一种铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除方法

摘要

本发明涉及有机物降解技术领域，具体公开了一种铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除方法，包括以下步骤：(1)制备催化剂；(2)去除腐植酸。本方法采用硅胶负载四价钒离子型催化剂催化臭氧化降解铀矿碱性浸出液中的腐植酸，该催化剂适于在碱性体系下使用，协调臭氧降解碱性浸出液中腐植酸，提高降解效率，采用本发明的去除方法，铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除率显著提高，可达到65％‑80％。

权利要求

1.一种铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除方法，所述的铀矿碱性浸出液pH为11，腐殖酸浓度为85mg/L；

其特征在于：包括以下步骤：

步骤一：取体积V1的铀矿碱性浸出液，测定腐植酸处理前的浓度，腐殖酸为CODcr，加入双氧水，搅拌时间T4；

步骤二：加入硅胶负载四价钒离子型催化剂，搅拌时间T5；

步骤三：以速度m通入臭氧时间T6；

步骤四：测定处理后浸出液中腐植酸的浓度，腐殖酸为CODcr。

2.如权利要求1所述的一种铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除方法，其特征在于：所述的双氧水与铀矿碱性浸出液的体积比为2％-15％，搅拌时间T4为5min-60min。

3.如权利要求1所述的一种铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除方法，其特征在于：所述的催化剂与铀矿碱性浸出液的固液比为0.2％-2％，搅拌时间T5为10min-4h。

4.如权利要求1所述的一种铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除方法，其特征在于：所述的速度m为0.02L/min-0.5L/min，时间T6为1min-30min。

5.如权利要求1所述的一种铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除方法，其特征在于：所述的体积V1取值为100-500ml。

说明书

一种铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除方法

技术领域

[0001] 本发明属于有机物降解技术领域，具体涉及一种铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除方法。

背景技术

[0002] 铀矿是我国国防建设和经济建设中的一项重要战略资源。铀矿的提取工艺分为酸浸和碱浸，碱浸就是采用碳酸钠和碳酸氢钠将铀从矿石中提取出来，形成铀矿碱性浸出液。在铀矿石碱浸过程中，矿石中天然的腐植酸也同时浸出，腐植酸的存在严重影响树脂对铀的分离富集和浸出液中相关成份的测定，因此有必要去除铀矿碱性浸出液中的腐植酸。

[0003] 对于有关铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除方法，没有特别有针对性的相关文献。对于其他体系的腐殖酸的降解，有混凝法、吸附法、膜分离法、光催化氧化法和臭氧氧化法、催化臭氧化法，这些方法适用对象都是酸性或中性体系。引入某种催化剂协同臭氧氧化降解腐植酸，催化剂使臭氧产生反应活性更高的羟基自由基，从而极大提高臭氧化技术的氧化分解能力。协同氧化的催化剂通常为金属离子或金属氧化物，即三氧化二铁、二氧化锰、氧化镍、氧化钴等，使用的体系通常为酸性体系。而铀矿碱性浸出液是由碳酸钠、碳酸氢钠作为浸出液，将矿石中的铀浸出，浸出液pH约为11，因此很多的金属离子或金属氧化物催化剂中的金属易发生沉淀，失去催化性能。

[0004] 将聚合氯化铝合成在碳纳米管表面形成混凝剂，采用混凝吸附技术对天然地表水去除腐植酸，去除率达到76.035％。铀矿碱性浸出液中的腐植酸的去除若采用混凝吸附技术，混凝剂会同时混凝吸附腐植酸和铀，因此，混凝吸附技术不是铀矿碱性浸出液中的腐植酸去除的最佳方法。

[0005] 采用单独臭氧化技术处理饮用水源中的腐植酸，去除率约为70％，要求体系的pH值在6.5-7.5之间。而铀矿碱性浸出液是由碳酸钠、碳酸氢钠作为浸出剂将矿石中的铀浸出，浸出液pH约为11。因此单独臭氧化技术也不是铀矿碱性浸出液中的腐植酸去除的最佳方法。单独臭氧化技术具有很高的选择性，通常将腐植酸分解为中、小分子的中间有机产物，难以将腐植酸彻底降解为无机物。采用单独臭氧化技术，铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除率为30％-45％，腐殖酸为CODcr。

[0006] 将光催化技术和膜分离技术进行整合，采用二氧化钛作为光催化剂协同紫外光对腐植酸进行降解，然后借助平板膜进行分离。该技术对腐植酸的去除率达到70％。然而铀矿碱性浸出液中组分复杂，该装置对于铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除没有很大的应用价值。

[0007] 采用碳纳米管负载氧化铜催化臭氧化技术处理地下水、地表水中的腐植酸，去除率达到61.22％。而将铜离子溶液直接催化臭氧化铀矿碱性浸出液中的腐植酸，去除率仅为30％-45％，铜离子并未显示催化效果，原因可能在于碱性体系下铜离子沉淀，失去催化性能。

发明内容

[0008] 本发明的目的在于提供一种铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除方法，采用硅胶负载四价钒离子型催化剂催化臭氧化降解铀矿碱性浸出液中的腐植酸。

[0009] 本发明的技术方案如下：

[0010] 一种铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除方法，其特征在于：包括以下步骤：

[0011] (1)制备催化剂

[0012] 步骤一：取五氧化二钒固体溶解在还原性酸溶液中，加热搅拌，直至出现稳定的蓝色溶液为止；

[0013] 步骤二：取二氧化硅固体，加入到步骤一的蓝色溶液中，冷凝回流时间T1，交联合成回流液；

[0014] 步骤三：回流液抽滤进行固液分离，将分离出的固体在温度F1下干燥时间T2，干燥后的固体破碎研磨成细小颗粒；

[0015] 步骤四：步骤三中研磨出的固体催化剂颗粒在氮气保护下，在温度F2下煅烧时间T3，煅烧后的产物即为催化剂；

[0016] (2)去除腐植酸

[0017] 步骤五：取体积V1的铀矿碱性浸出液，测定腐植酸处理前的浓度，腐殖酸为CODcr，加入双氧水，搅拌时间T4；

[0018] 步骤六：加入催化剂，搅拌时间T5；

[0019] 步骤七：以速度m通入臭氧时间T6；

[0020] 步骤八：测定处理后浸出液中腐植酸的浓度，腐殖酸为CODcr。

[0021] 所述的五氧化二钒固体与还原性酸溶液的固液比为0.2％-10％，五氧化二钒与二氧化硅的质量比为1％-50％。

[0022] 步骤二中所述冷凝回流的时间T1为30min-5h。

[0023] 所述的还原性酸溶液为：盐酸、亚硫酸、亚磷酸中的一种，还原性酸溶液浓度为1％-100％。

[0024] 步骤三中所述的干燥时间T2为1h-24h，干燥温度F1为60℃-100℃。

[0025] 步骤四中所述的煅烧温度F2为300℃-600℃，煅烧时间T3为2h-24h。

[0026] 所述的双氧水与铀矿碱性浸出液的体积比为2％-15％，搅拌时间T4为5min-60min。

[0027] 所述的催化剂与铀矿碱性浸出液的固液比为0.2％-2％，搅拌时间T5为10min-4h。

[0028] 所述的速度m为0.02L/min-0.5L/min，时间T6为1min-30min。

[0029] 所述的体积V1取值为100-500ml。

[0030] 本发明的显著效果在于：

[0031] (1)本方法采用硅胶负载四价钒离子型催化剂催化臭氧化降解铀矿碱性浸出液中的腐植酸，该催化剂适于在碱性体系下使用，协调臭氧降解碱性浸出液中腐植酸，提高降解效率。

[0032] (2)采用本发明的去除方法，铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除率显著提高，可达到65％-80％。

具体实施方式

[0033] 下面结合具体实施例对本发明作进一步详细说明。

[0034] 一种铀矿碱性浸出液中腐植酸的去除方法，包括以下步骤：

[0035] (1)制备催化剂

[0036] 步骤一：取五氧化二钒固体溶解在还原性酸溶液中，加热搅拌，直至出现稳定的蓝色溶液为止，其中五氧化二钒固体与还原性酸溶液的固液比为0.2％-10％，还原性酸溶液为：盐酸、亚硫酸、亚磷酸中的一种，还原性酸溶液的浓度为1％-100％；

[0037] 步骤二：取二氧化硅固体，加入到步骤一的蓝色溶液中，冷凝回流时间T1，T1取值为30min-5h，交联合成回流液；

[0038] 步骤一中的五氧化二钒与步骤二中的二氧化硅的质量比为1％-50％；

[0039] 步骤三：回流液抽滤进行固液分离，将分离出的固体在温度F1下干燥时间T2，F1取值为60℃-100℃，T2取值为1h-24h，干燥后的固体破碎研磨成细小颗粒；

[0040] 步骤四：步骤三中研磨出的固体催化剂颗粒在氮气保护下，在温度F2下煅烧时间T3，F2取值为300℃-600℃，T3取值为2h-24h，煅烧后的产物即为催化剂；

[0041] (2)去除腐植酸

[0042] 步骤五：取体积V1的铀矿碱性浸出液，V1取值为100-500ml，测定腐植酸处理前的浓度，腐殖酸为CODcr，加入双氧水，双氧水与铀矿碱性浸出液的体积比为2％-15％，搅拌时间T4，T4取值为5min-60min；

[0043] 步骤六：加入催化剂，催化剂与铀矿碱性浸出液的固液比为0.2％-2％，搅拌时间T5，T5取值为10min-4h；

[0044] 步骤七：以速度m通入臭氧时间T6，其中m取值为0.02L/min-0.5L/min，T6取值为1min-30min；

[0045] 步骤八：测定处理后浸出液中腐植酸的浓度，腐殖酸为CODcr。

[0046] 一、制备催化剂实施例

[0047] 实施例一：盐酸-钒型催化剂的制备

[0048] 1)将5克五氧化二钒完全溶于300mL 5％盐酸中，加热搅拌直至出现稳定的蓝色，记为A液；

[0049] 2)称取40克二氧化硅加入到A液中，冷凝回流3h，交联合成；

[0050] 3)抽滤进行固液分离，将分离出的固体在80℃下干燥6h；

[0051] 4)干燥后的块状固体破碎研磨；

[0052] 5)将固体催化剂颗粒在氮气保护下475℃进行煅烧，煅烧时间为3h，煅烧后的产物即为1#-钒型催化剂。

[0053] 实施例二：亚硫酸-钒型催化剂的制备

[0054] 1)将5克五氧化二钒完全溶于200ml 10％亚硫酸中，加热搅拌直至出现稳定的蓝色，记为B液；

[0055] 2)称取40克二氧化硅加入到B液中，冷凝回流3h，交联合成；

[0056] 3)抽滤进行固液分离，将分离出的固体在80℃下干燥6h；

[0057] 4)干燥后的块状固体破碎研磨；

[0058] 5)将固体催化剂颗粒在氮气保护下475℃进行煅烧，煅烧时间为3h，煅烧后的产物即为2#-钒型催化剂。

[0059] 实施例三：亚磷酸-钒型催化剂的制备

[0060] 1)将0.4克五氧化二钒完全溶于200ml 20％亚磷酸中，加热搅拌直至出现稳定的蓝色，记为C液；

[0061] 2)称取40克二氧化硅加入到C液中，冷凝回流3h，交联合成；

[0062] 3)抽滤进行固液分离，将分离出的固体在80℃下干燥6h；

[0063] 4)干燥后的块状固体破碎研磨；

[0064] 5)将固体催化剂颗粒在氮气保护下475℃进行煅烧，煅烧时间为3h，煅烧后的产物即为3#-钒型催化剂。

[0065] 二、去除腐植酸实施例

[0066] 实施例四：

[0067] 1)取500ml铀矿碱性浸出液，测定其腐植酸的浓度为85mg/L，加入50ml双氧水，搅拌30min；

[0068] 2)加入4g催化剂，搅拌2h；

[0069] 3)以0.2L/min的速度通入臭氧10min；

[0070] 4)测定处理后的腐植酸的浓度为21mg/L，去除率为75.3％。

[0071] 实施例五：

[0072] 1)取500ml铀矿碱性浸出液，测定其腐植酸的浓度为83mg/L，加入25ml双氧水，搅拌45min；

[0073] 2)加入8g催化剂，搅拌2h；

[0074] 3)以0.2L/min的速度通入臭氧15min；

[0075] 4)测定处理后的腐植酸的浓度为17mg/L，去除率为79.5％。

[0076] 实施例六：

[0077] 1)取500ml铀矿碱性浸出液，测定其腐植酸的浓度为88mg/L，加入50ml双氧水，搅拌30min；

[0078] 2)加入2g催化剂，搅拌2h；

[0079] 3)以0.2L/min的速度通入臭氧15min；

[0080] 4)测定处理后的腐植酸的浓度为28mg/L，去除率为68.2％。

[0081] 实施例七：

[0082] 1)取500ml铀矿碱性浸出液，测定其腐植酸的浓度为78mg/L，加入25ml双氧水，搅拌45min；

[0083] 2)加入4g催化剂，搅拌2h；

[0084] 3)以0.2L/min的速度通入臭氧30min；

[0085] 4)测定处理后的腐植酸的浓度为20mg/L，去除率为74.3％。