本发明专利技术提供的是一种以白泥和油页岩灰为原料制备铀吸附剂和固化剂的方法。（1）将油页岩灰渣粉碎，加入钠盐，煅烧制得产物A；（2）向产物A加入HCl提取金属离子，提取液制得产物B，残渣制得产物C；（3）将白泥煅烧，煅烧过程中产生的CO2制备Na2CO3，固形物为产物D；（4）通调整并控制溶液中三价和四价金属离子总摩尔数与二价金属离子总摩尔数之比，调整pH=5时加入步骤（3）的制备Na2CO3，进一步溶调整液pH=5-12，得铀吸附剂E，回收滤液中的NaCl作为步骤（1）中的原料；(5)产物C产物和D混合，添加水反应得到铀固化剂F。本发明专利技术实现多种废物的“无害化”、“资源化”和“功能化”，产品对于含铀废水处理能力强。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供的是一种。（1）将油页岩灰渣粉碎，加入钠盐，煅烧制得产物A；（2）向产物A加入HCl提取金属离子，提取液制得产物B，残渣制得产物C；（3）将白泥煅烧，煅烧过程中产生的CO2制备Na2CO3，固形物为产物D；（4）通调整并控制溶液中三价和四价金属离子总摩尔数与二价金属离子总摩尔数之比，调整pH=5时加入步骤（3）的制备Na2CO3，进一步溶调整液pH=5-12，得铀吸附剂E，回收滤液中的NaCl作为步骤（1）中的原料；(5)产物C产物和D混合，添加水反应得到铀固化剂F。本专利技术实现多种废物的“无害化”、“资源化”和“功能化”，产品对于含铀废水处理能力强。【专利说明】
本专利技术涉及的是一种铀吸附和固化材料制备方法，也涉及油页岩加工后工业废物综合利用和放射性废液处理材料的制备方法。
技术介绍
应用工业废物生产含铀废水吸附剂和铀固化剂，既可实现工业废物的无害化、资源化处理，又可降低吸附剂的生产成本，实现社会环境效益和经济效益的双赢，因此该研究对于能源和环保方面具有重要的研究价值和广阔的应用前景。目前的研究主要集中在以单一废物为原料加工含铀废水处理材料，其不足之处主要体现在:一、由于单一废物受到其特定原始成分和含量的限制，其技术方案不具有“实用性”。例如油页岩灰为原料制备类水滑石铀吸附剂。只有特殊的天然油页岩的灰分才满足制备类水滑石的基本条件:二价三价离子摩尔比介于2和4之间。二、以单一废物为原料加工含铀废水处理材料产品种类单一，应用范围窄。例如尽管通过补加化学试剂的方式可以调整离子比例制备类水滑石，但是该类吸附材料仅在弱酸条件下(pH值介于4和6之间)表现较好吸附性能，难以系统地满足含铀废水处理要求。三、以单一废物为原料加工含铀废水处理材料，容易产生了二次固体废物。应用单一废物为原料加工含铀废水处理材料，由于产品单一，通常具有该项性能的组分仅工业废物中的部分成分，对于剩余材料缺少有效的处理办法，因此容易造成二次污染。同样以油页岩灰为原料制备类水滑石铀吸附剂为例，制备类水滑石只利用其中的金属离子，而对于占有总质量50%以上的Si02的组分没有被充分利用，产生了二次废物。本专利技术所涉及的原材料及目标产物研究现状为:1.油页岩灰研究现状:油页岩储量巨大，被普遍认为是石油和天然气的重要替代能源。然而油页岩灰渣是加工利用过程中的最主要的副产物，数量巨大，不仅占用了大量的土地，而且会造成严重的环境污染。我国油页岩矿物成分以石英、高岭石、伊利石为主，因此油页岩灰其主要成分是SiO2和以氧化铝为主的金属氧化物，此外还含有Fe203、CaO、MgO等。长期以来一直被用来作水泥，轻质砖的工业原料。近年来，回收油页岩灰中的金属，实现有限资源的有效利用，复合减排增效的循环经济理念，以油页岩灰渣为原料先后制备Y-A100H、Y-Al2O3和a-Al203等产品，为油页岩灰的进一步资源化利用奠定了实验基础。与本项研究最相关的现有技术:Lina Miao等人的从油页岩灰中提取招粉(PowderTechnology207 (2011) 343 - 347)。该项研究通过优化提取工艺，以硫酸为提取液，对于以石英和偏高岭土为主要成分的油页岩灰中的硅铝分离。2.白泥研究现状:白泥是造纸生产过程中产生的主要工业废物，每生产It粗浆要产生近0.5t白泥，因此白泥数量巨大。其主要成分以CaCO3XaSO4、CaCl2等钙盐为主，还有少量的Si02。从自泥的主要成分也不难得出白泥都呈强碱性(一般为10左右)。不仅占用了大量的土地，而且会造成严重的环境污染。3.铀处理材料研究现状:核能是当今世界解决能源短缺的重要途径，然而随着核工业的快速发展，产生的含铀放射性废水越来越多。由于铀的半衰期、高放射性及生物毒性，含铀工业废水已经成为一种长期的潜在的环境危害物。我们已经应用化学试剂制备Ca-Al 插层结构的铀吸附材料(Chemical Engineering Journal218 (2013) 295 - 302)，并取得了较好的吸附效果。但不足之处主要集中在以化学试剂为原料生产成本高，而且仅使用于在弱酸条件下(pH值介于4和6之间)有较好的吸附效果。水化硅酸钙是另外一类重要的含铀工业废水处理原料，该类物质在中性和碱性条件下具有非常好的铀吸附和固化能力，据报道(Radiochim.Acta92 (2004) 645):水化硅酸钙对于铀的吸附分配比(sorption distribution ratio)介于30000-150000L/kg之间。DAVIDR等人在上个世纪60年代就对以石英和煅烧后的碳酸钙为原料水化硅酸钙的合成进行了较为深入的研究，半个多世纪以来，碳酸钙煅烧后生成的氧化钙为已经成为了水化硅酸钙制备的主要钙源。通常以石英、白炭黑和硅酸钠为硅源。在制备方法研究方面除了传统的水热合成，最新报道(J.Mater.Chem.A, 2013, I, 10318 - 10326)采用微波辅助方法可以大幅度缩短反应时间，并获得较好的结晶度。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种经济环保，所得产品对于含铀废水处理能力强的。本专利技术的目的是这样实现的:(I)将油页岩灰渣粉碎研磨至200目，加入油页岩灰渣质量40-100%的钠盐作为助熔剂，在1000-1200K煅烧3-10h，风干，制得产物A ；(2)按照每克产物A加入2-5mL的比例，向产物A加入2-8MHC1，在333-573K剧烈搅拌条件下提取金属离子，提取3-10h，提取液和残渣分离，研磨粉碎残渣；重复3-10遍如下操作:向残渣加入2-8MHC1，在333-573K剧烈搅拌条件下提取金属离子，提取3_10h，提取液和残渣分离，研磨粉碎残渣；合并提取液，制得产物B ;最终残渣用40-60%H2S04在353-393K剧烈搅拌下清洗，制得产物C ；(3)将白泥1173-1273K煅烧3-10h，煅烧过程中产生的0)2用NaOH回收，制备Na2CO3 ；白泥煅烧后的固形物为产物D，产物D在隔绝CO2条件下保存；(4)通过向产物B中添加产物D的方法调整并控制溶液中三价和四价金属离子总摩尔数与二价金属离子总摩尔数之比为1:4-1:2，用8MNa0H调整pH=5时加入步骤(3)的制备Na2CO3, Na2CO3的加入量为三价和四价金属离子总摩尔数的0.5-2倍，进一步溶调整液pH=5-12，搅拌IO-1OOOmin或转入水热釜中373K水热720min，过滤、洗涤、干燥即得铀吸附剂E ;通过蒸馏方式，回收滤液中的NaCl,作为步骤(I)中的钠盐原料；(5)产物C产物和D按质量比0.33-1.33比例混合，按液固质量比为10-90:1比例添加水，473-493K条件下反应1_90天，得到铀固化剂水化硅酸钙F。本专利技术还可以包括:1、所述钠盐为NaCl、Na2CO3或NaCl与Na2CO3的混合物。2、所述在333-573K剧烈搅拌条件下提取金属离子改成微波辅助333-573K条件下提取金属离子。3、将所述473-493K条件下反应1_90天改成微波辅助反应10小时。通过本方法制备铀吸附材料E具有良好的铀吸附性能，在293-343K条件下，最大铀吸附容量大于100mg/g。通过本方法制备铀处本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王君，张宏森，刘琦，刘婧媛，宋大雷，丁明惠，张斌，
申请(专利权)人：哈尔滨工程大学，
类型：发明
国别省市：
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