离子型稀土矿放射性核素迁移及处理研究进展

离子型稀土矿伴生一定量的铀、钍等天然放射性核素。采用原地浸矿工艺提取稀土时,部分放射性核素与稀土元素一同浸出,并随着稀土的冶炼过程富集在多种工序产生的废渣中,使得铀、钍、镭的放射性活度浓度大于1000 Bq·kg^-1,属于低放射性废渣。随着渣量的不断增加,该类低放射性废渣的安全处置已成为困扰行业发展的难题。本文阐述了中国对放射性辐射环境管理、放射性废物存储及处理要求的发展过程,总结了放射性核素铀、钍、镭在离子型稀土矿冶炼过程中的迁移富集规律,综述了溶剂萃取法、吸附法处理含放射性废水以及废渣资源化、减量化处理等方面的研究进展,分析了离子型稀土矿放射性核素处理存在的问题,最后提出了在放射性核素的源头减量化、废渣资源化、残渣安全化处置等方面的一些技术发展建议。     

P507与N235混合溶剂的稳定性及对NdCl3的协萃效应

稀土萃取分离过程皂化产生的含盐废水严重污染环境。利用P507萃取稀土离子、N235萃取酸的特性,设计了P507-N235双溶剂无皂化稀土萃取体系,研究了双溶剂有机相的稳定性及对Nd3+的协萃效应。P507与N235混合时发生放热现象,红外光谱分析显示其特征峰发生了变化,但32次萃取-再生后的混合萃取剂的化学结构稳定;P507与N235对Nd3+具有显著的协萃效果,形成的萃合物为REA3.(R3N.HA).3R3NHCl。研究结果为无皂化稀土萃取分离新工艺开发提供了依据。     

LEWATIT TP 207螯合树脂对硫酸盐介质中La(Ⅲ)的吸附及其机制

为了达到从稀土浸出液中富集回收稀土的目的,研究了LEWATIT TP 207树脂对硫酸盐介质中La(Ⅲ)的吸附性能及机制。通过静态吸附实验,考察了反应时间、La(Ⅲ)初始浓度、p H值等因素对树脂吸附性能的影响;并对树脂吸附La(Ⅲ)的动力学和热力学特性进行了研究。结果表明:p H值为4.00是硫酸盐介质中La(Ⅲ)的较优吸附条件,树脂的静态饱和吸附容量为121.93 mg·g~(-1)。吸附过程遵循Langmuir吸附等温方程,其相关系数为1.00。准一级吸附动力学模型能够很好地拟合LEWATIT TP 207树脂吸附La(Ⅲ)的过程,当La(Ⅲ)初始浓度为10 mmol·L~(-1)时,其相关系数为0.98。热力学参数表明:在293 K时吸附过程可自发进行,且是一个吸热、熵增的过程(ΔH=5.00k J·mol~(-1),ΔS=23.75 J·mol~(-1)·K~(-1),ΔG_(293)=-1.96 k J·mol~(-1))。红外光谱分析表明:树脂吸附La(Ⅲ)的过程为化学吸附,树脂功能基中C=O的O原子以及氨基中的N原子均与La~(3+)发生配位反应。     

复合沉淀剂制备高质量碳酸镧及氧化镧的研究

为满足稀土工业生产对环保、经济的沉淀剂及沉淀技术的需求,以氯化镧料液为原料,碳酸氢钠和碳酸钠为复合沉淀剂制备了碳酸镧和氧化镧。研究了加料方式、复合沉淀剂配比、反应温度、料液浓度、料液及沉淀剂的流量、沉淀过程pH值范围、添加晶种等因素对碳酸镧形貌、粒度及氧化镧中Cl~-,Na₂O含量和稀土总量(REO)等理化性能的影响,运用SEM、粒度分析、XRD等手段对碳酸镧或对应氧化镧形貌、粒度进行了表征。结果表明,控制复合沉淀剂中碳酸氢钠和碳酸钠摩尔比为1∶4,反应温度30℃,料液浓度为110g·L^-1,料液流量为6.0mL·min^-1,沉淀过程pH值为4.0～4.5,在添加适量碳酸镧晶种和并流加料的条件下,可获得易沉降,粒度D50为23.46μm,形貌为片状堆叠成的类球形La₂(CO₃)₃·8H₂O晶体;灼烧后氧化镧产品稀土总量为99.62%,Cl~-和Na₂O含量分别为0.01%和0.001%,达到国家标准GB/T415...     

络合法除P507-N235体系中铁的研究

因铁离子具有强烈的水解倾向及易与其他离子形成配合物的性质,在溶剂萃取体系中的存在形式极为复杂。在稀土萃取体系中,采用P204或N235除铁,经盐酸反萃后,有机相中铁的反萃率较低,不能深度除去,影响萃取剂的萃取性能。而在P507-N235盐酸萃取体系中,Fe3+在低酸度下可被P507萃取,在高酸度下形成Fe Cl-4配合物被N235萃取,萃取率达99%以上,且难被反萃下来。研究采用草酸和EDTA络合法除去有机相中的铁,结果表明:草酸络合法除铁率较低,较难用草酸络合法将有机相中的铁反萃下来;在温度25℃、反萃时间14 min,相比1∶1的条件下,用EDTA络合法除铁,铁的反萃率可达97.51%,经4次错流反萃后,可将有机相中铁的浓度降至0.002 g·L-1,达到深度除铁的目的。