Способ дезактивации радиоактивных жидкостей Советский патент 1975 года по МПК G21F9/04 

Описание патента на изобретение SU468446A3

1

Изобретение относится к способу дезактивации радиоактивных жидкостей с помощью минеральных веществ.

Известны способы дезактивации радиоактивных жидкостей с помощью ионообмен- НИКОВ, которые подлежат регенерации. Однако в результате регенерации получаютс радиоактивные жидкости, которые требуется дезактивировать.

Известен также способ обработки

радиоактивных жидкостей, состоящий в химическом осаждении радиоактивных ионов. Полученный осадок отфильтровывают и перемешивают с горячим битумом, доби-, ваясь получения однородной смеси. При

проведении этой операции имеющаяся вода испаряется, и получающую-ся массу хранят в стальных барабанах. Отделение осадков фильтрованием затруднительно, для этого необходимы крупные установки. Кроме

того, осадок должен быть обезвожен по способу замораживания и оттаивания для того, чтобы придать ему лучшую способность к фильтрованию. i Все указанные известные способы не

являются специфическими по отнощению к радиоактивным ионам. По этой причине ионообменники насьпцаются в значительной мере такими ионами, которые не желатель извлекать (ионы натрия, кальция или магния). Осадки также могут содержать преимущественно такие ионы, которые нежелательно извлекать (такие ионы всегда присутствуют в воде, подлежащей дезактивации).

Предлагаемый способ является специфичным для радиоактивных ионов. По , предлагаемому способу извлечения радиоактивных ионов, присутствующих в незначительных количествах в загрязненных жидкостях, жидкость приводят в соприкосновение с минералом, включающим несколько соединений из группы: соль бария, сульфид металла и ферроцианид меди. Ионы натрия, кальция, магния, железа, алюминия таким образом не экстрагируются, в то время как радиоактивные ионы извлекаются из подлежащих очистке жидкостей.

Эксперименты показали, что различны

неорганические вещества обладают специфическими торбционными характеристикам Это проявляется при соприкосновении этих веществ с раствораг щ, содержащими радиоактивные ионы и, в особенности,

ионы, находящиеся в количествах, подр.аюшихся определению Термин сорбция включает любое из средств, с помощыо которых ион может переноситься из , раствора к твердому веществу минерального происхождения, находящемуся в соприкосновении с раствором.

Сорбцию можно проводить, например, с помощью изотопного обмена, образования смешанных кристаллов и в особенности осаждения, совместного осаждения и последующего осаждения. Проблема дезактивации радиоактивных жидкостей имеет особое отнощ ние к извлечению следующих ионов: стронция, цезия, церия кобальта, рутения, радия и сурьмы.

По предлагаемому способу предпочтительно сорбируются: стронций - солью бария; радий - солью бария или сульфидо металла; цорий - солью бария или суль- фидом металла; рутений - солью бария, сульфидом металла клм ферроцианидом меди; сурьма - солью бария, сульфидом металла или ферроцианидом меди; цезийферроцианидом меди.

Указанные соли можно применять в виде простых или смещанных солей.

Сернокислый барий получают смешени при комнатной температуре равных объем (растворов) хлористого бария и серно-

кислого натрия. образуюи1.ийся осадок отфильтровывают, и, не промывая BbicyuJHBaioT при 1ОО С. Полученный порошкообразный продукт используют для определения сорбшюнных характеристик, выража(5мь(х коэф(} ицие1нтом Kd , который определяется как соотношение между концентрацией иона на сорбенте (на 1 г) и концентрацией иона в раст-эоре (на 1 мл.). Опыты проводили с

земинерализованной водой, к которой добавляли радиоактивные ионы, под лежа- цие определению, и 40 ч. на 1 млн. альция. Получены следующие значения Kd. : для стронция - 7, радия - 27 и

дерня .- 284. После добавления серной ислоты к воде, применяемой для проведения испытаний, например для понижени зН до 2, значения Kd увеличились: для стронция - 195О, радия - ЗООО и

дерия - 66ОО.

Механизм сорбции может быть вьш&ден на основании следующих фактов: если бы чистый сернокислый барий обладал сорбционными свойствами, то между значениями Kd до и после добавления серной кислоты не бьшо бы никакой разницы. Однако добавление серной кислоты необходимо для достижения хоро-.

щей сорбции. С другой стороны, как можн легко доказать с помощью контрольного раствора, в растворе ионов сульфата, происходящих от добавленной серной кислоты, оказывается недостаточно для понижения растворимости продуктов - стронция и радия, при осаждении их в малых количест вах.

Причина, согласно которой стронций и радий сорбируются более эффективно после добавления серной кислоты, вероятно, обусловлена явлением совместного осажден с вновь образующимся сернокислым барием Действительно, ионы бария уже присутствуют в осажденном сернокислом барии (не подвергавшемся промьшке во время осаждения) и образуют, совместно с ионами сульфата, находящимися в растворе, дополнительное количество сернокислого бария, осаждающегося на уже существовавш до этого сернокислом барии. В процессе этого образования стронций, радий и церий подвергают совместному осаждению.

Значения Kd могут быть существенно повышены путем приготовления сернокислог бария таким образом, как указано выше, но при нали чии избытка ионов бария. Значения Kd ,полученные таким путем, обобщены в табл.1. Далее, возможно повысить сорбционные свойства сернокиолого бария посредством его активирования, например за счет добавления азотнокислого натрия во время осаждения сернокислого бария. Концентрация азотнокислого натрия должна быть такой, чтобы она находилась в пределах от 1 иона натрия на 1 ион бария до 1 иона натрия на 24 иона бария. Иные концентрации азотнокислого натрия не оказывают благоприятного влияния на сорбционную способность сернокислого натрия.

Как указывалось выше, избычтоное количество ионов бария в составе сорбента в виде сернокислого бария необходимо для хороших сорбционных свойств. Хотя соотношение 3 иона бария на 1 HOIJ и обеспечивает хорошую сорбцию, следует отметить, что дальнейшее увеличение пропорционального количества ионов бария не сопровождается более улучшением сорбционных свойств. Совместное рсаждение обладает весьма высокой избирательностью, например, практически отсутствует осаждениекальция. Вода для проведения испытаний: демин рализованная вода, содержащая стронций, радий и церий и 4О ч. на 1 млн. кальция к которой добавляли серную кислоту до тех пор, пока рН не достиг 2. Таблица Вода для проведения испытаний не содержала серной кислоты. Сернокислый барий активирован добав лением 1 объема азотнокислого натрия на 3 объема хлористого бария во время получения сернокислого бария. Аналогичные опыты, проведенные с деминерализованной водой, к которой бьши добавлены ионы натрия и магния, показали, что эти ионы не подвергаются совместному осаждению. Совместное осаждение име,ет место при формировании свеже- образующегося сернокислого бария. Вновь получаемый сернокислый барий может также формироваться, исходя из любой растворимой соли бария, посредством добавления ионов. Хорошие результаты были получены с применением углекислого бария в среде, содержащей сульфат. Таким путем образуется свежий сернокислый барий и достигается совместное осаждение стронция, радия, церия С применением той же воды для проведения испытаний сорбцию на углекислом барии проводили сначала при тех же условиях кислотности среды (рН 2 за счет добавления серной кислоты), как в случае сернокислого бария, затем - в среде, в которой имеется сернокислый натрий. Полученные значения .коэффициента Kd приведены в табл.2. Вода для проведения испытаний: деминерализованная вода, содержащая строн- , ций, радий и церий и 4О ч. на 1 млн. кальция. рН 2 достигали в указанной среде. Углекислый барий - имеющийся в продаже. Та бли ца2

Похожие патенты SU468446A3

название год авторы номер документа
СПОСОБ ОПРЕДЕЛЕНИЯ УДЕЛЬНОЙ АКТИВНОСТИ РАДИОНУКЛИДОВ В НИЗКОАКТИВНЫХ И СБРОСНЫХ МИНЕРАЛИЗОВАННЫХ ВОДАХ 2011
  • Епимахов Виталий Николаевич
  • Олейник Михаил Сергеевич
  • Епимахов Тимофей Витальевич
  • Леонтьев Геннадий Григорьевич
RU2446492C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ 1996
  • Пензин Р.А.
  • Шептунов В.С.
  • Лесохин Б.М.
  • Булыгин В.К.
  • Петров С.В.
RU2112289C1
СПОСОБ РЕАБИЛИТАЦИИ РАДИОАКТИВНО-ЗАГРЯЗНЁННЫХ ПОЧВ 2023
  • Воронина Анна Владимировна
  • Байтимирова Марина Олеговна
  • Семенищев Владимир Сергеевич
RU2812709C1
КОМПЛЕКСНАЯ КОРМОВАЯ МИКРОДОБАВКА ДЛЯ ЖИВОТНЫХ 1998
  • Степанок В.В.
  • Туманов И.П.
  • Малинин Б.М.
  • Ковалев Н.Г.
RU2141230C1
СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ 2016
  • Ремез Виктор Павлович
  • Ремез Евгений Павлович
  • Ремез Михаил Павлович
RU2608968C1
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА, СЕЛЕКТИВНОГО К РАДИОНУКЛИДАМ ЦЕЗИЯ (ВАРИАНТЫ) 2009
  • Авраменко Валентин Александрович
  • Железнов Вениамин Викторович
  • Каплун Елена Викторовна
  • Сергиенко Валентин Иванович
  • Шевелева Ирина Вадимовна
  • Шматко Сергей Иванович
RU2412757C1
СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ ЖИДКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ОТХОДОВ ОТ ОДНОГО ИЛИ НЕСКОЛЬКИХ РАДИОАКТИВНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ ПУТЕМ ОТДЕЛЕНИЯ ТВЕРДОЙ ФАЗЫ ОТ ЖИДКОЙ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КОНТУРА РЕЦИРКУЛЯЦИИ 2009
  • Пакари Винсент
  • Барр Ив
  • Плазари Эдуард
RU2498431C2
СПОСОБ ОЧИСТКИ ГРУНТОВ ОТ РАДИОНУКЛИДОВ 2006
  • Локшин Эфроим Пинхусович
  • Иваненко Владимир Иванович
  • Корнейков Роман Иванович
  • Авсарагов Хаджимурат Борисович
  • Калинников Владимир Трофимович
RU2331128C1
СПОСОБ И УСТРОЙСТВО ДЛЯ ОЧИСТКИ РАСТВОРОВ ОТ РАДИОНУКЛИДОВ СТРОНЦИЯ И ЦЕЗИЯ 1997
  • Авраменко В.А.
  • Глущенко В.Ю.
  • Железнов В.В.
  • Сергиенко В.И.
  • Черных В.В.
RU2118856C1
СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ ЖИДКОГО ЭФЛЮЕНТА, СОДЕРЖАЩЕГО ОДИН ИЛИ БОЛЕЕ РАДИОАКТИВНЫХ ХИМИЧЕСКИХ ЭЛЕМЕНТОВ, ПОСРЕДСТВОМ ОБРАБОТКИ В КИПЯЩЕМ СЛОЕ 2009
  • Пакари Винсент
  • Барр Ив
  • Плазари Эдуард
  • Коэн Оливье
  • Мюр Эрве
  • Жобер Сер Клер
RU2529018C2

Реферат патента 1975 года Способ дезактивации радиоактивных жидкостей

Формула изобретения SU 468 446 A3

Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что в среде 0,1н.раствора сернокислого натрия, результаты сорбции на углекислом барии сравнимы с таковыми для сернокислого бария при наличии молярного соотношения Ва/ So ., равного 3/1.

В связи с тем, что не всегда бывает экономически выгодным обрабатьшать большие объемы сточных вод в среде ё

виде 0,1н. раствора сернокислого натрия, по предлагаемому способу рекомендовано обрабатывать упомянутые объемы на ионообменнике, а жидкости, полученные после регенерации, полученные после обработки ионообменника, в дальнейшем обрабатывать углекислым барием.

Рутений и сурьма также должны сорбироваться на углекислом барии. Таким сяз)азом, в случае упомянутых ионов нет 11еобходимос.ти использовать сульфиды металлов, если, используется утлекислый барий.Однако такое совместное осаждение на соли бария, которое является успешным при наличии стронция, радия и церия,не может достигаться со всеми ионами, котор желательно экстрагировать.. Так например кобальт может осаждаться с лучшими резу татами с помощью сернистого марганца, сернистой меди и сернистого железа. Этим сульфидами осаждаются также рутений и сурьма. В соответствии с предлагаемым способом упомянутые сульфиды металлов в данном случае должны быть приготовлены с избытком сульфидом, а сорбцию следует проводить в условиях почти нейтральной среды {например, при pri 5). Объясняется это тем, что в сильно кислой среде ионы сульфида будут выделять газообразный сероводород. Полученные значения коэффициента Kd приведены в табл.3 для следук щих случаев: Сернистый марганец, приготовленный с применением равных количеств {по объему) сернокислого марганца и сернистого натрия; сернистый марганец, приготовленный с применением избыточног количества ионов, сульфида {2 объема сернистого натрия на 1 объем сернокислог марганца); сернистое железо, приготовленное с применением двух объемов сернистог натрия на ,1 объем сернистого железа. Вода для проведения испытаний:деминерализованная вода, содержащая кобальт, рутений и сурьму и 40 ч. на 1 млн. каль ция.

Т а б л и ц а 3

Церий и радий также будут сорбироваться на сульфидах. Таким образом, сульфид металла может использоваться для извлечения из, воды и этих элементов. Что касается соотношения между сульфидами и ионами металла в сорбенте, отметим, что

Сорбция радиоактивных ионов, которые образуют нерастворимые сульфиды,поступающих из жидкостей послерегенерации ионообменников, также были исследованы в направлении применения сульфидов металлов. Превосходные результаты были необходимым избыток ионов сульфида. Предпочтительно соотношение 2/1. Дальнейшее увел1«ение пропорционального количества ионов сульфида не приводит к улучшению результатов. При применении сульфида механизм сорбции базируется на образовании осадка. В связи с тем, что щелочноземельные сульфиды растворимы в воде, кальций и магний, которые обычно присутствуют в водах, подлежащих дезактивации, в больших количествах, не будут осаждаться. Таким образом, и данный механизм сорбции является весьма избирательным. Тем не менее, ионы щелочного металла оказывают влияние на сорбцию кобальта на сульфидах металлов. Опыты, проведенные с водой для проведения испытаний такого же состава, к которой был также добавлен натрий в . количестве 100 ч. на 1 млн.показали для сернистого железа, приготовленного как указано выше, что значение К4 для кобальта 7800 вместо 30000. Однако сорбцию кобальта можно значительно улучшить добавлением хлористого кальция во время осаждения сернистого железа. Концентрацию хлор1ютого кальция, подлежащего добавлению, можно будет изменять в предеглах 1 иона кальция на 1-18 ионов железа. Эффективность влияния такой активации на сорбцию кобальта показана в табл.4. Вода для проведения испытаний: деминерализованная вода, содержащая кобальт {рутений и сурьму), 4О ч. на 1 млн, кальция и 100 ч. на 1 млн. натрия. ( Таблица 4 получены сульфидами железа природного происхождения, такими, как троилит и пирит. Сорбция церия, радия, кобальта, рутения и сурьмы на троил ите из водных отходов после регенерации ионообменнико показана в табл. 5. 6л жидкостей после регенерации, содержащих 2 М хлористого натрия и 0,05 М хлористого кальция, к которым добавляли сернокислый натрий д достижения концентрации 0,1н., были см шаны с Юг троилита. Т а б л и ц а 5 Приведенные в табл.5 данные свидетел ствуют о том, что троилит может быть успешно использован для обработки водны радиоактивных жидкостей, не содержащих цезия или стронция. Очевидно, что при наличии цезия или стронция, троилит мож быть применен при условии наличия допол нительного сорбента для этих ионов. Сорбцию цезия предпочтительно проводить с применением ферроцианида меди, который может быть приготовлен смешени 2 объемов сернокислой меди с 1 объемом ферроцианида железа. Этот продукт удерживает практически 100% числа всех ионов цезия. В случае необходимостисорбция на ферроцианиде меди может быт улучшена активацией, достигаемой путем добавления хлористого кальция к сернокислой меди во время приготовления ферроцианида меди. Приведенные выше соображения свидетельствуют о селективности упомянутых продуктов. Так, применяя соли бария, сульфида металла и ферроцианида меди, .можно извлекать радиоактивные ионы из радиоактивной воды. Однако указанные продукты должны быть в таком виде, который способствовал бы их применению в производственной технологической аппа ратуре, например, колоннах и осаждающих аппаратах с мешалками. По предлагаемому способу указанные вещества получают с помощью препаративного метода. Сульфиды: сернистое железо, сернистая медь и сернистый марганец.- уже имеют зернистую структуру, а сернокислый барий и углекислый барий получают в виде мелкого порошка, непригодного для применения в колонной аппаратуре. Подходящая для применения структура может быть придана сернокислому барию посредством приготовления его в виде смешанного продукта. Так, сернокислый барий и ферроцианид меди получают в виде смешанного вещества, обладающего хорошей структурой в виде гранул, которое можно использовать для одновременного извлечения стронция, радия и церия, а также цезия, рутения и сурьмы. Для получения такого смешанного вещества ЗОО объемов 1 М раствора сернокислого натрия добавляют к 150 объемам 0,1 М раствора сернокислой меди. К этой смеси при перемешивании добавляют 945 объемов 1 М раствора хлористого бария. Затем к полученному осадку сернокислого бария добавляют 75 объемов 0,1 М раствора ферроцианида калия и энергично перемешивают 2 мин. Затем полученный осадок оставляют для формирования на 1-2 час. до того, как отделять его фильтрованием. Затем без промывки осадок высушивают при 1ОО С. Полученный плотный отфильтрованный осадок измельчают для получения зерен требуемого размера (не проходящих через сито с ячейками 80 меш.). Зернистый материал имеет следующий теоретический состав: 97,7% сернокислого бария с молярным соотношением Ba/SO. 3/1 и 2/3% ферроцианида меди, имеющего молярное соотношение между Си и TeCCN) 1:1. Гранулы затем помещают в колонну, через Которую пропускают воду, применяемую для проведения испытания. Полученные при этом значения коэффициента К«1 приведены в табл.6. Тот же пример был повторен, но с добавлением азотнокислого натрия в количестве, обеспечивающем соотношение 3 иона бария на 1 ион натрия. Тот же пример повторяют и с тем отличием, что взамен азотнокислого натрия применяют хлористый кальций в количестве, обеспечивающем соотношение 3 иона бария на 1 ион кальция.

Вода для проведения испытаний: деминерализованная вода, содержащая стронций, радий, церий и цезий, 100 ч. на 1 млн. Значение коэффициента Kd для радия не было определено. Смешанные сорбенты в виде сернокислого бария и сернистого марганца также имеют хорошую зернистую структуру,,, однако сернистый марганец в этом случае лишь обеспечивает структуту сернистого бария. Другим сорбентом, применять которьй можно в соответствии с предлагаемым способом, является углекислый барий и ферроцианид меди. В отличие от смешанного продукта, содержащего сернокислый барий, данная смешанная соль, базирующа на углекислом барии, все же остается мелким порошком, так что контактировани между смешанным продуктом и подлежащи обработке сточными жидкостями должно о ществляться в аппаратуре с применением единичных загрузок. Сорбент должен быть приготовлен, например, следующим образом. Смешивают 1 объем 1 м раствора хлористого бария с 1 объемом 1 М раствора углекислого натрия и оставляют до

10

натрия и ЗО ч. на 1 млн.кальция, к которой добавляпи серную кислоту до тех пор, пока не достигали рН 2.

Т а б л и ц а 6

Таблица получения однородного осадка. Кроме того, 1 объем 1 М раствора ферроцианида калия добавляют к 2 объемам 0,1 MipacTвора сернокислой меди и также оставляют . до получения однородного осадка. Затем оба осадка перемешивают каждый в отдельности, смешивают их и высушивают без предварительной промывки. Указанная методика обеспечивает получение смешанного сорбента, состоящего из 91% углекислого бария, имеющего молярное соотношение между Ва и СО 1:1 и 9% ферроцианида меди, имеющего молярное соотношение между Сы„ и Fe(CN) также 1:1. idо Значения коэффициента Kd. цпя этого Сорбента определены с применением той же оды для проведения испытаний, что и в лучае, представленном в табл.6. Полученые результаты приведены в табл.7. Значение рН бьшо получено в приведенной среде (5 г сорбента смещивали с 1 л аствора в течение 15 мин, затем центриугировали).

11

Рутений, сурьма и кобальт также будут сорбироваться на данном сорбенте. В табп 7 представлены превосходные результаты, получаемые в среде, характеризуемой наличием 0,1 н. раствора серной кислоты. Как уже установлено, не всегда бьшает экономически выгодно обрабатьтать больш объеьлы сточных вод в среде - О,1н. растворе серной кислоты. По этой же причине рекомендовано по предлагаемому способу обрабатьшать радиоактивные сточные воды с помощью ионообменников и подвергать обработке на данном сорбенте жидкости, полученные после предварительной обработки радиоактивных сточных вод на ионообменниках.

В качестве сорбента эффективным является концентрированный солевой раствор, который должен иметься в наличии в связи с необходимостью дезактивации

жидкости после регенерации ионообменников.

Следует отметить, что ионообменники уже предлагались неоднократно для дезактивации радиоактивных жидкостей. Однако до настоящего времени их применение не было оправдано практическими соображ&ниями, так как возникали проблемы, связанные с дезактивацией жидкостей, полу-

Результаты табл.8 показьшают, что сорбция, в особенности стронция, является функцией концентрации сульфата. Концентрация О,1 н. сернокислого натрия является

12

ченных после регенерации ионообме1шикоБ. Эти жидкости являются, фактически, сточными концентрированными солевыми

растворами, содержащими радиоактивные ионы. С помощью смещанного сорбента, состоящего из углекислого бария и ферроцианида меди, сточные воды после регенерации ионообменников могут быть просто и эффективно обработаны без каких-либо дополнительных трудностей.

Сорбент применяют в сульфатной среде в том случае, если в составе сточных вод, подлежащих дезактивации, присутствует стронций. Было найдено, что концентрация сульфата оказывает влияние на сорбцию различных радиоактивных ионов. Влияние сульфата в различной концентрации в случае применения описа ного сорбента в виде углекислого бария с ферроцианидом меди отражено в табл.8. Вода, применяемая для испытаний, содержала хлористый натрий (2 М концентрации хлористый кальций (0,05 М концентрации;) наряду с поддающимися определению незначительными количествами цезия, стронция, церия, радия, кобальта, рутения и сурьмы. 3 г сорбента добавляли к 1 л воды, прим&няемой для испытаний, и перемешивали 1 час перед фильтрованием.

Таблица8

предпочтительной, так как более высокие концентрации должны приводить к повышенному образованию сернокислого кальция. Карбонать обычно растворимы в кислой

13

среде, так что отмечаются значения рН свыше 3,5,. хотя описанные выше опыты были проведены со смешанным сорбентом, содержащим 91% углекислого бария и 9% ферроцианида меди. Вода, применяемая для испытания, содержала хлористый натрий (2 М концентрации) и хлористый

Табл.9 свидетельствует о том, что рутений и сурьма сорбируются обоими компонентами, в то время как цезий сорбруется главным образом ферроцианидом меди. С другой стороны, церий и радий сорбируются преимущественно углекислым барием. Соотношение в смешанном сорбенте должно быть рассмотрено особенно тщательно для случая поглощения стронци и кобальта. Было найдено, что для получения хорошей сорбции стронция, в составе смешан)юго сорбента должно присутствовать, по меньшей мере, 9О% углекислого бария. Что касается кобальта, то хорошие результаты дает та же пропорция, однако возможно повысить пропорциональные соотношения между компонентами до ст&пени, обусловленной содержанием 85% углекислого бария и 15% ферроцианида меди. Однако, имея в виду радиологичеокую токсичность стронция, смешанный сорбент, содержащий, по меньшей мере, 9О% углекислого бария, является предпочтительным для обеспечения сорбции максимального количества стронция.

Далее приводятся дополнительные примеры сорбции.радиоактивных ионов, присутствующих в составе жи/1костей после регене|1ации ионообменников, примененных для дезактивации радиоактивных сточных вод.

468446

14

кальций (0,2 М концентрации) в дополнение к цезию, стронцию, церию, радию, кобальту, рутению и сурьме. Сернокислый натрий добавляли до тех пор, пока не была достигнута концентрация О,1н. Сорбент добавляли в количестве, равноценном содержанию 7 г на 1 л воды.

Т а б л и ц а 9.

Сточную жидкость, содержащую следующие ионы металлов: бор - 2 ч. на

1 млн., марганец - 0,16 ч. на 1 млн., железо - 0,2 ч. на 1 млн., магний - 1,15 ч. на 1 млн., кремний - 2,55 ч. на 1 млн., кальций - 41 ч. на 1 млн., натрий - 112 ч. на 1 млн., стронций 0,06 ч. на 1 млн. и калий - 6,4 ч. на 1 млн., в дополнение к следующим изотопам: церий - 144, руте)шй - 1О6, цезий - 137, цирконий - 95, тюбий-95, кобальт - 58, кобальт - 6О, марганец -

54, стронций - 9О, имеющукз рП 3,

пропускали через колонку, содержащую синтетическую ионообменную смолу в натриевой форме (торговое наименование Амберлайт IR - 120). После пропускания 350 объемов сточной жидкости вода была дезактивирована в следукмцей степени, %: стронций 9О - 99,7, рутений 1О6 - 95,6, цезий 137- 94,1, кобальт 58 - 1ОО, кобёльт 6О - 98,3, церий

144 - 1ОО, цирконий 95 и ниобий 95 1ОО, марганец 54 - 1ОО. Затем ионообменную смолу подвергали рег-енерапии с применением 6 объемов 4 М раствсфя хлористого натрия. рИ среды повышают

до 3,5 и добавляют сернокислый натрпй до достижения концентрации 0,1н. 1О гсмешанного сорбента, содержащего 91% углекислого бария и 9% ферроцианида

15

меди, добавляли к 1,5 л сточной жидкости уйазанного состава, перемешивали 1 час и центрифугировали 10 мин. После обработки было найдено, что степень дезактивации составила, % : 95,1 для гаммаизлучателей, 98,7 - для бета-излучателей и 98,6 - для стронция 9О.

Сточная жидкость другого состава

содержала ионы следующих металлов: бор - 1 ч. на 1 млн., марганец - О,О9 ч. на 1 млн,, железо - 1,3 ч. на 1 млн., магний - 0,9 ч. на 1 млн., кремний - 2ч. на 1 млн., алюминий - 1,95 ч. на 1 млн. кальций - 61,5 ч. на 1 млн., натрий 38 ч. на 1 млн., стронций - 0,1 ч. на 1 млн. и калий - 6,5 ч, на 1 млн., в дополнение к следующим изотопам;

церий - 144, рутений - 1О6, цезий - 137 цирконий - 95, ниобий - 95, кобальт - 58 кобальт - 60, марганец - 54 и стронций - 90, пропускали через колонку, содержащую тот же ионообменник, что и в предыдущем примере. После пропускания 615 объемов сточной жидкости оказалось, что степень дезактивации воды составила, %: 94,8 для гамма-бета-излучателей и 97,8 - для стронция - 90. Ионнообменник затем подвергали регенерации с применением 12,5 объемов 2 М раствора хлористого натрия. рН жидкости, полученной после регенерации был повышен до 6,5 путем добавления гидрата окиси натрия. Добавляли также сернокислый натрий до достижения

концентрации 0,1н. Ю г смешанного сорбента, содержущего 91% углекислого бария и О% ферроцианида меди, добавляли к 2 л сточной жидкости упомянутого состава, перемешивали 1 час и фильтровали Затем воду проверяли на остаточную , радиоактивность. Было найдено, что степень дезактивации составила, %: 97,7 для гамма-бета-излучателей и 9О-99,8 - для стронция. Последний пример свидетельствует о том, что дезактивация в отношении стронция - 90бьта более эффективной при рН 6,5.

Приведенные вьпие сорбенты могут быть также использованы для экстрагирования других радиоактивньк ионов, которые

16

могут присутствовать в радиоактивных 4, водах некоторых разновидностей. К числу таких ионов относятся уран, плутоний и йод. Опыты показали, что уран и плутоний могут экстрагироваться с помощью см&шанного сорбента, составленного из сернокислого бария и сульфида металла. С другой стороны, йод может осаждаться из сернисто меди и йодистой меди. В этом случае сернистую медь следует осаждать при наличии избыточного количества ионов меди. Если йод присутству в радиоактивных жидкостях, из которых следует также извлекать рутений, кобальт и сурьму, то сернисую медь надлежит готовить сначала при наличии избытка ионов меди, а затем - при наличии избыт сульфидных ионов. Оба сульфида меди, имеющих форму гранул, могут перемешиваться. Тогда они будут задерживать йод цесряку с рутением, кобальтом и сурьмой.

Предлагаемый способ может найти применение во многих различных случаях. В качестве примера укажем, что радий может извлекаться из растворов, харак- теризуемых высокой концентрацией нат- рия. Такие растворы имеют место среди сточных жидкостей, получающихся при операции разделения после получения актиния исходя из радия. Такие растворы имеют 6 М концентрацию натрия и содержат радий в количествах, заслуживающих извлечения. Для достижения этой цели готовят смешанный сорбент, содержащий 5О% сернокислого бария, причем соотношение между Ва иЗО . 2/1, и

5О% сернистого марганца, причем соотношение между марганцем и серой 1/1. Плотный осадок, полученный в результате фильтрования, высушивали прил/зОО С затем измельчали до зерен, размер которых соответствовал требованиям применения в кблоннах определенного размера. Из растворов, имеющих повышенную koHцентрацию ионов натрия, было отделено свыше 99% ионов радия.

В табл.Ю указаны предпочтительные активированные сорбенты для удаления радиоактивных ионов из жидкостей, загрязненных такими ионами.

17 По предлагаемому способу могут сорбироваться также другие ионы, например, уран, плутоний, йод, цирконий, ниобий и марганец. Предмет изобретения 1. Способ дезактивации радиоактивных жидкостей, зараженность которых не превьпиает активности 1 кюри на кубометр, от радиоактивных примесей путем пропуска ния жидкости через сорбент, содержащий соль бария, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности

18

Таблица 10: Очистки, используют смешанный сорбент, содержащий по крайней мере. .50% соли бария и ферроцианид меди, причем процесс ведут в сульфатной среде, рН которой ,менее 8, 2. Способ по П.1, отличаю, щ и и с я тем, что в качестве соли бария 35, .используют сульфат бария с соотношением 2-3 иона бария на ион S О, 3. Способ noffn.lu2, отличающ и и с я тем, что в качестве соли бария 40, используют ВаСО,,, причем рН сульфатной среды 5-8,

SU 468 446 A3

Авторы

Карел Петерс

Норбер Ван Де Воордэ

Даты

1975-04-25Публикация

1971-09-01Подача