一种用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置及方法制造方法及图纸

本发明专利技术涉及一种用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置及方法，属于放射性胶体分离技术领域，所述装置包括胶体溶液瓶和硅胶管，胶体溶液瓶内盛有吸附放射性核素的不同粒径的胶体溶液，硅胶管的一端插入在胶体溶液内，从蠕动泵的转辊间穿过，硅胶管的另一端连接用于分离不同粒径胶体的超滤膜分离组件的进料口，超滤膜分离组件的出料口通过硅胶管连接尾液收集瓶。通过本发明专利技术提供的装置及方法可实现不同粒径胶体的低扰动提取，而不改变胶体的表面特性与粒径分布。的表面特性与粒径分布。的表面特性与粒径分布。

【技术实现步骤摘要】
一种用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置及方法


[0001]本专利技术属于放射性胶体分离
，具体为一种用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置及方法。

技术介绍

[0002]锕系核素U、Pu、Am等核素由于其半衰期长、辐射和化学毒性高，是核设施场地最为关心的核素。U、Pu、Am以离子态存在时极易被岩土介质吸附，很难发生迁移。但是，土壤及地下水环境中尺寸介于1～1000nm的无机或有机颗粒可以形成胶体，相对于其他非溶解态的大颗粒，具有较大的比表面积和众多的表面反应位点，可以与U、Pu、Am发生强烈的吸附和络合反应，吸附亲和力高，是良好的迁移载体，使得原本在土壤及地下水环境中迁移性较弱的U、Pu、Am能够吸附在可移动的胶体上加速运动，迁移速度和距离可能比不考虑胶体因素的预测值高出几个数量级。
[0003]大量的实验表明，在胶体的驱动作用下，U、Pu、Am等锕系放射性核素的迁移特性显著增加。U、Pu、Am胶体的形成机制和环境行为特征，对解决污染物的环境归趋、基于风险的地下水水质评估和采取合理的地下水修复技术等问题至关重要。但是，U、Pu、Am在固～液～胶体三相介质中的迁移、转化机制等基础科学问题尚不清楚，缺乏胶体存在条件下U、Pu、Am在土壤及地下水环境中准确、可靠的迁移参数，分配系数Kd值作为地下水评价中最关键的迁移参数，获取放射性核素在不同粒径胶体上的分配系数Kd值，对于地下水数值模拟预测、污染物的环境归趋和修复技术等问题具有重要意义。
[0004]地下水环境中胶体成分十分复杂，包括腐殖质、矿物胶体、无机胶体、有机胶体等，其形成的胶体粒径各不相同，分离不同粒径的吸附放射性核素U、Pu、Am的胶体对于放射性核素吸附机理研究具有重要意义，而目前还没有一套成熟的标准方法用来分离不同粒径的吸附放射性核素U、Pu、Am的胶体，原因在于土壤及地下水中天然胶体的浓度很低，需要进行胶体的浓缩和提取，常规方法会改变胶体的表面特性与粒径分布，因而需要开发一种方法来实现不同粒径胶体的低扰动提取。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供一种用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置及方法，通过该装置及方法可实现不同粒径胶体的低扰动提取，而不改变胶体的表面特性与粒径分布。
[0006]为达到以上目的，本专利技术采用的一种技术方案是：
[0007]一种用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，包括胶体溶液瓶和硅胶管，所述胶体溶液瓶内盛有吸附放射性核素的不同粒径的胶体溶液，所述硅胶管的一端插入在所述胶体溶液内，从蠕动泵的转辊间穿过，所述硅胶管的另一端连接用于分离不同粒径胶体的超滤膜分离组件的进料口，所述超滤膜分离组件的出料口通过硅胶管连接尾液收集瓶。
[0008]进一步，如上所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，所述超滤膜分离组件的吸气口连接用于提供一定负压的真空泵。
[0009]进一步，如上所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，所述超滤膜分离组件包括外壳，所述外壳内设置有虑芯，所述虑芯由多层不同孔径的虑膜层叠而成；所述外壳与所述虑芯间由环氧树脂密封，用以创造真空条件。
[0010]进一步，如上所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，所述虑芯包括十层不同孔径的虑膜，每层可单独拆卸和更换。
[0011]进一步，如上所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，所述虑膜的材质为聚丙烯晴膜。
[0012]进一步，如上所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，所述蠕动泵具有调速功能，通过调节所述蠕动泵的转速控制进入所述超滤膜分离装组件的流量，从而实现低扰动提取。
[0013]进一步，如上所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，所述真空泵具有调压功能，通过调节所述真空泵的压力达到不同的真空度，从而控制进入所述超滤分离组件内胶体溶液的超滤速度。
[0014]进一步，如上所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，所述外壳采用聚四氟乙烯材质。
[0015]进一步，如上所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，所述超滤膜分离组件的外形为圆柱体。
[0016]基于上述装置的分离不同粒径吸附放射性核素胶体的方法，包括以下步骤：
[0017]S1、将不同孔径聚丙烯晴膜装入超滤膜分离组件，并连接至真空泵；
[0018]S2、将硅胶管依次连接胶体溶液、蠕动泵、所述超滤膜分离组件和尾液收集瓶；
[0019]S3、将所述真空泵和所述蠕动泵接通电源，设定所述蠕动泵转速和所述真空泵压力；
[0020]S4、开始超滤程序，直至胶体溶液全部经过超滤；
[0021]S5、将所述尾液收集瓶中的溶液倒入所述胶体溶液瓶中，重复超滤3次；
[0022]S6、关闭所述装置，取下所述超滤膜分离组件，将不同孔径聚丙烯晴膜取下，风干，测量其放射性活度，得到不同粒径胶体吸附放射性核素所占比例；
[0023]S7、测量所述尾液收集瓶中放射性核素浓度，计算膜分离胶体的总吸附量。
[0024]采用本专利技术所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置及方法，具有以下显著的技术效果：
[0025]本专利技术采用多层不同孔径的聚丙烯晴膜将不同粒径的胶体分离，可将100nm～10μm粒径范围内的胶体至少分为10个不同级份，通过蠕动泵控制流量，从而实现低扰动提取。不同粒径胶体的分离对土壤及地下水环境中U、Pu、Am的宏观～微观迁移过程有着重要的理论和实际价值，对定量解决U、Pu、Am的环境归趋和制定合理的修复技术，保障核设施场地的长期安全与可持续具有重要意义。
附图说明
[0026]图1是本专利技术具体实施方式中提供的一种用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体
的装置的结构示意图；
[0027]图2是图1中超滤膜分离组件3的结构示意图；
[0028]图中，1
‑
胶体溶液瓶；2
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蠕动泵；3
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超滤膜分离组件；4
‑
真空泵；5
‑
尾液收集瓶；31
‑
外壳；32
‑
虑芯。
具体实施方式
[0029]下面结合具体的实施例与说明书附图对本专利技术进行进一步的描述。
[0030]图1示出了本专利技术具体实施方式中提供的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置结构示意图，由图中可以看出，该装置包括胶体溶液瓶1，胶体溶液瓶1内盛有吸附放射性核素的不同粒径的胶体溶液，硅胶管的一端插入在胶体溶液内，从蠕动泵2的转辊间穿过，另一端连接超滤膜分离组件3的进料口，超滤膜分离组件3的出料口通过硅胶管连接尾液收集瓶5；超滤膜分离组件3的吸气口连接用于提供一定负压的真空泵4。在蠕动泵2的交替挤压和释放作用下，胶体溶液瓶1内的胶体溶液通过硅胶管进入超滤膜分离组件3内被分离和过滤，经过超滤膜分离组件3过滤后的溶液进入尾液收集瓶5中，收集液重复抽本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，其特征在于，所述装置包括胶体溶液瓶(1)和硅胶管，所述胶体溶液瓶(1)内盛有吸附放射性核素的不同粒径的胶体溶液，所述硅胶管的一端插入在所述胶体溶液内，从蠕动泵(2)的转辊间穿过，所述硅胶管的另一端连接用于分离不同粒径胶体的超滤膜分离组件(3)的进料口，所述超滤膜分离组件(3)的出料口通过硅胶管连接尾液收集瓶(5)。2.根据权利要求1所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，其特征在于，所述超滤膜分离组件(3)的吸气口连接用于提供一定负压的真空泵(4)。3.根据权利要求2所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，其特征在于，所述超滤膜分离组件(3)包括外壳(31)，所述外壳(32)内设置有虑芯(32)，所述虑芯(32)由多层不同孔径的虑膜层叠而成；所述外壳(31)与所述虑芯(32)间由环氧树脂密封，用以创造真空条件。4.根据权利要求3所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，其特征在于，所述虑芯(32)包括十层不同孔径的虑膜，每层可单独拆卸和更换。5.根据权利要求4所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，其特征在于，所述虑膜的材质为聚丙烯晴膜。6.根据权利要求1
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5任一项所述的用来分离不同粒径吸附放射性核素胶体的装置，其特征在于，所述蠕动泵(2)具有调速功能，通过调节...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢添，刘瑞妮，朱君，石云峰，陈超，李婷，刘团团，
申请(专利权)人：中国辐射防护研究院，
类型：发明
国别省市：