强碱性阴离子树脂对铀的循环吸附-淋洗性能及动力学分析

采用201×7强碱性阴离子树脂,通过固定床动态吸附试验,考察了循环吸附次数、吸附原液浓度、吸附原液流量等因素对树脂吸附铀穿透时间与饱和容量影响;开展树脂对铀的动态循环吸附-淋洗-转型试验,采用电感耦合等离子体质谱仪(ICP-MS)和工艺矿物学参数测试系统(MLA)对吸附前后树脂的表面进行表征和分析,测试饱和树脂与贫树脂杂质元素含量,探讨树脂“中毒”的物理化学机理以及有效的解毒方式;理论推导出树脂吸附铀动力学模型,并对试验数据进行拟合,验证模型的精确度。结果表明:循环吸附次数、吸附原液浓度、吸附原液流量等因素对树脂吸附穿透时间与饱和容量有较大影响。当动态循环吸附-淋洗-转型次数达到10次时,树脂表面和孔隙积累了沉淀物,功能基团上积累PO_(4)^(3−)、Mo、SiO_(2)等杂质元素,造成树脂“中毒”,树脂吸附饱和容量降低了13.7%,淋洗峰值降低了28.9%;树脂“中毒”主要是沉淀物堵塞树脂通道造成功能基团物理失效,以及亲基性杂质元素占据功能基团造成功能基团化学失效。NaOH“解毒”树脂后,树脂饱和容量较解毒前提高了9.9%,树脂的淋洗率达到99.8%,树脂具有较强的稳定性。理论推导出的固定床吸附动力学模型能很好地描述树脂吸附铀的动力学过程,拟合精度高。