某铀尾矿库渗滤液综合处理工艺研究.pdf
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1、第 卷第期 年月铀矿冶 收稿日期:基金项目:湖南省中央引导地方科技发展资金项目()。第一作者简介:蒋树武(),男,湖南衡阳人,本科,高级工程师,主要从事铀纯化转化工艺及设备研究。某铀尾矿库渗滤液综合处理工艺研究蒋树武(中核二七二铀业有限责任公司,湖南 衡阳 )摘要:针对含铀、锰、氨氮等多种污染物的铀尾矿库渗滤液,采用离子交换法回收铀、电絮凝除重金属和气膜回收氨氮工艺进行综合回收处理。验证了离子交换法回收铀的效果;考察了电絮凝法在不同原水、曝气时间和电絮凝时间等条件下,对铀、锰等重金属离子的去除效果;研究了在不同氨氮浓度下,气膜对废水中氨氮的分离效果。结果表明,树脂对铀的一级去除率可达 ;在不调
2、整原水()和不曝气的条件下,电絮凝效果较好,电絮凝 出水中的铀和锰质量浓度分别降至 和 ;当原水中氨氮质量浓度低于 时,经过气膜一次处理对氨氮的去除率大于,出水氨氮质量浓度降至 。该渗滤液综合处理工艺可实现铀和氨氮的回收,以及多类污染物的达标。关键词:尾矿库;渗滤液;含铀废水;氨氮废水;重金属;离子交换;电絮凝;气膜中图分类号:;文献标志码:文章编号:()犇 犗 犐:某尾矿库产生的渗滤液因含铀、锰、氨氮等污染物,需要处理达标后外排。该渗滤液属于低浓度含铀废水,常用低浓度含铀废水的处理方法主要有吸附法 、萃取法 、混凝沉淀法、蒸发浓缩法 等。在处理规模较大时,大部分处理方法均面临成本较高的问题。
3、针对含低浓度铀、锰等重金属离子以及氨氮的废水,采用树脂交换法,可同时实现铀的去除与回收。利用经过特殊设计的离子交换树脂对铀离子进行选择性地回收,然后对树脂进行洗脱再生可得到较高浓度和纯度的含铀溶液。树脂吸附法具有效率高、操作简单、选择性较强等特点。采用电絮凝沉淀法,可去除水中的重金属离子、悬浮固体、乳化有机物等污染物,电絮凝沉淀法具有效率高、易于自动化控制、成本低的优点。采用气膜法,可进行氨氮的去除与回收。气膜法是采用疏水性中空纤维膜作为氨氮废水和稀硫酸的屏障,疏水性使其在两相间提供一层很薄的气膜结构,此气膜结构只允许气体通过,使废水中的游离氨扩散通过气膜后进入吸收液侧,被酸吸收而脱除 ,进而
4、实现去除废水中氨氮的目的。针对含铀、锰、氨氮等污染物的铀尾矿库渗滤液,先采用树脂吸附法回收铀,再采用电絮凝法处理铀、锰等重金属离子,然后再采用气膜法对废水中氨氮进行回收,实现对水中多类污染物的回收和去除,及废水的达标排放。试验部分 原水与试剂原水为某铀尾矿库渗滤液,各项指标检测结果见表。试验所需试剂均为分析纯。表原水各项指标犜 犪 犫 犾 犲犞 犪 狉 犻 狅 狌 狊 犻 狀 犱 犻 犮 犪 狋 狅 狉 狊狅 犳 狉 犪 狑狑 犪 狋 犲 狉指标()()氨氮()()()()()()范围值 试验水样 因渗滤液成分波动较大,本次原水中氨氮浓度较低。因此,试验过程中针对氨氮污染因子,采用试验水样补加
5、浓氨水来配制不同氨氮浓度的废水进行试验。取一定量原水添加不同用量的浓氨水,再用氢氧化钠调节 至,中速滤纸过滤后得到气膜试验用氨氮废水。氨氮废水检测结果见表。表氨氮废水成分犜 犪 犫 犾 犲犆 狅 犿 狆 狅 狊 犻 狋 犻 狅 狀狅 犳犪 犿犿 狅 狀 犻 犪狀 犻 狋 狉 狅 犵 犲 狀狑 犪 狊 狋 犲 狑 犪 狋 犲 狉水样氨氮()()氨氮废水 氨氮废水 氨氮废水 氨氮废水 试验设备玻璃交换柱:内径 、长度 的砂芯玻璃柱。电絮凝装置:阳极极板为铁板,阴极极板为不锈钢板,电解槽腔室容积为,极板尺寸为 ,极间距为。气膜回收 氨 氮 装 置:管 式 气 膜,气 膜 外 径 、高 。试验方法与步
6、骤 树脂吸附除铀试验取一定量的树脂装入玻璃交换柱中,然后将过滤后的水样以一定的流速从柱顶部通入玻璃交换柱,从底部收集吸附尾液,进行检测。电絮凝除重金属试验试验用电絮凝装置,电流密度为。每次试验取不同 的水样置于电化学装置中,通过泵使水样在装置内循环。分别在开启电源、时取 样 ,同时将电絮凝处理后的水样进行曝气和不曝气处理,分析水样成分。其中,曝气时采用曝气泵在 的曝气量下曝气一定时间,以氧化水中的亚铁离子,进一步提高絮凝沉淀效果。气膜回收氨氮试验用磁力泵将 的稀硫酸泵入 气膜设备(设计通量 )的一侧管路,循环。分别取表中的氨氮废水,用磁力泵将其按 的流速泵入 气膜设备的另一侧管路;并从该侧管路
7、出口收集出水,待氨氮废水全部进完后,将出水混合,取样检测。试验结果与讨论 树脂吸附除铀试验分别取 的 (季铵型)或 (吡啶型)阴离子树脂装入玻璃交换柱中,将表所述原水水样按 流速从交换柱顶部通入柱中进行吸附除铀,从交换柱底部收集吸附尾液(不循环),共收集 的一次吸附尾液,检测结果见表。表树脂吸附除铀试验结果犜 犪 犫 犾 犲犚 犲 狊 狌 犾 狋 狊狅 犳狌 狉 犪 狀 犻 狌 犿狉 犲 犿 狅 狏 犪 犾 犫 狔狉 犲 狊 犻 狀犪 犱 狊 狅 狉 狆 狋 犻 狅 狀项目()()氨氮()()()()()原水 吸附尾液 吸附尾液 从表可 得 出,利 用 和 树 脂 吸 附 铀,树 脂 对 铀
8、的 吸 附 率 分 别 达 和 ,吸附尾液铀质量浓度远低于 的排放要求。同时,树脂对原水中氨氮和锌、锰等重金属基本没有吸附效果,说明 和 树脂在该类水质中对铀选择性较好。对铀吸附饱和的树脂,用酸化氯化钠溶液进行洗脱再生,可得到高浓度含铀溶液,返回生产回收铀。电絮凝除重金属试验 原水狆 犎和电絮凝时间对重金属去除效果的影响采用 电絮凝装置,分别用不同 的原水,在电絮凝一定时间后,取样曝气 ,过滤,分析滤液中铀和锰含量,检测结果见表。根据表得到不同原水 和电絮凝时间时的出水铀质量浓度变化趋势(图)。铀矿冶第 卷表不同原水狆 犎下电絮凝试验结果犜 犪 犫 犾 犲犈 犾 犲 犮 狋 狉 狅 犳 犾 狅
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- 尾矿 渗滤 综合 处理 工艺 研究
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