鈾礦冶廢水主要來(lái)自礦石開(kāi)采和鈾礦加工兩局部，包括礦坑水、吸附尾液、樹(shù)脂洗水、沉淀母液等。依據(jù)浸出介質(zhì)的差別，可分為酸性和堿性廢水，酸性廢水除含有鈾、釷、鐳等放射性核素外，還含有汞、鎘、砷、鉛、銅、鋅、錳等非放射性核素；堿性廢水由于碳酸鹽選擇性溶解作用，鐵、鋁、鈦等簡(jiǎn)直不被溶解，浸出液僅含有少量的鉬酸鹽、硅酸鹽、釩酸鹽、磷酸鹽和碳酸鹽配合物。放射性核素釷在堿浸過(guò)程中也是不溶的，而鐳則溶解1.5%～3.0%。因而關(guān)于堿法浸出的鈾礦山來(lái)說(shuō)，廢水的主要污染物為放射性核素鈾和鐳。

　　某鈾礦山采用堿法浸收工藝，現(xiàn)有工藝廢水主要由礦井水、吸附尾液、沉淀母液和樹(shù)脂洗水四局部組成。廢水采用軟錳礦除鐳—三氯化鐵絮凝沉淀除鈾工藝處置。由于負(fù)載樹(shù)脂采用堿性氯化鈉溶液淋洗工藝，貧樹(shù)脂不轉(zhuǎn)型，形成廢水中Cl-濃度較高。廢水中CO32-和Cl-共存，現(xiàn)有廢水處置系統(tǒng)除鈾效果差，難以完成達(dá)標(biāo)排放。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)研討，提出了石灰堿化—硫酸亞鐵中和—氯化鋇除鐳—污渣循環(huán)處置堿性廢水的工藝流程。

　　1、實(shí)驗(yàn)局部

　　1.1 廢水來(lái)源及組成

　　實(shí)驗(yàn)廢水為某鈾礦山礦井水、吸附尾液、沉淀母液、負(fù)載樹(shù)脂洗水的混合廢水，其主要成分見(jiàn)表1。

　　1.2 實(shí)驗(yàn)辦法

　　取廢水0.5L，參加質(zhì)量分?jǐn)?shù)50%的石灰乳調(diào)理pH至12以上，漿體過(guò)濾，剖析濾液中U和CO32-質(zhì)量濃度;然后向?yàn)V液參加硫酸亞鐵攪拌2h，再添加氯化鋇繼續(xù)攪拌0.5h，沉降廓清后測(cè)定上清液的U質(zhì)量濃度和Ra活度濃度。

　　1.3 剖析辦法

　　用釩酸銨滴定法測(cè)定常量鈾；2-(5溴代-吡啶偶氮)-5-二乙胺基苯酚分光光度法測(cè)定微量鈾；用氡射氣法測(cè)定鐳；用EDTA規(guī)范溶液滴定法測(cè)定鈣；用規(guī)范鹽酸溶液滴定法測(cè)定CO32-。

　　2實(shí)驗(yàn)原理

　　堿性廢水的主要污染物為鈾和鐳，CO32-與UO22+配合才能強(qiáng)(k=2×1018)，生成的UO2(CO3)34-比擬穩(wěn)定，使得鈾難以被吸附載帶除去。因而，應(yīng)先消弭CO32-的配協(xié)作用，用Ca(OH)2將CO32-和HCO3-定量轉(zhuǎn)變?yōu)?/span>OH-，并生成CaCO3沉淀而除去，主要反響為

　　硫酸亞鐵相比硫酸鐵價(jià)錢低廉，選其作為中和劑，Fe2+在空氣作用下氧化水解生成Fe(OH)3沉淀，并遲緩釋放出酸而中和多余的OH-，使廢水到達(dá)外排pH規(guī)范;生成的Fe(OH)3沉淀帶正電，對(duì)鈾酰配合離子有較好的吸附作用，到達(dá)深度除鈾目的。另外，硫酸亞鐵的參加補(bǔ)充了除鐳工序所需的SO42-。主要反響為

　　參加氯化鋇與廢水中SO42-反響生成BaSO4沉淀，由于Ra2+與Ba2+離子半徑相近，在生成BaSO4沉淀過(guò)程中，Ra2+進(jìn)入晶格構(gòu)成Ba(Ra)SO4共沉淀。主要反響為

　　3、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論

　　3.1 石灰用量對(duì)除CO32-的影響

　　參加不同用量石灰去除廢水的CO32-，測(cè)定濾液U、CO32-和Ca2+質(zhì)量濃度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表2。

　　從表2看出：石灰去除CO32-的同時(shí)，生成CaCO3沉淀將大局部鈾載帶下來(lái)，減輕了后續(xù)工序深度除鈾的擔(dān)負(fù)。以將ρ(CO32-)降至20mg/L以下為最小劑量，肯定Ca(OH)2的最小用量為1.1倍化學(xué)計(jì)量。

　　3.2 硫酸亞鐵用量對(duì)除鈾的影響

　　石灰用量為化學(xué)計(jì)量的1.1倍，參加不同用量的FeSO4·7H2O實(shí)行中和實(shí)驗(yàn)，測(cè)定上清液pH和鈾質(zhì)量濃度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表3。

　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明：隨FeSO4·7H2O用量增加鈾濃度逐步降低，當(dāng)其用量到達(dá)2.0g/L時(shí)，鈾質(zhì)量濃度低于0.05mg/L，到達(dá)了廢水排放規(guī)范。綜合思索外排廢水pH請(qǐng)求，FeSO4·7H2O質(zhì)量濃度需大于5.0g/L。

　　3.3 氯化鋇用量對(duì)除鐳效果的影響

　　硫酸亞鐵中和廢水使pH降至8左右，然后參加不同量的氯化鋇實(shí)行攪拌，剖析濾液鐳活度濃度，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表4。能夠看出，隨鋇鹽用量的增加廢水鐳活度濃度逐步降低，當(dāng)其質(zhì)量濃度到達(dá)60mg/L時(shí)，廢水鐳活度濃度可降至0.65Bq/L。因而，應(yīng)用石灰堿化—硫酸亞鐵中和—氯化鋇除鐳工藝處置廢水，氯化鋇質(zhì)量濃度用量為60mg/L，處置后廢水可達(dá)標(biāo)排放。

　　3.4 廢水處置考證實(shí)驗(yàn)

　　對(duì)工業(yè)廢水處理效果實(shí)行綜合考證實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)條件：Ca(OH)2用量為化學(xué)計(jì)量1.1倍，FeSO4·7H2O質(zhì)量濃度2.0g/L，氯化鋇質(zhì)量濃度60mg/L，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表5。

　　廢水處置平行實(shí)驗(yàn)結(jié)果標(biāo)明，處置后廢水鈾質(zhì)量濃度都低于0.05mg/L，鐳均勻活度濃度為0.48Bq/L，均低于廢水排放規(guī)范。

　　3.5 污渣循環(huán)減容實(shí)驗(yàn)

　　硫酸亞鐵中和產(chǎn)生的污渣體積較大，主要緣由為污渣含水率太高。污渣含水由空隙水、外表吸附水、毛細(xì)水和內(nèi)部水4局部組成，其中空隙水約占70%。顯然，要使污渣減容主要是脫除空隙水。向石灰堿化得到的濾液中依次參加硫酸亞鐵、氯化鋇實(shí)行攪拌，然后靜置約22h，丈量漿體體積，傾出上清液，完成一個(gè)循環(huán)。下一循環(huán)補(bǔ)加石灰堿化濾液至前一個(gè)循環(huán)得到的漿體中，反復(fù)上述操作過(guò)程，實(shí)驗(yàn)結(jié)果見(jiàn)表6。

　　表6結(jié)果標(biāo)明，采用污渣循環(huán)的辦法，污渣之間的空隙水不時(shí)地脫除，使?jié){體體積明顯減少，且污渣沉降速度加快，有利于過(guò)濾操作和完成槽式排放，7個(gè)循環(huán)后得到的污渣產(chǎn)量為5.7g/L。循環(huán)后廢水pH降落，可思索減少FeSO4·7H2O用量，節(jié)約廢水處置本錢。

　　4、結(jié)論

　　1)采用石灰堿化—硫酸亞鐵中和深度除鈾—氯化鋇除鐳—污渣循環(huán)減容工藝可使廢水中鈾質(zhì)量濃度降至0.05mg/L以下，鐳活度濃度降至1.0Bq/L以下，處置后的廢水可達(dá)標(biāo)排放。

　　2)依次采用了石灰、硫酸亞鐵、氯化鋇三種沉淀劑，其中石灰堿化除去大局部鈾，而硫酸亞鐵兼有中和、深度除鈾、補(bǔ)充除鐳所需SO42-和抑止沉淀物返溶4種功用，使堿性含鈾廢水處置效果到達(dá)最佳。

　　3)漿體循環(huán)操作可改善污渣過(guò)濾與沉降性能，提升工藝設(shè)備處置才能。