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放射性同位素锶-90和铯-137的废水处理-离心萃取机

放射性同位素锶-90和铯-137的废水处理-离心萃取机
2022.06.17
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放射性同位素锶-90和铯-137的废水处理-离心萃取机...

  锶-90(90Sr)和铯-137(137Cs)是两种在很多领域有重要用途的两种放射性同位素。锶-90在工业上可用于X射线荧光分析仪、测厚仪、料位计、静电消除器、卷烟密度测量仪等放射性检测仪和控制仪表中的辐射源;在医学上可用于治疗角膜溃疡、黑色素瘤、皮肤癌和神经性皮炎等疾病;还可用于制做放射性核素电池,用于军事、科研、发光仪表制造及医学等领域。铯-137在工业上可用于厚度计、密度计、流量计和液位计的放射性检测仪和控制仪表中的辐射源;在农业上可用于辐射育种和食品辐照保藏等;在医学上可用于心脏扫描、辅助诊断心肌梗死及其病变、诊断甲状腺肿瘤、癌症治疗和医疗器械的杀菌等;还可以用于制作同位素电池、同位素热源、核电站事故的信号核素和放射性核素发生器,用于军事、科研、发光仪表制造及医学等领域。

  锶-90和铯-137主要来源于核武器试验和核反应堆,目前,锶-90和铯-137主要是从核反应堆乏燃料后处理厂的高放废液中分离提取获得的。

  从高放废液中提取放射性同位素锶-90和铯-137的方法有沉淀分离法、离子交换法、色谱法和溶剂萃取法。溶剂萃取法具有选择性好、回收率高、适合大规模生产、设备简单、操作方便、易实现连续化和自动化、萃取剂易于循环利用等优点,且适合于强放射性环境下使用。

  在开发出从高放废液中同时生产放射性同位素锶-90和铯-137的溶剂萃取工艺流程后,要实现连续化生产,需要连续化溶剂萃取设备,建立相应的生产系统。

  目前可用于高放废液处理的连续化溶剂萃取设备有混合澄清槽、脉冲萃取柱和离心萃取机。前两者均依靠重力分相,因而存在两相滞留量大、停留时间短、结构不太紧凑等缺陷。

  采用郑州天一萃取CWL-M系列离心萃取机从高放废液中高效生产放射性同位素锶-90和铯-137,可强化传质效果,实现连续化生产,同时获得有重要用途的高纯度的锶-90和铯-137两种放射性同位素产品。具体工艺流程如下:

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  调酸后的高放废液流入锶离心萃取机萃取段,锶萃取剂则从相反方向流入锶离心萃取机萃取段,选择性萃取高放废液中锶-90后流入锶离心萃取机洗涤段;锶洗涤剂流入锶离心萃取机洗涤段,洗涤负载在锶萃取剂上的杂质元素后流入锶离心萃取机萃取段,与已萃取完锶-90后的高放废液一起从锶离心萃取机萃取段流出;流入铯离心萃取机萃取段用于生产铯-137,经洗涤后的锶萃取剂流入锶离心萃取机反萃段;

  锶反萃剂流入锶离心萃取机反萃段,把负载在锶萃取剂上的锶-90反萃下来后,从锶离心萃取机反萃段流出得到锶-90产品;

  经反萃后的锶萃取剂从锶离心萃取机反萃段流出,再流入锶离心萃取机萃取段,循环使用;铯萃取剂流入铯离心萃取机萃取段并选择性萃取高放废液中铯-137后流入铯离心萃取机洗涤段;

  铯洗涤剂流入铯离心萃取机洗涤段并洗涤负载在铯萃取剂上的杂质元素后,流入铯离心萃取机萃取段,与已萃取完铯-137的高放废液一起作为萃残液从铯离心萃取机萃取段流出;

  经洗涤后的铯萃取剂流入铯离心萃取机反萃段;铯反萃剂流入铯离心萃取机反萃段,把负载在铯萃取剂上的铯-137反萃下来后,从铯离心萃取机反萃段流出得到铯-137产品;经反萃后的铯萃取剂从铯离心萃取机反萃段流出,再流入铯离心萃取机萃取段,循环使用。

  该系统由于采用了强大离心力分相的CWL-M系列离心萃取机,与目前其它的生产系统相比,具有两相滞留量小、停留时间短、水力学和传质性能好、达到传质平衡速度快、操作流比范围宽、设备紧凑、体积小、开停车方便且停车不破坏所建立的稳态等优点。

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