選擇蛭石、粘土、NorchaPetrobondpolymer3類材料作為泵油的吸附劑，實驗研究了它們的吸附性能，包括吸附劑的吸油率、吸附速度、滲油率、體積膨脹率與抗壓能力。實驗結果表明，采用油質比為1的膨脹蛭石、油質比為0.3的云南高嶺土以及油質比為3的N910吸附泵油，3個月后的累計滲油率分別為0.482%、0.263%和0.047%，滲油率較低，并能滿足0.3MPa的壓力的要求，穩(wěn)定性能好。最后經綜合考慮，推薦采用膨脹蛭石或NorchaPetrobondN910作為含氚泵油的吸附劑。

　　隨著核科學技術的日益發(fā)展，科研生產中產生了越來越多的含氚廢物，主要包括氚化廢水、含氚廢有機溶液、氚污染固體廢物。有機物中的碳氫化合物的氫被氚通過交換而取代，從而形成了含氚有機廢液，氚處理設施運行與維護過程中產生的真空泵和葉片泵泵油即是其中一種。這樣的廢物在貯存期間是不安全的，液體中的有機物會增加水的滲透性，而且為滿足處置要求，含氚有機廢液的包裝體積非常大。另外有機廢液的高化學毒性和低閃點易燃特性，也給它們的貯存與處置增加了困難。

　　針對含氚廢泵油的處理方法主要有以下四種：(1)再處理；(2)長期貯存；(3)氧化焚燒；(4)固定和包裝。其中，將含氚廢泵油混合進或吸附到固體基材中，不僅能使油與容器壁隔離，而且能夠最小化含氚液向環(huán)境的滲透和散逸(在包裝容器可能破裂的情況下)，便于后續(xù)的廢物管理，保證廢物的最安全整備，是處理含氚廢泵油最常用的方法之一。在退役活動中對含氚廢泵油的吸附處理已經累積了部分經驗，但是對于不同吸附劑的吸油率、吸附速度、滲油率、體積膨脹率、長期穩(wěn)定性等方面還缺乏深入具體的研究。本文對幾種常用以及有應用前景的吸附材料的吸附性能進行了實驗研究和論證，最終選定合適的吸附劑，解決退役工程中所遇到的這一難題。

1、實驗

　　1.1、吸附材料

　　蛭石，在800~1000℃下焙燒生成的一種質地疏松的膨脹蛭石；酸改性蛭石，將蛭石磨細至粒度<150μm，按1mol/LHCl(5g蛭石/100mL溶液)加熱至83℃，恒溫攪拌2h后沖洗，在60℃條件下烘干，即得酸改性蛭石；NocharPetrobondpolymer，美國太平洋世界貿易公司提供的新型吸附劑，實驗型號為N910；由于粘土顆粒具有很大的表面積與表面能，所以許多粘土都是良好的吸附劑，實驗選用的云南高嶺土、內蒙粘土由西南科技大學提供，主要成分見表1、表2。

表1 云南高嶺土成分組成

表2 內蒙粘土成分組成

　　1.2、實驗內容及方法

　　1.2.1、吸附實驗

　　吸附過程攪拌與否，吸附劑加入方式不同，導致生成的固定體性質不同，不適合比較實驗。為了研究的目的，吸附樣品準備為：將真空泵油加入到吸附劑中，攪拌均勻，靜置24h后，進行游離液體測試并指壓判斷樣品的干燥程度。游離液體測試采用錐形濾漆篩進行油漆過濾測試(paintfiltertest)，這是一種用于測定是否含有未吸附的游離液體的簡單方法：吸附樣品被置于60目濾漆篩上5min，如果沒有觀察到液體通過濾漆篩，那么樣品就被認為通過了測試[9]。實驗中我們將測試時間延長至24h以更好的判斷吸附劑的飽和吸油量。

　　1.2.2、滲油率實驗

　　按照通過游離液體測試的吸附比率配置樣品，鋪于尼龍濾網上，濾網下墊有濾紙，置于密閉容器中。分別在實驗開始的第1、4、7、12、20、30天時取出濾紙，稱量濾紙重，記錄濾紙的質量變化情況，計算不同吸附樣品中油隨時間的滲出率。同時選取低滲油率樣品進行長期穩(wěn)定性實驗。

　　1.2.3、抗壓實驗

　　經過對吸附比與滲油率的評定，按照性能穩(wěn)定的油質比配置吸附樣品，待完全干燥后分別測試它們在0.1MPa、0.2MPa、0.3MPa下有無油滲出，判斷樣品可用于包裝入容器的吸附比。

2、結果與討論

　　2.1、蛭石吸附性能

　　2.1.1、吸附比

　　由于粒度較小的蛭石比表面積大，絕對吸油量大，用分子篩將蛭石篩分為40~60目。膨脹蛭石與酸改性蛭石吸附實驗結果見表3、表4。從表3、4中可以看出，膨脹蛭石在油質比(質量比)為1.5的條件下有游離液體滲出。經過酸改性，蛭石在油質比為0.8的條件下即不能通過游離液體測試。膨脹蛭石吸附效果明顯優(yōu)于酸改性蛭石。

表3 膨脹蛭石吸附實驗結果

　　2.1.2、滲油率

　　按照油質比0.5、0.8、1.0、1.2、1.4配置膨脹蛭石吸附樣品進行滲油率實驗，實驗結果如圖1所示。酸改性蛭石吸附效果較之膨脹蛭石降低，不再對其進行滲油率實驗。由圖1可見，滲油率有隨時間增大的趨勢，并逐漸趨于平衡。油質比越高，累計滲油率越大。1、2號樣品吸附效果非常好，在油質比為1的條件下也很穩(wěn)定。4、5號樣品在前12天滲油率增長平緩，然后有一個明顯的增長階段，這可能是因為充分混合后的接近飽和吸附的固定體，仍有少量處于游離態(tài)的油在較長的放置時間下逐漸析出，之后再析出已吸附的油，最終達到穩(wěn)定狀態(tài)。

表4 酸改性蛭石吸附實驗結果

　　2.2、粘土吸附性能

　　2.2.1、吸附比

　　云南高嶺土與內蒙粘土的吸附實驗結果見表5、表6。從表中可以看出，云南高嶺土在油質比為0.8的條件下有游離液體滲出，內蒙粘土在油質比為0.4的條件下即有游離液體滲出。兩種粘土對油的最大吸附比率都較低，且樣品不夠干燥。特別是內蒙粘土，吸附效果差，不宜用作油吸附劑。

表5 云南高嶺土吸附實驗結果

　　2.2.2、滲油率

　　按照油質比0.3、0.5、0.6配置云南高嶺土吸附樣品進行滲油率實驗。油質比0.7雖通過游離液體測試，但在輕輕的指壓下即有油滲出，故此樣品不再進行滲油率實驗。實驗結果如圖2所示。從圖中可以看出，滲油率隨時間而增大，并且累計滲油率逐漸趨于穩(wěn)定。當油質比達到0.6，油在短時間內即從固定體中滲出，較之1、2號樣品滲油率顯著增大�？梢�，油在云南高嶺土的表面附著能力差。

表6 內蒙粘土吸附實驗結果

　　2.3、N910吸附性能

　　NocharPetrobondN910吸附實驗結果見表7。從表中可知，N910吸油量大，當油質比為5時才出現游離態(tài)的油。吸附油后體積膨脹，膨脹程度隨吸油量增多而增大。油質比為4時，體積膨脹率為100%。形成的固定體蓬松，壓實后吸附劑較吸附前體積增加3%~5%左右。1、2號樣穩(wěn)定無滲出，3、4號樣滲出率很低，一個月后油的累計滲出率僅分別為0.019%和0.025%。

表7 N910吸附實驗結果

　　2.4、長期穩(wěn)定性

　　經過初期滲油率實驗后，選取蛭石樣品1、2、3、4號，云南高嶺土樣品1、2號，N910樣品1、2、3、4號，進行長期滲油率實驗，實驗結果見表8。從表中可知，除膨脹蛭石4號樣品與云南高嶺土2號樣品外，其他所選樣品滲油率低，約3個月后不再有油滲出，長期穩(wěn)定性好。

表8 吸附固定體的長期滲油率

　　2.5、抗壓性能

　　含氚廢泵油采用吸附劑吸附固定后，包裝進高密度聚乙烯桶。在處置期間，包裝桶內會產生一定的壓力。配置油質比0.5、0.8、1.0、1.2的膨脹蛭石樣品，油質比0.3、0.5的云南高嶺土樣品，以及油質比1、2、3、4的N910樣品，待完全干燥后(靜置15d)分別測試它們的抗壓性能，實驗結果見表9。從表中可知，膨脹蛭石與N910的吸附樣品抗壓性能較好，它們的1~3號樣品均能滿足承受0.3MPa壓力的要求。當油質比為0.5時，云南高嶺土在0.1MPa條件下即有油漏出，抗壓性能不佳。

表9 吸附固定體的抗壓強度

3、結論

　　為了達到安全處置的要求，吸附劑應能滿足以下四個條件：(1)較快的吸附速度；(2)固定體干燥；(3)浸油率低；(4)能承受0.3MPa的壓力。通過實驗可知：油質比為1的膨脹蛭石、油質比為0.3的云南高嶺土以及油質比為3的N910可以用作含氚廢泵油吸附劑。其中，N910性能最佳，但價格較為昂貴，在經濟條件允許的情況下推薦使用；云南高嶺土價格最低廉，不過吸附比很低，吸附固定體也不夠穩(wěn)定；當膨脹蛭石的油質比≤1時，適用于吸附固定含氚廢泵油。