科创项目| 磷酸锆核级树脂的技术与应用 为全球放射性废水处理贡献中国力量

2023-02-15 09:29 四川科技报记者 陈兰 2380 点击

在我们的传统认知中,一种特定的材料往往只具备某种特定的属性。也正因如此,这种材料只能在某一个或少数领域得以应用,不具备更广的通用性。那么,有没有可能研发出一种同时拥有多种属性,且可以应用于多个领域的新型材料呢?一直以来,全世界范围内的科学家们都在探索如何解决这一问题。

磷酸锆作为一种新型的多功能材料,在材料学、化学、光学、电子学、环境学、医学等诸多领域具有巨大的应用价值。磷酸锆具有层状化合物的共性,化学稳定性高,既具有像离子树脂一样的离子交换功能,又具有像沸石一样的择形吸附和催化性能,具有较高的热稳定性、耐酸碱性和机械强度,在水处理、催化剂领域应用广泛。

四川亩心新材料科技有限公司就是一家集研发、生产、加工、销售于一体的新材料科技型企业,其中,该公司的磷酸锆核级树脂产业在新材料领域迅速崛起。

随着我国《2030年前碳达峰行动方案》的推进,原子能事业的发展成为必然趋势,产生的放射性废水的数量和种类也越来越多,它们对环境的潜在威胁也在日趋严重。铀矿及其原态放射性废物、污染物中所含的放射性总量占99%以上,对环境的污染最为严重,如果不加以严格控制和妥善处理,会造成严重的危害。

“龙江铀矿自1994年因国家政策调整停产后直至2016年正式关停,经历停产、残矿回收、再关停等历程,退役治理工作长期未能实施,周边村民诉求日渐强烈,矿区关停后现场维护能力曾严重不足。自1947年开始国内外专家发现ZrP能从裂变产物中分离铀以来,加之它对辐射、高温和大多数化学药剂的作用的稳定性而受到重视,对其进行了大量的研究工作。经过ZrP复合树脂处理能有效除去过滤水中放射性废物和污染物。于是,我们与生态环保部西南核与辐射安全监督站、四川省辐射环境管理检测中心站、成都理工大学核技术与自动化工程管理学院共同成立项目组,针对龙江铀矿加快退役治理以及加强现场管理和汛期应急准备工作等。”四川亩心新材料科技有限公司总经理曹洋介绍道。

众所周知,核电站在运行、维修和后处理过程中,会产生大量的放射性废水。因此,放射性废水的处理、处置方法变得非常重要,也已成为研究和开发的热点。

“放射性废水的处理方法非常多,主要包括离子交换、蒸发、膜技术和吸附法等。”采访中,曹洋详细为记者介绍,其中,离子交换法基于表面活性基团可以实现交换、选择、吸附和催化等功能,在工业高纯水制备、生物工程、医药卫生和冶金行业等领域都得到广泛使用。离子交换树脂的种类非常多,可以是阳离子型的、阴离子型的、两性的、凝胶型和大孔型的,也可以是聚合物型的或是无机型的。在这些众多的离子交换树脂中,磷酸锆离子交换树脂是最有望用于从放射性废水中分离重金属元素,特别是137Cs、90Sr的无机材料之一。因此,磷酸锆材料是放射性核素离子处理与处置潜在的优异材料,在核环境治理方面具有广阔的应用前景和社会价值。“本次参会,我们公司也带来了磷酸锆核级树脂的技术与应用项目作推广及接洽。”

该项目的成功应用将为全球放射性废水处理贡献中国力量。但是,曹洋直言项目入选第二届“科创会”,离不开德阳绵竹市科协的鼎力相助,也离不开绵竹市天府科技云服务中心“科服保姆”孙玉祥的帮助。

“我们入驻‘天府科技云’平台后,孙老师利用科协的资源优势,为企业对接研究所、高校的对口教授,包括国内一些环境治理、污水治理领域的院士。”曹洋直言这个过程孙老师非常辛苦,“很多看似对口的专业其实与企业的核心业务还是有所差别,有时会反反复复的联系很多科研院所、高校,但也确实是孙老师的用心服务,才促成了科技成果的转移转化。”

据悉,自开展天府科技云服务工作以来,绵竹市科协及绵竹市天府科技云服务中心按照四川省科协、德阳市科协的指示精神、任务部署,不折不扣地完成了各大板块项目。特别是在为企业服务方面,“科服保姆”积极走访企业400余家,并在高新区、德阳国家农业科技园区、德阿产业园区等地举办多场线上线下的“天府科技云”平台培训;与工信局、农业农村局、市场监管局等配合走访,征集企业、个体户所能所需;并积极通过农技协面向种植协会、养殖协会、合作社、家庭农场收集所能所需,通过与企业合作建设行业科技成果转移转化平台,深度挖掘特定行业科技成果,促成了一批科技成果的有效转化。

“通过‘天府科技云’的‘科技服务’赋能,使得绵竹市的企业科技研发不再仅仅依靠企业自身资源,可利用的外部资源变得更加丰富、多元,有更多的机会同高校、国企、知名企业、龙头企业、科研院所等进行深度战略合作,对绵竹企业发展、科技进步、创新、科技成果转移转化有着深远影响。”孙玉祥见证了“天府科技云服务”深入绵竹后的蜕变。他说:“‘学无止境、责任担当’,可以用这八个字来概括参与到‘保姆式’服务中的认识,参与的项目越多发现自己需要不断学习的知识也越多,同时对科技工作者、企业的责任也越重,必须肩负起对祖国科技发展的使命担当。”

“真的非常感谢科协对我们团队给予的帮助,通过专家指导,我们的项目更加完善。”下一步,四川亩心新材料有限公司也将通过该项目的顺利实施,为实现“碳达峰、碳中和”目标贡献智慧和力量。

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