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

СЕЛЕКТИВНЫЕ НЕОРГАНИЧЕСКИЕ СОРБЕНТЫ В СОВРЕМЕННОЙ ПРИКЛАДНОЙ РАДИОХИМИИ В.В. Милютин, Н.А. Некрасова, Е.А. Козлитин Институт физической химии и электрохимии им. А.Н.Фрумкина РАН, Москва, Россия Аннотация Приведены результаты исследований по изучению сорбционно-селективных характеристик различных сорбционных материалов по отношению крадионуклидам цезия и стронция. Проведен выбор сорбентов наиболее перспективных для решения ряда прикладных радиохимических задач. Приведены примеры практического применения сорбционных технологий с использованием селективных неорганических сорбентов: выделения 137Cs из растворов от переработки облученного ядерного топлива, для переработки жидких радиоактивных отходов. Отмечается высокая эффективность сорбционных методов с использованием селективных неорганических сорбентов для решения ряда важных технологических и экологических задач прикладной радиохимии. Ключевые слова: облученное ядерное топливо, жидкие радиоактивные отходы, радионуклиды цезия и стронция, извлечение, сорбенты неорганические. SELECTIVE INORGANIC SORBENTS IN MODERN APPLIED RADIOCHEMISTRY V.V. Milyutin, N.A. Nekrasova, E.A .Kozlitin A.N.Frumkin Institute o f Physical Chemistry and Electrochemistry o f the RAS, Moscow, Russia Abstract In this paper results of the sorption-selective characterization studies of various sorption materials towards cesium and strontium radionuclides were presented. The selection of the most promising sorbents for a number of applied radiochemical tasks was made. Practical application examples of the sorption technologies based on the selective inorganic sorbents were presented, namely, the separation of 137Cs from the spent fuel reprocessing solutions and the liquid radioactive waste treatment. A point was made of the high efficiency of sorption methods using the selective inorganic sorbents for solving important technological and environmental issues in the modern applied radiochemistry. Keywords: spent nuclear fuel, liquid radioactive waste, cesium and strontium radionuclides, separation, inorganic sorbents. В настоящее время сорбционные процессы широко используются в прикладной радиохимии, в частности, при выделении радиоактивных элементов из растворов от переработки облученного ядерного топлива (ОЯТ), при переработке жидких радиоактивных отходов (ЖРО) и очистке радиоактивно загрязненных сточных вод. При проведении сорбционных процессов используются как органические ионообменные смолы, так и неорганические сорбенты различных типов. Преимуществами неорганических сорбентов являются: высокая химическая, термическая и радиационно-химическая устойчивость, а также в ряде случаев повышенная селективность к тому или иному элементу. В настоящем докладе приведены результаты исследований по изучению сорбционно-селективных характеристик различных сорбционных материалов по отношению к радионуклидам цезия и стронция, а также приведены примеры практического применения сорбционных технологий с использованием селективных неорганических сорбентов в отечественной радиохимической практике. Выделение радионуклида 137Cs из растворов от переработки облученного ядерного топлива Проблема выделения 1 3 7 Cs из растворов от переработки облученного ядерного топлива (ОЯТ) является весьма актуальной. Это связано с важным значением этого долгоживущего радионуклида при переработке и долговременном хранении ЖРО высокого уровня активности, а также ввиду широкого использования соединений 137Cs в источниках ионизирующего излучения. Одним из наиболее эффективных способов извлечения 1 3 7 Cs из растворов является сорбционный метод с использованием неорганических сорбентов на основе ферроцианидов переходных металлов. Проведенные исследования показали, что наиболее эффективным для извлечения цезия является сорбент на основе ферроцианида меди - калия марки ФС-10. Данный сорбент обладает высокой селективностью и емкостью по цезию, повышенной радиационной устойчивостью, а также способен к работе в режиме многократно повторяющихся циклов сорбция - десорбция - регенерация: • сорбция: K 1.0Cu 1.5Fe(II)(CN6) + Cs+ ^ Cs 1.0Cu1.5Fe(II)(CN6) + K+; • десорбция: Cs 1 0 Cu 1 5 Fe(II)(CN6) + [Ox] ^ Cs+ + Cu 1 5 Fe(III)(CN6); • регенерация: Cu 1 5 Fe(III)(CN6) + K+ + [Red] ^ K 10Cu 1 5 Fe(II)(CN6); • [Ox] - 6 - 8 M HNO3; [Red] - 0.1-0.3 M KNO2. УДК:546.15 418