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

Lokshin Efroim Pinkhusovich, Dr.Sc. (Engineering), I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia , lokshin@chemy.kolasc.net.ru Beljaevskij Alexander Trifonovich, I.V.Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials of the KSC of the RAS, Apatity, Russia , belya_at@chemy.kolasc.net.ru УДК 546.824:661.183.12 ИЗВЛЕЧЕНИЕ ТОКСИЧНЫХ МЕТАЛЛОВ ИЗ ВЫСОКОСОЛЕВЫХ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ В.И. Иваненко1, Р.И. Корнейков1, Э.П. Локшин1, А.М. Петров2 1Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И.В. Тананаева Кольского научного центра РАН, Апатиты, Россия 2Филиал ОАО «Концерн Росэнергоатом» «Кольская атомная станция», Полярные Зори, Россия Аннотация Изучено влияние природы катионов сорбируемых металлов на процесс замещения протонов гидрофосфата Ti(IV). Разработаны способы модификации титано-фосфатного сорбента. Модифицирование основано на образовании гетерополиядерных ассоциатов при взаимодействии оксо-, гидроксо-ацидокомплексов переходных металлов, имеющих различие в кислотно-основных свойствах. Термическая обработка отработанных сорбентов обеспечивает надежную иммобилизацию сорбированных катионов в виде нерастворимых в водной среде кристаллических соединений. Разработанные сорбенты могут быть эффективно использованы для очистки от радионуклидов жидких радиоактивных отходов с высоким содержанием солей нерадиоактивных элементов, а также для извлечения из технологических стоков катионов токсичных металлов. Ключевые слова: сорбция, ионный обмен, неорганические сорбенты, фосфаты титана(ІѴ), катионы токсичных металлов, иммобилизация. EXTRACTION OF TOXIC METALS FROM AQUEOUS HIGH SALT SOLUTIONS V.I. Ivanenko1, R.I. Korneikov1, E.P. Lokshin1, A.M. Petrov2 I I. V. Tananaev Institute o f Chemistry and Technology o f Rare Elements and Mineral Raw Materials o f the Kola Science Centre o f the RAS, Apatity, Russia 2Kola Nuclear Power Plant, Polarnye Zori, Russia Abstract The effect of the nature of the sorbed metal cations on the process of substitution of Ti(IV) hydrophosphate protons has been studied. The methods have been developed for modifying the titanium-phosphate sorbent. Modifying is based on forming hetero-polynuclear associates from interacting oxo-, hydroxo-acidocomplexes of transition metals having different acidic- base properties. Heating of the spent sorbents are reliably immobilized as water-insoluble crystalline compounds. The new sorbents can be effectively used for purification of liquid radioactive wastes from radionuclides with high contents of non­ radioactive element salts, and as well as for extraction of toxic metal cations from industrial effluents. Keywords: sorption, ion exchange, inorganic sorbents, titanium(IV) phosphates, toxic metal cations, immobilization. Развитие промышленности приводит к образованию большого количества требующих очистки технологических отходов, содержащих микроколичества высокотоксичных катионов металлов в концентрациях, существенно превышающих уровень безопасности. Они, как правило, имеют сложный химический состав, что часто затрудняет отделение токсичных элементов. При очистке промышленных стоков широко используются методы сорбции и осаждения. Для решения проблем очистки сорбционным методом необходимо использование сорбентов высокой селективности по отношению к катионным микропримесям токсичных металлов на фоне высоких концентраций других элементов. К таким материалам относятся гидратированные аморфные гидрофосфаты титана(ІѴ) с отношением P:Ti<1 [1, 2]. В гидратированных гидрофоcфатах титана(ІѴ) поляризация ацидолиганда в поле атома титана приводит к повышению подвижности протонов и способности их к катионному обмену. Выбор состава соединений сделан и на основании того, что гидратированные гидрофосфаты титана(ІѴ) с отношением P:Ti(IV)< 1 аморфны, что должно определять быструю сорбцию катионов. Поскольку в состав гидратированных аморфных гидрофосфатов титана(ІѴ) с отношением P:Ti(IV)< 1 входят как протонированные 363