通過分散氣浮泡沫對土壤進行放射性去污的方法和所述泡沫的制作方法
【專利摘要】本發明涉及用于處理被至少一種放射性核素如銫137Cs污染的土壤的方法，其包含至少一個步驟：通過由向包含所述土壤和至少一種捕收劑的懸浮液中吹氣泡產生的分散氣浮泡沫，從而分離所述放射性核素。本發明還涉及通過實施該方法所獲得的浮選泡沫。
【專利說明】通過分散氣淳泡沬對土壤進行放射性去污的方法和所述泡 沬

【技術領域】
[0001] 本發明屬于土壤去污（cbpollution)、消毒、凈化、修復和/或去污 (decontamination)令頁域。
[0002] 實際上，本發明提供了一種去污的新方法，尤其是土壤放射性去污的新方法，更尤 其是被銫137Cs嚴重污染的土壤放射性去污的新方法，所述方法在分散氣柱中進行浮選泡 沫或浮動泡沫的使用。
[0003] 本發明還涉及所述浮選泡沫。

【背景技術】
[0004] 根據公共衛生法，"任何含有一種或多種從輻射保護的觀點來看不能忽視其活性 和濃度的放射性核素的物質"被認為是放射性物質。最有可能在被放射性物質污染的土壤 背景下發現的放射性核素更準確地為以下放射性核素[1]:
[0005]-氚3H;
[0006]-碳14C;
[0007]-銀9°Sr和其衰變產物（descendant) (9°Y);
[0008]-銫137Cs和其衰變產物（137mBa);
[0009]-镅241Am;
[0010]-釷 232 族的放射性核素：232Th，228Ra，228Ac，228Th，224Ra，22°Rn，216P〇,212Pb，212Bi，2°8Tl 和212P〇 ;和
[0011] -鈾 238 族的放射性核素且尤其是鐳 226Ra，222Rn，218P〇,214Pb，214Bi，214P〇,21°Pb，21°Bi 和 21°Po。
[0012] 從物理和化學的觀點來看，土壤是一個復雜的系統，是礦物和有機物的混合物。除 了尺寸高于2_的石塊和礫石，主要為硅酸鹽或碳酸鹽的礦物部分代表低于2_的部分，來 自母巖的物理及后續的化學降解的產物，并且其可按漸減的直徑分類為：沙、泥沙和由具有 典型地低于100 的直徑的帶負電的細顆粒組成的所謂的顆?；蚰z質粘土。關于有機部 分，其來自動物、植物、真菌和微生物活性有機質，其包含全部活性生物質，稱為"新鮮有機 質"的植物來源（植物殘體、分泌物）的碎片、動物來源（糞便、尸體）的碎片、真菌和微生物 來源（尸體、分泌物）的碎片；來自新鮮有機質演化的被稱為"瞬態有機質"的中間有機化合 物；和來自前述物質演化的穩定的有機化合物，腐殖質（humicmatter)或腐殖質（humus)。 [0013] 土壤被放射性物質的污染最常見地可由涉及這些物質的工業、醫療或研究活動產 生。
[0014] 但遺憾的是，所述污染可由已知的事件或事故產生，例如，意外溢出或火災，這已 經導致大量污染物不受控制地釋放到環境中。這樣的情況有切爾諾貝利事故，和最近的福 島事故。
[0015] 在法國，有關防止電離輻射危險的群體保護的規定由公共衛生法設定。后者設定 人類能接受的由于核活動引起的暴露最大限度為lmSv/年。一旦放射性污染的土壤可產生 對于周圍群體來說高的接受劑量，就有必要采取土壤去污或修復技術或方法，以使放射性 回到群體可接受的閾值。
[0016] 無論是在工業情況或在意外情況下，在放射性污染的土壤去污之前，必須調查并 表征引起該污染的所述放射性污染的形式和來源。這項工作必須依賴歷史數據（實踐活 動……），通過來自現場測量的數據完成。存在于土壤中的放射性核素應該查明、定量和定 位。
[0017] 除了這些工作，需要增加在現場中有效并可開展的土壤修復技術或方法，
[0018] 實際上，在一次或幾次連續的大氣放射性排放事件以后，部分空氣分散的放射性 核素沉積于土壤表面，導致植物、土壤和建筑環境的表面污染，以及地表水的污染。由此形 成的放射性沉積物或多或少地存在于環境中。它們可通過以下方式進行表征：測量組成這 些沉積物的放射性核素的表面活度（以Bq/m2)，或測量土壤中質量活度（以Bq/kg，使植物 的污染風險可通過根部的放射性核素轉移評估），或最后測量由于這些沉積物發射的Y射 線引起的環境劑量率（ambientdoseflowrate)(以uSv/h)。
[0019]目前為止使用的土壤去污技術可分為三類：異地（off-site)、現場（on-site)和 原位。大多數這些技術通常要求挖掘待處理土壤。
[0020] 歷史上，第一種采取的方法由異地置換去污方法組成。在該方法中，將整個污染厚 度的污染土壤除去。去除的土壤由在其他地方收集的正常土壤置換。除了這種方法產生的 運輸費用，與污染土壤的改進和儲存有關的費用與置換體積成正比，該置換體積直接取決 于污染區域的面積和深度。值得注意的是，一旦被置換，污染土壤會被看作工業廢棄物。
[0021] 當污染物已知時，可利用在地里注入可能溶解所述污染物的液體或加壓氣體。該 方法相當于物理化學去污法。然后污染土壤可在那里逐漸優化。這采取一個優化臨時工業 設施，用于：
[0022] _待處理土壤的提取，但該步驟是可選的；
[0023]-滲流或注氣工藝；
[0024] -浸出物的回收和提煉（refine);
[0025]-處理后土壤的復位，當它已經被挖掘。
[0026] 提取、抽吸的去污方法適用于沙地而且成本低，適用于揮發性和半揮發性污染物， 例如烴類。在該方法中，用真空泵減壓土壤，通過催化氧化、冷凍凝結或活性炭吸附處理蒸 氣。該處理設施是可移動的以覆蓋場地。
[0027] 在應用所謂的"排氣"法或注入提取期間，注入增壓空氣、氮氣或蒸氣。該處理適 用于透氣土壤，適用于揮發性溶劑，例如氯化溶劑。井使蒸氣（通過抽吸優化）可回收并注 入。土壤可進一步加熱（通過微波）以提高該技術的有效性。
[0028] 電提取方法主要適用于離子污染物如重金屬和一些有機離子。如果電導率好，那 么土壤的性質并不那么重要，尤其是由于水的存在。植入多孔電極以在土壤中產生電流，這 導致遷移離子向相反電荷的電極遷移。例如可通過用泵抽送進行污染物回收。
[0029] 存在土壤清洗去污方法的不同選擇：所述清洗可在高壓、常壓、現場或異地進行。 目的是分離其中污染物大多集中的最細的顆粒（高壓水洗），或在液體溶液如水或酸中獲 得這些污染物。在第一種情況中，必須挖掘土壤，回收廢棄物存儲為片（wafer)，然而，在第 二種情況中，如果土壤為可滲透的，那么所述處理可無需提取進行。例如，大多數重金屬如 銅、鋅、砷、鎘和鉛可使用酸性溶液來提取，然后必須進行中和以沉淀部分化合物，并且接著 允許靜置、過濾和離心，以分離其余元素。然而，高壓原位清洗在其應用中仍然受限于小尺 寸區域，因為當與注射噴嘴的距離增大，水壓迅速降低。還存在使用其他溶劑如烷烴、醇或 酮的技術，以溶解大多數的有機和有毒污染物。它們成本低并且基于注入溶劑，隨后通過上 述技術之一提取。
[0030] 自20世紀90年代，已實施涉及生物處理的去污方法，基于一些生物體在其體內過 濾和聚集毒性元素或將其作為食物的能力。這樣的方法似乎解決了傳統方式提出的部分成 本問題。然而，需要解決其他問題，尤其是關于所使用生物體的擴散風險，即使現場要滿足 的條件對其正常生長非常準確。最后，鑒于實驗室測試通常是結論性的，現場實施可能變成 令人失望的，例如如果污染物濃度局部過高，或如果土壤的本質包括損壞這些生物體生長 的不期望的元素。
[0031] 一些細菌能夠降解復雜分子并因此獲得生長需要的能量。多年來，它們已用于處 理被氯化溶劑污染的土壤。但是，已經發現通過一些污染物的原位生物降解（可能被參數 如氧化作用、濕度和溫度的掌握所促進）的微生物處理技術，可產生比原始產物更具毒性 和/或可移動性的降解產物或代謝物。無論微生物活性條件為好氧或厭氧，這些代謝物都 是不同的。為了控制最危險的代謝物的產生，可從一種生物降解方式變換到所需的另一種。 目前，研究集中在選擇適用于每種類型的污染物的降解的種類上。研究實驗室和環保產業 同時進行這些研究。它們對于某些類型的多環芳烴開始見效，該多環芳烴具有三個以上的 苯環，通過使用具有由胞外酶攻擊污染物特征的真菌的某些菌株。
[0032]另外，許多植物能夠結合重金屬、放射性核素、污染性有機化合物和其他不期望的 產物至其細胞中。實際上，一些植物產生將這些污染物降解為低毒或無毒產物的酶。它們 也可伴隨著負責結合和/或轉化工作的菌根圈（mycorrhizosphere)，其針對工業規模應用 的研究正在快速發展。這些特性使得它們成為土壤去污的有前景的備選者。還根據以下方 面選擇植物：（i)它們的大小以及將根部深深地伸入土壤中的能力，從而到達深污染層，尤 其在幾米的范圍，和（ii)它們能夠捕集的污染物類型。在實踐中，也可挖掘土壤并在溫室 中鋪到防滲膜上，從而隔離污染物質并精確控制影響所選擇植物生長的參數。然而，這消除 了來自植物修復的主要優點之一，即其低運行成本。植物修復的一個優點是可回收污染物 的可能增值，也稱為植物制礦（phytomining)。因此，考慮到從灰燼中回收金屬并在冶金中 重新使用它們，可收獲在其莖部和葉片中存儲污染物的所謂超富集植物，然后焚燒。
[0033] 在土壤的意外放射性污染如在切爾諾貝利或福島所發生的情況下，很少有文獻詳 述近期污染的形態和位置，即發生前1年土壤表面的污染，或多或少富含粘土和腐殖質復 合物，或多或少含鹽和或多或少酸性或堿性。然而，通常情況下，對于福島周邊耕種的稻田， 在沒有詳細敘述的情況下可以假定發生事故一年后，銫137在第一個5厘米內作為2種形 式呈現：
[0034] _"物理吸附"形式，在顆粒表面且通過離子可交換的表面[2];和
[0035]-結合形式，即在濕粘土顆粒的葉間空間（interfoliarspace)內以準不可逆方 式"截留"的（強大的離子相互作用），在腐殖質中或在粘土 -腐殖質混合復合物內部復合 的[3]。
[0036] 由大小在4-50iim的最細顆粒組成的部分含有Cs污染的主要部分（>96% )。實 際上，于2011年末，在日本已經進行了來自福島的100g污染土壤的水洗測試。在過濾或沉 淀平均直徑高于100Um的粗顆粒后，已經獲得細顆粒的渾濁膠體懸浮液，并且干燥后，已 經獲得4g含有超過96 %的初始Cs污染的土壤。捕獲銫的顆粒帶有負電荷并因此是親水性 的。
[0037] 這表明需要研發一種能夠使污染土壤直接提取，含有大多數污染物的細顆粒減到 最小體積或質量（初始重量的2-15%)的方法。在福島，300km2上的待處理土壤量將約為 30. 106m3。需要研發一種能夠處理至少100公噸/h濕土的方法。不連續的前微濾似乎被否 定，因為濾餅將很快限制處理流量。通過抽吸和使用大量水，允許土壤在其中沉淀的單純的 沉淀池將不容易回收沉淀細（顆粒）。


【發明內容】

[0038] 發明人的研究允許研發用于處理/去污被污染土壤，且尤其是被銫污染的土壤的 方法。
[0039] 實際上，發明人已表明，通過使用在分散氣柱中進行的浮選泡沫或浮動泡沫，能夠 處理被放射性核素污染的土壤。
[0040] 氣?。╝irflotation)是使離子（離子浮選）或固體顆粒（顆粒浮選）能夠被提 取的分離方法。它尤其在工業規模中使用，以每小時幾百m3(20m3/min)的處理流量用于處 理礦石和紙張脫墨。提到一些用于處理被重金屬或石油污染的土壤的研究。因此，專利申 請JP2002 248459 [4]提出通過沉淀在土壤中含有的離子（重金屬）的傳統浮選，其借助 凈化劑。后者尤其是硫系或磷系化合物，其可具有危害性。同樣地，專利US5, 303, 871 [5] 公開了天然疏水污染物（包含五氯苯酚的油或脂）的浮選，其可自然漂浮，并且可加入發泡 劑以穩定泡沫。
[0041] 發明人現在已表明，可使用氣浮以去除在土壤中，在濕粘土顆粒的片之間的空間 內的顆粒包裹的泡沫中存在的放射性核素污染物，所述放射性核素污染物為在腐殖質中或 粘土-腐殖質混合復合物內部的復合污染物即包裹于親水性顆粒中的放射性核素污染物。 而同時，已經不鼓勵本領域技術人員對不能浮選的親水性結構采用浮選技術。
[0042] 泡沫土壤浮選是一種土壤放射性去污且尤其是土壤銫去污的新方法。浮選技術的 關鍵優勢在于，其直接集成土壤清洗系統：土壤以可變濃度在水中懸浮。向該懸浮液中少 量添加捕收表面活性劑和可選的發泡劑。在所述混合物中注入的氣泡根據親和力大小和疏 水性"運載"含污染膠體的顆粒。含有或截留有放射性核素污染物+捕收劑（collecting agent)(捕收劑（collector))的聯合親水性顆粒形成疏水性固體顆粒，其可以浮動，不釋 放任何放射性核素污染物。所述方法在浮選柱中進行，并且在其后可通過溢出或抽吸容易 處理的泡沫濃縮液中回收顆粒污染物。
[0043] 本發明的浮選泡沫使大量濕土能夠以幾百公噸/小時的工業處理流量被處理?？?能有兩種方案：
[0044] _挖掘土壤并在專用浮選裝置中進行處理；
[0045]-能夠在瀉湖或稻田中原位泵出和直接處理泥漿的可移動浮選裝置，以限制重挖 掘作業，回收非浮動土壤。
[0046] 有趣的是，根據本發明的處理方法通常適用于任何放射性核素，且尤其適用于在 腐殖質和/或粘土-腐殖質混合復合物內部復合的，在土壤中，在濕粘土顆粒的葉間空間內 (強大的離子相互作用）截留的任何放射性核素。
[0047] 因此，本發明涉及被至少一種放射性核素污染的土壤的處理方法，其包含至少一 個步驟：通過分散氣浮泡沫分離所述放射性核素。更具體地，本發明涉及處理被至少一種放 射性核素污染的土壤，其包含至少一個步驟：通過由向包含所述土壤和至少一種捕收劑的 懸浮液中吹氣泡產生的分散氣浮泡沫，從而分離所述放射性核素。
[0048] 在本發明范圍內，"污染土壤的處理方法"是指降低土壤中放射性核素的量和在所 述土壤中所述放射性核素的徹底去除。降低土壤中存在的放射性核素的量在于，在實施根 據本發明的方法后產生一種土壤，其中至少一種放射性核素的負載量低于土壤中所述放射 性核素的初始負載量，即，在實施根據本發明的方法前的負載量。"低負載量"是指至少低于 50%的負載量，特別地至少低于70%的，特別地至少低于90%，且更特別地至少低于95% 的負載量。
[0049] 放射性核素的負載量可通過測量表面活度（以Bq/m2表示的污染或處理土壤），測 量土壤中的質量活度（以Bq/kg表示的污染或處理土壤），或最后測量由于污染或處理土壤 放射出的Y射線引起的環境劑量率（以USv/h)進行表示。有利地，放射性核素的負載量 通過以Bq/kg計的污染或處理土壤表示的土壤中的質量活度的測量進行表征。
[0050] "通過分散氣浮泡沫"是指一種方法，其在于向從被至少一種放射性核素污染的土 壤中獲得的液體物質內吹入氣泡，所述氣泡可具有從幾微米至幾毫米的直徑。
[0051] "污染土壤"是指包含至少一種放射性核素的土壤，該放射性核素不是天然存在 的或在所述土壤中以高于常量的量存在。這種污染可由使用所述放射性核素的工業、醫療 或研究活動，或釋放所述放射性核素的意外事件（incident)或意外事故（accident)如意 外溢出或具有放射性沉降物的火災產生。根據本發明的方法，待處理污染土壤可為耕地 (cultivatedland),可耕地（arableland),在工業場地獲得的土壤，或在城市場地獲得的 土壤。
[0052] 如已經說明的，在污染土壤中待去除的放射性核素可為在腐殖質中和/或在粘 土-腐殖質混合復合物內部復合的，在土壤中，在濕粘土顆粒的葉間空間內（強大的離子相 互作用）截留的任何放射性核素。
[0053] 有利地，所述放射性核素選自氚3H;碳14C;鍶9°Sr;釔9°Y;銫137Cs;鋇13、a;镅 241Am;釷232族的放射性核素和鈾238族的放射性核素。
[0054]特別地，所述放射性核素選自 3H，14C，9°Sr，9°Y，137Cs，137mBa，241Am，232Th，228Ra，228Ac， 228Th, 224Ra, 220Rn,216Po,212Pb,212Bi, 208T1，212Po, 226Ra，222Rn，218Po,214Pb，214Bi，214Po,21〇Pb，21〇Bi和 210P〇。
[0055] 更特別地，根據本發明的方法，在污染土壤中待去除的放射性核素為銫 137Cs。
[0056] 根據本發明的處理和去污方法可為非連續提供待處理土壤的分批法，也可為連續 法。
[0057] 有利地，根據本發明的方法包含步驟：
[0058]a)將氣泡注入包含所述土壤和至少一種捕收劑的懸浮液中，從而產生泡沫；
[0059] b)從所述懸浮液的其余部分分離至少一部分所述泡沫。
[0060] 根據本發明的所述方法可在本領域技術人員已知的任何系統中實施，且通常使用 浮選法如浮選柱或浮選槽。根據定義，浮選槽是設有通風攪拌器的反應器，然而浮選柱具有 空氣注入器。有利地，根據本發明的所述方法在高度為lm-8m的浮選柱（或槽）中實施。
[0061] 因此，在步驟（a)中使用的懸浮液包含待處理土壤，至少一種捕收劑和水。有利 地，所述懸浮液包含：
[0062] _基于所述懸浮液的總重，2-40wt%且特別是10-30wt%的待處理土壤；
[0063]-基于所述懸浮液的總重，0. 005_5wt%且特別是0. 01_2wt%的至少一種捕收劑； 和
[0064] -7jC。
[0065] 所述懸浮液在浮選領域也稱為"漿料（slurry) "。
[0066] "捕收劑"是指，在本發明范圍內，具有至少一個烴鏈和極性頭基的表面活性劑，事 實上，所述極性頭基位于注入所述漿料中的氣泡的氣_水界面。捕收劑能夠在所述懸浮液 的可浮動固體顆粒和氣泡之間造成粘連。更特別地，所述捕收劑能夠使所述固體顆粒更加 疏水，為其提供比對水相更多的對氣相的親和性，從而所述顆粒變得可浮動。捕收劑也能夠 在可浮動固體顆粒之間使其凝聚。
[0067]"可浮動固體顆粒"是指，來自待處理土壤的固體顆粒，其具有礦物、有機或有機礦 物性質，其直徑特別地通過FPIA設備如SysmexFPIA-3000進行測量，低于150iim，特別低 于100ym，且更特別地，低于50ym，所述顆粒由于捕收劑呈現可浮動狀態。該顆粒截留所 述待去除放射性核素。因此，根據本發明方法形成的氣泡被該可浮動固體顆粒包圍。
[0068] 在本發明范圍內，使用的捕收劑可以具有發泡活性?；蛘?，它不具有任何發泡活 性。
[0069]在本發明范圍內，使用的捕收劑有利地選自脂肪酸，脂肪酸鹽和陽離子表面活性 劑。
[0070] 脂肪酸是烷基羧酸，也稱為"皂"或"脂肪酸皂"，具有式RfOOH，其中&表示直鏈、 環狀或支鏈烷基鏈，其包含3-50個碳原子，且特別包含5-30個碳原子。脂肪酸鹽是烷基羧 酸鹽，也稱為"皂鹽"或"脂肪酸皂鹽"，具有式R2C00X，其中馬表示直鏈、環狀或支鏈烷基鏈， 其包含3-50個碳原子，且特別包含5-30個碳原子，且X表示金屬且特別是選自鈣、鈉和鉀 的金屬。有利地，根據本發明的方法，在步驟（a)中使用的懸浮液為脂肪酸鹽且特別是油酸 鈉。
[0071] "陽離子表面活性劑"是指，具有至少一個烴鏈和極性頭基的表面活性劑，所述表 面活性劑的親水部分帶正電荷。陽離子表面活性劑有利地選自具有至少一個關聯有陰離子 反離子的(;-(: 22脂肪鏈的季銨鹽，該陰離子反離子特別選自硼衍生物如四氟硼酸鹽或鹵素 離子如r，Bf，r或C1'作為可用的陽離子表面活性劑，可以提出四丁基氯化銨，十四烷基 氯化銨，十四烷基三甲基溴化銨（TTAB)，帶有脂肪鏈的烷基吡啶鹵化物和烷基銨鹵化物。更 特別地，在本發明范圍內的可用的陽離子表面活性劑為TTAB。
[0072] 在本發明的方法范圍內使用的懸浮液可包含單一捕收劑或至少兩種不同的，屬于 單一類型的捕收劑的混合物。換言之，所述至少兩種捕收劑選自脂肪酸和其鹽，或選自陽離 子表面活性劑?？蛇x地，所述至少兩種捕收劑屬于兩種不同類型的捕收劑。當在本發明的 方法范圍內使用的懸浮液包含至少兩種不同的捕收劑的混合物時，基于懸浮液的總重量， 捕收劑的總重量為〇? 〇〇5wt% -5wt%，且特別地為0?Olwt% -2wt%。
[0073] 在本發明的范圍內，用于制備懸浮液的水可為任何類型的水，所述懸浮液包含 2wt% -40wt%且特別為10wt% -30wt%的待處理土壤。有利地，該水選自滲透水，蒸餾水， 海水，泉水，河水，瀉湖水，稻田用水，工業用水，來自飲用水系統的水或其混合物。更特別 地，該水為工業用水或來自飲用水系統的水。應當注意，根據本發明方法，在步驟（a)中使 用的懸浮液中，該水與所述待處理土壤可含有的水相混合。
[0074] 在本發明范圍內使用的懸浮液除了所述捕收劑外可包含至少一種其他成分且特 別為至少一種其他表面活性劑。有利地，本發明考慮向如前面所定義的步驟（a)中使用的 懸浮液中存在的捕收劑中加入至少一種起泡表面活性劑。在本發明的特別實施方案中，向 至少一種脂肪酸或脂肪酸鹽型捕收劑中加入至少一種起泡表面活性劑。
[0075] 在本發明范圍內使用的起泡表面活性劑可為非離子（或中性）或兩性起泡表面活 性劑。
[0076] "非離子（或中性）表面活性劑"是指一種化合物，其表面活性性質特別是親水性， 由不帶電的官能團如醇、醚、酯或甚至酰胺提供，該官能團含有雜原子如氮或氧。由于這些 官能團對于親水性貢獻少，非離子表面活性化合物最常見的是多官能團的。起泡非離子表 面活性劑特別在燒基多糖苷（APG)或燒基聚醚糖苷（alkylpolyetherglucosides) (AEPG) 族或乙氧基化醇族中選擇。所述烷基聚（醚）糖苷衍生自天然葡萄糖，且優選為生物可降 解的。通過對這些表面活性劑進行舉例的方式，可提到由SEPPIC公司銷售的表面活性劑 OramixCG-110 (商標）和由G0GNIS銷售的Glucopon215(商標）。
[0077] "兩性表面活性劑"是指表現為酸性或堿性的化合物，取決于其放置的介質。起泡 兩性表面活性劑特別選自磺基甜菜堿族或烷基酰胺基丙基羥基磺基甜菜堿族如由SEPPIC 銷售的Amonyl675SB(商標）或胺-氧化物族，如由AkzoNobel銷售的AromoxMCD-W(商 標），二甲基椰油胺氧化物（cocodimethylamineoxide)。
[0078] 有利地，根據本發明方法，在步驟（a)的范圍內使用的懸浮液除如前面所定義的 捕收劑外可包含，至少一種選自烷基多糖苷、磺基甜菜堿、乙氧基化醇和胺氧化物的起泡表 面活性劑。
[0079] 當所述懸浮液除捕收劑外包含至少一種起泡表面活性劑時，其可含有單一起泡表 面活性劑或幾種不同的起泡表面活性劑，如前面所定義的。在根據本發明方法的步驟（a) 中使用的懸浮液中，基于所述懸浮液的總重，所述起泡表面活性劑以〇. 〇〇5wt% -lwt%且 特別為〇? 〇lwt% -0? 5wt%的總量存在。
[0080] 在根據本發明方法的步驟（a)中使用的懸浮液可以不同方法制備，特別取決于所 述待處理土壤的性質，使用的捕收劑和可選使用的起泡表面活性劑。
[0081] 在第一實施方案中，挖掘被至少一種放射性核素污染的土壤。一旦被挖掘，將其導 入浮選柱（或槽）中，且與已存在的水接觸，同時導入或其后導入，以獲得懸浮液，其包含基 于所述懸浮液的總重，2wt% -40wt%且特別為10wt% -30wt%的待處理土壤。
[0082] 在第二實施方案中，泵出污染土壤。該實施方案特別適合所述待處理土壤富含水 分的情況且特別是待處理土壤來自稻田或天然瀉湖的情況，其中所述待處理土壤已被收 集。所述待處理土壤特別以基于泵出物料的重量，20-50%土壤的濃度直接泵出，之后導入 浮選柱（或槽），且與已存在的水接觸，同時導入或其后導入，以獲得懸浮液，其包含基于所 述懸浮液的總重，2wt% -40wt%且特別為10wt% -30wt%的待處理土壤。
[0083] 無論挖掘或泵出所述待處理土壤，修復的是土壤表層。有利地，該表層表示從土壤 表面的第一 15厘米，特別是第一 10厘米，且特別是第一 5厘米。
[0084] 另外，無論挖掘或泵出所述待處理土壤，為了根據本發明的連續處理方法，待處理 土壤的懸浮液的導入流速為l_2000m3/h，根據浮選柱（或槽）的尺寸。
[0085] 最后，無論挖掘或泵出所述待處理土壤，其均可進行預處理步驟，以從中去除礦 物和/或有機化合物，如直徑大于300ym的石頭、礫石和顆粒。這樣的預處理可為旋流 (hydrocycloning)或篩分。
[0086] 當根據本發明方法的步驟（a)中使用的懸浮液僅包含一種如前面所定義的捕收 劑時，一旦待處理土壤與水混合，其可被導入懸浮液中，或在水與待處理土壤混合前放入水 中。在一旦待處理土壤與水混合，捕收劑被導入懸浮液中的情況下，該導入可在注入氣泡前 或同時進行。
[0087] 當根據本發明方法的步驟（a)中使用的懸浮液包含至少兩種捕收劑或至少一種 捕收劑和至少一種起泡表面活性劑時，這些不同組分可同時、按組或相繼導入懸浮液中。如 前所認為的，一旦待處理土壤與水混合，每種這些組分可被導入懸浮液中，或在水與待處理 土壤混合前放入水中。在一旦待處理土壤與水混合，該組分被導入懸浮液中的情況下，該導 入可在注入氣泡前或同時進行。也可以考慮導入第一組分至懸浮液中，且然后再注入氣泡， 停止注入以導入第二組分且然后再注入氣泡。
[0088] 在本發明范圍內，在步驟（a)中注入或吹入的氣泡的平均直徑有利地為 100um-6mm，特別為 200um-4mm,且更特別地，l_2mm。
[0089] 典型地，在步驟（a)中注入的氣泡的上升速度為5_80cm.s'特別為10_50cm.s-1 且更特別地大約20cm.s\即20cm.siiScm.s、
[0090] 在根據本發明方法的步驟（a)中，通過在浮選柱（或槽）底部設置的渦輪或通過 文丘里效應注射噴嘴導入機械分散的空氣產生氣泡。
[0091] 當浮選柱（或槽）的高度為lm-8m時，在步驟（a)中產生的泡沫的高度為 30cm_600cm，特別為 80cm-400cm。
[0092] 在根據本發明方法的步驟（b)中，在柱（或槽）頂部富集顆粒且因此富集放射性 核素的泡沫通過抽吸或溢流與懸浮液的其余部分分離。因此，浮選柱的頂部有利地設置有 通過抽吸或溢流的泡沫回收系統。
[0093] 實際上，污染土壤顆粒在柱頂部通過浮選回收于泡沫濃縮物中，其含有低于5%的 水，特別低于4%的水且更特別低于2%的水。因此，該回收的濃縮物可用水清洗或不去除 痕量的捕收劑和可選起泡表面活性劑，且露天干燥，以放射性廢物類型處理為目的，或直接 在水泥中處理。在根據本發明方法實施后，可獲得至少為10的質量濃度因子，使去污因子 達到 10-200。
[0094] 不含放射性核素的懸浮液的其余部分可回收，可選地用水清洗以去除痕量捕收劑 和可選的起泡表面活性劑，且可選在回收前且特別在更換為自然條件前干燥。為此目的，浮 選柱（或槽）的底部設置有不連續或連續的沉淀排出管，以去除最粗的非浮動土壤以回收， 其直徑有利地大于50iim且特別為50-300iim。
[0095] 本發明還涉及通過實施根據本發明的方法獲得的、來自土壤懸浮液的泡沫，其包 含：
[0096] -基于所述懸浮液的總重，2_40wt%且特別為10_30wt%的待處理土壤；
[0097] -基于所述懸浮液的總重，0. 005_5wt%且特別為0. 01_2wt%的至少一種捕收劑； 和
[0098] -水。
[0099] 先前已陳述的關于在使用的懸浮液中包含的成分和特別是除了捕收劑外可能存 在的至少一種起泡表面活性劑，以及關于泡沫的特征和特性的所有內容也適用于根據本發 明的浮選泡沫。
[0100] 本發明更多的特征和優勢將由本領域技術人員通過閱讀以下給出的說明性實例 和非限制性目的，參照附圖進一步呈現。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0101] 圖1是實驗室規模的浮選柱原理的示意圖。
[0102] 圖2用數量分布加權（圖2A、2C和2E)和表面分布加權（圖2B、2D和2F)表示樣 品A(圖2A和2B)、樣品B(圖2C和2D)和樣品C(圖2E和2F)的粒度分布。
[0103] 圖3用數量分布加權（圖A和3C)和表面分布加權（圖3B和3D)表示相對于沒 有添加油酸鹽的樣品A(圖3A和3B)，向樣品A中添加油酸鹽對粒度分布的影響（圖3C和 3D)。
[0104] 圖4表示含有20g/L來自樣品A的土壤或來自樣品C的土壤的懸浮液的zeta電 位，作為TTAB濃度的函數。

【具體實施方式】
[0105] I.分批槽（inbatchcell)進行的根據本發明的方法
[0106] 目的是在實驗室規模下，檢查440g具有不同特性的待浮動土壤，土壤樣品的浮動 性，以污染土壤的放射性去污為目的。
[0107] I. 1.十壤樣品。
[0108] 樣品來自Camargue(稻田土壤，以下稱為樣品A)、Marcoule(迷迭香土壤，以下稱 為樣品B)和Grenoble(蔬菜土壤，以下稱為樣品C)的3種不同的土壤。樣品A和B取自 表層，而樣品C取自幾厘米的厚度。
[0109] 將使用的樣品懸浮于水中，如果需要，之前在具有2mm網孔的篩上進行預篩分。不 需要進行預先的手工研磨。
[0110] 以3000rpm的轉速使用5minLhomargy分散器能夠制備得到150g/l土壤懸浮液。
[0111] 圖1表示在實驗室中處理土壤使用的浮選柱的示意圖，通過溢流回收泡沫濃縮 物。根據浮選原理，加入捕收劑并將氣泡吹入待處理的溶液或懸浮液（土壤在水中）中。
[0112] 已確定可能影響浮選的所述懸浮液的物理化學特性（尺寸和表面電荷）（以下表 1)。
[0113]

【權利要求】
1. 用于處理被至少一種放射性核素污染的±壤的方法，其包含至少一個步驟： 通過由向包含所述±壤和至少一種捕收劑的息浮液中吹氣泡產生的分散氣浮泡沫，從 而分離所述放射性核素。
2. 根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述放射性核素選自由氣3H ;碳"C ;餓 9皆；紀9呼；飽"7Cs ;頓"y-Ba ;銅2"Am ;社232族的放射性核素和鋪238族的放射性核素組 成的組。
3. 根據權利要求1或2所述的方法，其特征在于，所述放射性核素為飽"7Cs。
4. 根據權利要求1-3任一項所述的方法，其特征在于，所述方法在浮選柱或浮選槽中 進行。
5. 根據權利要求1-4任一項所述的方法，所述方法包含步驟： a) 將氣泡注入包含所述±壤和至少一種捕收劑的息浮液中，從而產生泡沫； b) 從所述息浮液的其余部分分離至少一部分所述泡沫。
6. 根據權利要求5所述的方法，其特征在于，所述息浮液包含： -基于所述息浮液的總重，2-40wt%且特別是10-30wt%的待處理±壤； -基于所述息浮液的總重，0. 〇〇5-5wt%且特別是0. 01-2wt%的至少一種捕收劑；和 -水。
7. 根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述捕收劑選自脂肪酸、脂肪酸鹽和陽離 子表面活性劑。
8. 根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述捕收劑為脂肪酸鹽，且特別為油 酸軸。
9. 根據權利要求6或7所述的方法，其特征在于，所述捕收劑為十四焼基H甲基漠化饋 (TTAB)。
10. 根據權利要求6-9任一項所述的方法，其特征在于，所述息浮液除所述捕收劑外還 包含至少一種起泡表面活性劑。
11. 根據權利要求10所述的方法，其特征在于，所述起泡表面活性劑選自焼基多糖巧、 賴基甜菜堿、己氧基化醇和胺氧化物。
12. 根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，挖掘或粟出所述被至少一種放 射性核素污染的±壤。
13. 根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，所述被至少一種放射性核素污 染的±壤進行預處理步驟，W從中去除直徑大于300 y m的礦物或有機成分。
14. 根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，對于高度為lm-8m的浮選柱 (或槽），步驟（a)中產生的泡沫的高度為30cm-600cm，特別為80cm-400cm。
15. 根據前述權利要求任一項所述的方法，其特征在于，在步驟化）中，通過抽吸或溢 流將在柱（或槽）頂部的富含放射性核素的泡沫從所述息浮液的其余部分分離。
16. 通過實施前述權利要求任一項所述的方法，從±壤息浮液中獲得的浮選泡沫，其包 含： -基于所述息浮液的總重，2-40wt%且特別是10-30wt%的待處理±壤； -基于所述息浮液的總重，0. 〇〇5-5wt%且特別是0. 01-2wt%的至少一種如在權利要 求6-9任一項中所定義的捕收劑；和 -水。
17.根據權利要求16所述的浮選泡沫，其特征在于，所述息浮液除了所述捕收劑，還包 含至少一種如權利要求10或11所定義的起泡表面活性劑。
【文檔編號】B09C1/02GK104470648SQ201380037200
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2013年5月10日 優先權日:2012年5月11日
【發明者】西爾萬·福爾, 馬克·梅薩利爾 申請人:原子能與替代能源委員會