Труды КНЦ вып.5 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 5/2015(31))

В ИХТРЭМС КНЦ РАН был разработан сорбент на основе фосфата титана, который производился на установке ОАО «Апатит». Испытания проводились на модельных растворах, имитирующих дезактивирующие растворы (солевые растворы, фоновый раствор хлорид натрия) и воды бассейнов хранения отработанного ядерного топлива (низкосолевые растворы). Состав растворов приведен в табл.1. Таблица 1. Состав модельных ЖРО ФГУП «Атомфлот» Показатель Дезактивирующие растворы Вода бассейнов хранения ОЯТ Сухой остаток, г/л 3.4 0.4-0.5 Оксалат-ион, г/л 0 . 1 - Трилон-Б, мг/л 80 - ПАВ анионоактивные, мг/л 4.5 - рн 8.3-8.8 8.4 Cs-137, кБк/кг, средний 1 2 11 Sr-90, кБк/кг, средний 4 4 Скорость пропускания раствора составляла 3-5 кол. об/ч. Измерения активности фильтрата после сорбции Cs-137 проводились гамма-спектрометрическим методом на анализаторе с полупроводниковым детектором, Sr-90 - радиохимическим определением с радиометрическим окончанием. В результате проведения испытаний было очищено 12000 колоночных объемов вод бассейнов хранения ОЯТ и 10000 колоночных объемов солевых вод, при этом полная обменная емкость сорбента достигнута не была. Коэффициенты очистки солевых растворов от радиоизотопов стронция составили 200 при очистке до 4000 колоночных объемов. При очистке малосолевых растворов коэффициент очистки за одну ступень составил 300 при очистке до 7000 колоночных объемов. Доочистка растворов на второй стадии позвола достичь требуемых значений ПДК по радиоизотопам. Видимого разрушения сорбента и повышения гидравлического сопротивления материала при проведении испытаний отмечено не было. Проведенные испытания показали удовлетворительную степень очистки даже для сложных по составу дезактивирующих растворов Также была испытана средняя проба гранулированного TiPSi сорбента, полученного в опытно­ промышленных условиях на реальных ЖРО, поступающих на переработку в ФГУП «Атомфлот». Растворы ЖРО представляли собой дренажные контурные воды судов АТО. В ходе испытаний по их дезактивации было переработано 2000 колоночных объемов раствора с рН 7.9, солесодержанием 2 г/л и удельной 3 137 90 радиоактивностью 1.8-3.910 Бк/кг. Коэффициенты очистки от Cs и Sr 9 составили 353 и 100 соответственно. В ходе испытаний полная обменная емкость по названным радионуклидам достигнута не была. Сорбционный материал показал высокую химическую и механическую стойкость. Также очистке подвергались воды спецпрачечной (табл.2). Отличительной особенностью таких технологических стоков является повышенное содержание механических взвесей, склонных к образованию псевдоколлоидных и коллоидных растворов, что вызывает серьезные трудности их утилизации. Ни один из применяемых на предприятии сорбентов не очищает ЖРО указанного состава от радиоизотопов стронция. Таблица 2. Состав реальных вод ЖРО ФГУП «Атомфлот» Показатель Воды спецпрачечной Дезактивирующие растворы Сухой остаток, г/л 1 .2 0 . 6 Перманганатная окисляемость, мг О2/л 14 9.5 ПАВ анионоактивные в пересчете на додецилсульфонат, мг/л 4.5 0 . 1 рн 9.2 7.6 Cs-137, кБк/кг, средний 11 15 Sr-90, кБк/кг, средний 1 0 4 При использовании TiPSi коэффициент очистки от Sr 90 составил для вод спецпрачечной 200, для дезактивирующих растворов - 100. Видимого разрушения сорбента и повышения гидравлического сопротивления материала при проведении испытаний отмечено не было. Удовлетворительные сорбционные характеристики гранулированного TiPSi позволили провести опытно-промышленые испытания по очистке ЖРО ФГУП «Атомфлот». В 2011 г. были проведены опытно-промышленные испытания по дезактивации 174 м 3 ЖРО. Дезактивация ЖРО с использованием композиционного сорбента на основе фосфата титана проводилась по типовой методике, принятой на предприятии «Атомфлот». Отличительной особенностью использования данного сорбента являлось то, что после стадии водоподготовки сорбция ЖРО осуществлялась в одностадийном режиме. Исходный состав воды приведен ниже (табл.3). 166