、水体污染、土壤污染和生态多样性遭到破坏等威胁着人类的生活环境。其中，水体污染是最为关注的环境问题之一。含有放射性核素的工业废水污染所造成的水体污染问题尤为严重，由此许多研究对去除废水中的放射性核素尤为关注。含放射性核素的污染物很难通过生物降解的方式而被降解。放射性核素能够在生物体体内积累，并且通过食物链逐步传递到人类体内，对人类和其他生物的健康、正常生理代谢功能造成严重的威胁。因此，需要开发可靠的处理放射性核素污染的方法来帮助解决这些环境污染问题。目前，许多现用作处理污染废水的水处理工艺均被尝试用作处理含铀废水。各类型处理方法主要分为物理、化学、生物等方法，或者它们两者或三者的结合。如今，处理含铀废水的基本工艺包括：蒸发浓缩、混凝沉淀、膜分离、离子交换、吸附、微生物法等。大多数含铀废水处理方法及技术因出水水质不稳定，无法处理放射性比活度高的废水，操作过程繁杂，吸附或去除剂的制备过程复杂，有些处理方法需要对废水先调节pH预处理，有些处理方法投资费用高等特点而被限制推广和使用。例如中国专利公开号CN107352720A专利技术了一种生物含磷大分子除铀剂，通过向含铀水体中投加生物含磷大分子，利用生物含磷大分子中磷酸根对铀极强的络合、整合和矿化作用以达到提取水体中铀的效果。此专利技术需要将含铀废水调节至酸性，需要耗费大量的酸，同时此专利技术所用的生物含磷大分子来源于农作物，需要繁杂的提取过程，且合成过程会产生大量废渣需要对提取后的废渣进行处理。中国专利公开号CN106390961A提供了一种采用卷烟烟灰除铀吸附剂去除低浓度含铀废水中铀的方法，将含铀废水的pH值调节为4～6，然后加入卷烟烟灰除抽吸附剂进行吸附，此专利技术所用的烟灰不易收集，且对收集的烟灰需要经过多次洗涤和干燥，干燥后还需经60目过筛处理，除铀剂的前期处理过程程序繁多，且只适合对低铀浓度废水处理。中国专利公开号CN107818832A专利技术了利用天冬酰胺改性类蛋白氨基螯合树脂处理去除铀酰离子的方法，在含铀的废液中加入吸附剂天冬酰胺改性类蛋白氨基螯合树脂，采用恒温振荡的方法吸附含铀溶液中的铀酰离子，此方法是采用碱-酸-碱三步法合成天冬酰胺改性类蛋白氨基螯合树脂，需要经过多次调节pH，操作要求精准，吸附效率低，并且吸附容量也不高。中国专利公开号CN107502994A提供了一种高效清除铀的还原性纳米复合纤维的制备工艺，本专利技术工艺是将还原性纳米颗粒负载至表面发达的纳米纤维结构中，制得一种不易团聚、表面发达且磁性能良好的还原性复合纳米纤维，此种方法制备的还原性纳米纤维用于含铀水体中铀的清除领域，能对铀表现出良好的清除性能，但本专利技术的纳米纤维合成工艺需要经过配制溶液-静电纺丝-样品热处理-氢气还原四步复杂的步骤，在配置溶液时所涉及用到的试剂种类多，需要经过静电纺丝，耗费大量的电能，样品热处理和氢气还原过程中要求温度较高，氢气还原需要耗费大量的氢气，造成成本大大提高。因此，亟需开发一种铀去除效果好且制备简单的环境功能材料。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种采用溶胶-凝胶法，简便快捷制备羟基磷灰石的方法，通过该方法制备得到的羟基磷灰石能有效净化废水中铀酰离子，实现铀污染介质的控制，对废水重金属污染治理具有重要意义。此外，本专利技术还提供所述羟基磷灰石在废水中除铀的应用。此外，本专利技术还提供所述羟基磷灰石在废水中除铀的方法。羟基磷灰石具有良好的亲水性能，投放到水中震荡一段时间过后，由于结构中存在着两种不同的Ca位(较大的Ca(I)位与较小的Ca(II)位)，其他不同种类的重金属离子(如Cr6+、Cd2+、Pb2+等)可以对Ca2+发生取代反应，因此羟基磷灰石能对被铀酰离子污染了的水体进行有效改善和治理的一种新兴环境友好型功能材料。为实现上述目的，本专利技术采取的技术方案为：一种羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，采用溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石，具体包括如下步骤：(1)在容器中加入500-900mL0.025mo/L的钙盐，搅拌状态下，缓慢滴加25-45mL0.3mol/L的磷酸或磷酸盐溶液；(2)用氨水将步骤(1)所得溶液的pH值调节为8-10，以速度为800-1200RPM进行磁力搅拌，然后水浴加热温度至25℃-75℃，再搅拌反应30-60min，反应后陈化24小时；(3)将步骤(2)所得样品洗涤、抽滤，60℃-80℃干燥12小时后，研磨，即可制得到羟基磷灰石。优选地，所述步骤(1)中，所述钙盐为硝酸钙、氯化钙或硫酸钙；所述磷酸盐为磷酸钠或磷酸钾。优选地，所述步骤(2)中，所述水浴加热温度为45℃。优选地，所述羟基磷灰石为多孔羟基磷灰石。本专利技术所述的羟基磷灰石在废水中除铀的应用。本专利技术所述的羟基磷灰石在废水中除铀的方法，具体步骤为：将权利要求1-4制备得到的羟基磷灰石加入到含有铀酰离子的溶液中，在25℃-30℃的温度下，磁力搅拌5-10min，使用针式过滤器过滤，稀释显色后采用紫外分光光度计测定铀酰离子的浓度，并计算羟基磷灰石对溶液中轴酰离子的去除率和吸附量。优选地，所述羟基磷灰石加入重量与所述含有铀酰离子的溶液体积比值为0.25g/L-4.0g/L。优选地，所述羟基磷灰石加入重量与所述含有铀酰离子的溶液体积比值为1g/L。优选地，所述铀酰离子的浓度为50mg/L。与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术是利用溶胶-凝胶法制备一种高效除铀剂-多孔羟基磷灰石，所制备得到的多孔羟基磷灰石能有效净化废水中铀酰离子，实现铀污染介质的控制，对废水重金属污染治理具有重要意义；(2)本专利技术的制备方法制备得到的多孔羟基磷灰石对铀酰离子的吸附效率高，吸附容量大，除铀效果显著；(3)本专利技术的制备方法操作简便、快速且成本低；(4)本专利技术提供羟基磷灰石在废水中除铀的方法，能高效处理放射性铀废水，该方法中，多孔羟基磷灰石对有铀酰离子的最佳吸附条件为：处理温度为25℃-30℃，羟基磷灰石加入重量与所述含有铀酰离子的溶液体积比值为0.25g/L-4.0g/L，轴酰离子浓度为50mg/L；在除去铀酰离子的过程中，铀酰离子不受Na+、K+、Ca2+、Mg2+、CO32-、Cl-、NO3-、SO42-的影响。附图说明图1为羟基磷灰石制备流程图；图2为在25-75℃水浴加热温度下制备的羟基磷灰石与铀酰离子去除率之间的关系示意图；图3为在羟基磷灰石投加量为0.25-4.0g/L与铀酰离子去除率之间的关系示意图。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，采用溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石，具体包括如下步骤：/n(1)在容器中加入500-900mL 0.025mo/L的钙盐，搅拌状态下，缓慢滴加25-45mL0.3mol/L的磷酸或磷酸盐溶液；/n(2)用氨水将步骤(1)所得溶液的pH值调节为8-10，以速度为800-1200RPM进行磁力搅拌，然后水浴加热温度至25℃-75℃，再搅拌反应30-60min，反应后陈化24小时；/n(3)将步骤(2)所得样品洗涤、抽滤，60℃-80℃干燥12小时后，研磨，即可制得到羟基磷灰石。/n

【技术特征摘要】
1.一种羟基磷灰石的制备方法，其特征在于，采用溶胶-凝胶法制备羟基磷灰石，具体包括如下步骤：
(1)在容器中加入500-900mL0.025mo/L的钙盐，搅拌状态下，缓慢滴加25-45mL0.3mol/L的磷酸或磷酸盐溶液；
(2)用氨水将步骤(1)所得溶液的pH值调节为8-10，以速度为800-1200RPM进行磁力搅拌，然后水浴加热温度至25℃-75℃，再搅拌反应30-60min，反应后陈化24小时；
(3)将步骤(2)所得样品洗涤、抽滤，60℃-80℃干燥12小时后，研磨，即可制得到羟基磷灰石。


2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，所述钙盐为硝酸钙、氯化钙或硫酸钙；所述磷酸盐为磷酸钠或磷酸钾。


3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中，所述水浴加热温度为45℃。


4.如权利要求1所述的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：苏敏华，刘泽权，时清普，吴焰宏，陈迪云，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东;44