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

Таблица 3. Коэффициент распределения (Kd) катионов меди и никеля при их извлечении из стоков сорбентами различного состава (pH=3.8-4.0, Ж:Т=100) Сорбент Kd, см 3 -г -1 Cu Ni2+ Zro і(TiO)(OH)o 4 (HPO 4 > 1.76H2 24900 12700 TiO(OH)o 24(HP04) o .88-1.89H20 12400 502 Таким образом, гидратированные гидрофосфаты титана(ІѴ) могут быть эффективно использованы в качестве сорбентов для очистки технологических растворов сложного солевого состава: при дезактивации жидких радиоактивных отходов, образующихся при эксплуатации ядерных энергетических установок; реабилитации загрязненных радионуклидами грунтов; выделении редкоземельных элементов из технологических растворов и цветных металлов из стоков. Модифицирование оксогидрофосфатов титана(ІѴ) катионами переходных металлов, отличающихся от титана(ІѴ) по электроотрицательности, позволяет управлять сорбционными свойствами синтезируемых ионообменников. В настоящее время наиболее трудными для переработки остаются кубовые остатки атомных электростанций России и ряда других стран - высокосолевые растворы, содержащие анионы борной кислоты и органических комплексонов, продукты деления, радионуклиды коррозионного происхождения и вещества, используемые для поддержания водно-химического режима и дезактивации оборудования [3-6]. В жидких радиоактивных отходах, содержащих органические комплексоны (например анионы этилендиаминтетрауксусной, лимонной и щавелевой кислот [4]), органические лиганды образуют с кобальтом(ІІ) устойчивые в широком диапазоне рН комплексные соединения [7, 8 ], что не позволяет извлекать радионуклиды кобальта традиционными (сорбционными или осадительными) методами. Для переработки такого вида жидких радиоактивных отходов используют методы окислительного разрушения органических комплексных соединений: озонирование, автоклавное окисление в присутствии пероксида водорода и другие, после чего удаление кобальта известными методами становится возможным [5, 9, 10]. В качестве окислителей используют, например, перманганат калия, пероксид водорода, озон [3, 6 , 9, 10]. Однако эти методы дороги. Их затратность связана с тем, что для разрушения комплексов необходимо практически полное окисление органических лигандов, поскольку даже ничтожное количество последних достаточно для удержания в химически связанном состоянии радионуклидов кобальта. Достичь необходимой полноты окисления органических комплексонов трудно, особенно при использовании гетерогенного процесса озонирования, поскольку по мере уменьшения содержания комплексообразователей в растворе значительно снижается скорость окисления. Это определяет высокий расход окислителей, длительность проведения процесса и большой расход энергии. При использовании автоклавных методов окисления возникают дополнительные проблемы обеспечения безопасности. С целью повышения эффективности и удешевления технологии переработки жидких радиоактивных отходов, содержащих радионуклиды кобальта, цезия и органические комплексоны в виде щавелевой, лимонной и этилендиаминтетрауксусной кислоты, авторами предложены технологические решения дезактивации ЖРО без предварительного окисления органики. Извлечение 60Co из растворов, содержащих органические лиганды, основано на введении в исходный радиоактивный раствор декомплексующего кобальт реагента при обеспечении заданной величины рН раствора с последующим выводом радионуклидов кобальта и цезия из раствора на коллекторе (осадителе). Последующая доочистка маточного раствора проводится до достижения необходимого остаточного содержания радионуклидов в очищаемых жидких отходах. В качестве декомплексующего кобальт реагента предложено использовать соединения железа(ІІІ). Устойчивость кобальта в растворе определятся, прежде всего, его взаимодействием с этилендиаминтетраацетатными лигандами, поскольку эти комплексы наиболее устойчивы по сравнению с оксалатными или цитратными [7, 8 ]. В то же время сопоставление констант устойчивости комплексов катионов различных металлов с этилендиаминтетрауксусной кислотой показывает (табл.4), что комплекс, образуемый катионом Fe3+, значительно устойчивее, чем комплекс, образуемый Со2+. Таблица 4. Значения логарифма константы устойчивости (lgK) комплексов катионов некоторых металлов с этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА) [7] Катион lgK Катион lgK Со2+ 16.31 Fe3+ 25.10 Ni2+ 18.62 Y3+ 15.50 Cu2+ 18.80 La3+ 18.09 Fe2+ 14.33 Sc3+ 23.10 Pb2+ 18.04 In3+ 24.90 Al3+ 16.13 h + 23.20 365