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

Десорбция цезия осуществляется раствором азотной кислоты с концентрацией 6 - 8 моль/л, а регенерация - раствором нитрита калия. С использованием данной технологии начиная с 1988 г. по настоящее время переработаны десятки тысяч кубических метров производственных растворов и выделено более 1 0 0 млн кюри 137Cs в виде азотнокислых десорбатов и солей цезия высокой степени чистоты [1]. П ереработка жидких радиоактивны х отходов При работе предприятий ядерного топливного цикла, а также при использовании радиоактивных веществ в различных отраслях науки и техники образуется значительное количество радиоактивных отходов различного уровня активности. Наибольшую экологическую опасность представляют ЖРО низкого и среднего уровня активности, что связано с их большим объемом, высокой суммарной активностью, а также возможностью неконтролируемого распространения. Таким образом, проблема очистки ЖРО является ключевой для дальнейшего развития всей атомной энергетики и промышленности. Наиболее актуальной задачей при переработке ЖРО является извлечение долгоживущих и высокотоксичных радионуклидов цезия и стронция. Для удаления данных радионуклидов наиболее широко применяются сорбционные методы с использованием неорганических сорбентов различных типов. Систематические исследования, проведенные в лаборатории хроматографии радиоактивных элементов ИФХЭ РАН, позволили осуществить целенаправленный выбор наиболее эффективных сорбентов для решения данной задачи [ 2 ]. Исследования показали, что по отношению к ионам цезия наибольшую селективность проявляют ферроцианидные сорбенты (табл. 1 ). Таблица 1. Значения коэффициентов распределения (Kd) 137Cs на различных сорбентах Наименование типа сорбента Kd 1 3 'Cs, см3/г 0.1M NaNO 3 1.0M NaNO 3 Ионообменные смолы (КУ-2; КБ) 80-400 1 - 1 0 Природные и синтетические цеолиты 500-3800 20-600 Оксигидратные сорбенты 40-290 2-5 Фосфаты титана, циркония 3600-7300 700-770 Ферроцианиды переходных металлов (5-7)х10 5 (2-5)х10 5 Наиболее часто для очистки растворов от радиоцезия используются сорбенты на основе ферроцианида никеля. Сорбенты данного типа выпускаются в опытно-промышленном масштабе рядом российских предприятий (табл.2). Таблица 2. Основные производители ферроцианидных сорбентов Наименование, марка сорбента Характеристика сорбента Производитель сорбента НЖС, Селекс, ФНС Фоц Ni-K на силикагеле ИФХЭ РАН; МосНПО «Радон», г.Москва Термоксид-35 Фоц Ni-K на диоксиде Zr НПФ «Термоксид», г.Заречный FN-АНМ Фоц Ni-K на углеволокне ИХ ДВО РАН, г.Владивосток FF-Актилен Фоц Fe-K на углеволокне Актилен ИХ ДВО РАН, г.Владивосток Бифеж; Фежел Фоц Fe-K на целлюлозе или древесине НПП «Эксорб», г.Екатеринбург При сорбции стронция наилучшими сорбционно-селективными характеристиками обладают синтетические цеолиты и сорбенты на основе оксидов марганца (III, IV) (табл.3). Таблица 3. Значения коэффициентов распределения (Kd) 85Sr на различных сорбентах Наименование типа сорбента Kd “ Sr, см3/г 0.1M NaNO 3 0.01M Ca(NO 3 ) 2 Ионообменные смолы (КУ-2*8, КБ) 2 0 0 0 - 1 1 0 0 0 125-300 Природные и синтетические цеолиты 8000-25000 70-300 Оксигидраты титана, циркония 1000-4000 9-16 Оксиды марганца (III, IV) (МДМ) 35000-40000 1500-2100 Фосфаты титана, циркония 10-60 2-50 В последнее время все большее внимание привлекают сорбенты на основе кристаллических или полукристаллических силикатов титана, проявляющие высокую избирательность при сорбции радионуклидов цезия и стронция. В частности, в Институте сорбции и проблем эндоэкологии (ИСПЭ) НАН Украины, г.Киев, синтезированы образцы полукристаллических титаносиликатов щелочных металлов (TiSi-Na) состава: M 2 Ti 2 O 3 SiO 4 х nH 2 O, где M - Na, К, n=2-6 [3]. В Центре наноматериаловедения (ЦНМ) КНЦ РАН (г.Апатиты) синтезированы образцы щелочного титаносиликата (синтетического иванюкита) состава (NaK) 3 [Ti 4 (OH)O 3 (SiO4)3] x 6 H2O формакосидеритовой структуры. 419