公布日：2023.12.08
申請日：2023.09.27
分類號：C02F1/42(2023.01)I;C01B4/00(2006.01)I
摘要
本發(fā)明涉及放射性廢液處理領(lǐng)域，具體涉及一種廢水中氫同位素的分離方法與應(yīng)用。一種廢水中氫同位素的分離方法，包括，將含氫同位素的廢水與含有活潑氫的離子液體混合，攪拌，分離離子液體與除氫同位素的廢水。本發(fā)明利用離子液體中的活潑氫與廢水中的氫同位素進(jìn)行置換，將廢水中氫同位素固定于離子液體中，除氫同位素的廢水可以排放或復(fù)用，本發(fā)明的分離方法流程簡單，能耗低，可以大幅度降低廢水中氫同位素濃度，實(shí)現(xiàn)廢水能夠達(dá)到排放的放射性含量達(dá)標(biāo)。
權(quán)利要求書
1.一種廢水中氫同位素的分離方法，其特征在于，包括如下步驟，將含氫同位素的廢水與含有活潑氫的離子液體混合，攪拌，分離離子液體與除氫同位素的廢水。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的廢水中氫同位素的分離方法，其特征在于，所述離子液體為疏水性離子液體或親水性離子液體中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢水中氫同位素的分離方法，其特征在于，所述疏水性離子液體為BimNtf2、EminBF4中的至少一種。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的廢水中氫同位素的分離方法，其特征在于，所述親水性離子液體為EtOHPiBF4、PyPF6中的至少一種。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的廢水中氫同位素的分離方法，其特征在于，當(dāng)所述離子液體為疏水性離子液體時，所述分離離子液體與除氫同位素的廢水的步驟為靜置、澄清、分相。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的廢水中氫同位素的分離方法，其特征在于，分離離子液體與除氫同位素的廢水的步驟中，靜置時間為12～48h。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的廢水中氫同位素的分離方法，其特征在于，當(dāng)離子液體為親水性離子液體時，所述分離離子液體與除氫同位素的廢水的步驟為加入誘導(dǎo)劑、攪拌、靜置，取上層液體加熱、降溫、過濾。
8.根據(jù)權(quán)利要求1-7任一項(xiàng)所述的廢水中氫同位素的分離方法，其特征在于，所述離子液體與含氫同位素的廢水體積比為1：1-10，所述含氫同位素的廢水中含氫同位素的濃度為20ppb～1000ppm。
9.一種如權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述的廢水中氫同位素的分離方法在核電廠、后處理廠的廢水處理上的應(yīng)用。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的應(yīng)用，其特征在于，所述氫同位素為氘、氚中的至少一種。
發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)中的對含氚廢水處理效率低、能源消耗大的缺陷，從而提供一種廢水中氫同位素的分離方法與應(yīng)用，能夠提高含氫同位素廢水的處理效率，降低能源消耗。
本發(fā)明提供一種廢水中氫同位素的分離方法，包括如下步驟，將含氫同位素的廢水與含有活潑氫的離子液體混合，攪拌，分離離子液體與除氫同位素的廢水。
所述離子液體為疏水性離子液體或親水性離子液體中的至少一種。
所述疏水性離子液體為BimNtf2、EminBF4中的至少一種。
當(dāng)離子液體為疏水性離子液體時，所述分離離子液體與除氫同位素的廢水的步驟為靜置、澄清、分相，其中，靜置時間為12～48h。
所述親水性離子液體為EtOHPiBF4、PyPF6中的至少一種。
當(dāng)離子液體為親水性離子液體時，所述分離離子液體與除氫同位素的廢水的步驟為加入誘導(dǎo)劑、攪拌、靜置，取上層液體加熱、降溫、過濾。
所述誘導(dǎo)劑為蔗糖、木糖、乳糖或己糖中的至少一種。
所述誘導(dǎo)劑的加入量為離子液體質(zhì)量的0.8倍。
上層液體加熱溫度為45-80℃。
上層液體降溫速率為4-8℃/h，直至將上層液體溫度降至25-30℃。
所述離子液體與含氫同位素的廢水體積比為1：1-10，所述含氫同位素的廢水中含氫同位素的濃度為20ppb～1000ppm。
另一方面，本發(fā)明提供的廢水中氫同位素的分離方法可以應(yīng)用于核電廠、后處理廠的廢水處理中。
可選的，所述氫同位素為氘、氚中的至少一種。
本發(fā)明技術(shù)方案，具有如下優(yōu)點(diǎn)：
1.本發(fā)明提供的廢水中氫同位素的分離方法，將含氫同位素的廢水與含有活潑氫的離子液體混合，攪拌，分離離子液體與除氫同位素的廢水。本發(fā)明利用離子液體中的活潑氫與廢水中的氫同位素進(jìn)行置換，將廢水中氫同位素固定于離子液體中，除氫同位素的廢水可以排放或復(fù)用，本發(fā)明的分離方法流程簡單，能耗低，可以大幅度降低廢水中氫同位素濃度，實(shí)現(xiàn)廢水能夠達(dá)到排放的放射性含量標(biāo)準(zhǔn)的要求。
2.本發(fā)明提供的廢水中氫同位素的分離方法，含有活潑氫的離子液體為疏水性離子液體BimNtf2或EminBF4中的至少一種，疏水性離子液體與含氫同位素的廢水混合后，氫同位素固定于離子液體中，由于離子液體的疏水性，僅需靜置混合液，即可完成離子液體與置換后的廢水的分相，得到氫同位素濃度符合標(biāo)準(zhǔn)的廢水，實(shí)現(xiàn)廢水中氫同位素的分離，處理后的廢水可以直接排放或返廠復(fù)用，尤其是離子液體BimNtf2，其內(nèi)部的95％的氫可以取代廢水中的氫同位素。
3.本發(fā)明提供的廢水中氫同位素的分離方法，含有活潑氫的離子液體為親水性離子液體EtOHPiBF4或PyPF6中的至少一種，親水性離子液體EtOHPiBF4與含氫同位素的廢水混合后，利用離子液體的親水性，氫同位素能夠隨著廢水更充分的與離子液體中活潑氫接觸，提高了對離子液體對氫同位素的置換效率，進(jìn)一步的提高了氫同位素的置換率，尤其是離子液體EtOHPiBF4，其內(nèi)部的97％的氫可以取代廢水中的氫同位素。
4.本發(fā)明提供的廢水中氫同位素的分離方法，采用過量的離子液體對含有氫同位素的廢水進(jìn)行處理，使得分離過程高效且充分，分離后得到的廢水放射性活性低，能夠達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)。
5.本發(fā)明提供的廢水中氫同位素的分離方法，具有無相變、低能耗、易放大的特性，可以在室溫下進(jìn)行，無需額外的能源消耗，投資費(fèi)用較低，并且可以有效的回收利用離子液體以及氚。
6.本發(fā)明提供的廢水中氫同位素的分離方法，工藝流程簡單，一次性投入費(fèi)用低，氫同位素分離效果好，較目前已經(jīng)存在的采用水精餾與吸附分離的方式分離氚的方法具有可觀的前景。
（發(fā)明人：劉江海;徐琰;于湉湉;馬敬;李鑫;武毓勇;翁展;陳思璠;陶耀光）
