磷酸锆-磷钼酸铵复合离子交换剂提取铯

137Cs235u长寿命裂变产物(T1/2=3017a)。目前,137Cs主要从核燃料废液中提取。主要的提取方法有:沉淀法、挥发法、萃取法和离子交换法。采用无机离子交换法从酸性强放射性溶液中提取137Cs,具有提取时间短、不污染燃料溶液,并且吸附剂耐热、耐辐照等优点。提取铯的无机离子交换剂主要有:沸石、亚铁氰化物、多价金属酸性盐、杂多酸盐等。在这些交换剂中以多价金属酸性盐—磷酸锆(ZrP)和杂多酸盐—磷钼酸铵(AMP)为代表。这两种无机离子交换剂能选择性地吸附铯。ZrP成颗粒状,可进行柱操作,但交换容量较小;AMP交换容量大,但为微晶结构的粉末状,不适合进行柱分离操作。由ZrPAMP复合的ZrPAMP复合交换剂克服了AMP不易成形和ZrP交换容量低的缺点。这种复合交换剂能克服单一交换剂的缺点,发挥各自的优点,近年来越来越受到人们的关注。在MIPR燃料溶液中,137CsCs+的形式存在,因此,本研究以非放射性的CsNO3,溶液为吸附液进行吸附研究。研究结果表明ZrP-AMPCs+的吸附容量大,并且有比较高的解吸率。

采用浸泡法合成的复合无机离子交换剂ZrPAMP机械性能好且稳定,在0.2mol/L的硝酸中对铯离子的工作交换容量高达59mg/g。用1.5mol/L HNO3-5mol/L NH4N03溶液作为解吸液,铯的回收率可达80%,并且这种交换剂多次使用后回收率稳定。ZrP-AMP的以上特点说明这种交换剂适合在酸性介质中进行铯的回收。

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