Труды КНЦ вып.9 (ХИМИЯ И МАТЕРИАЛОВЕДЕНИЕ вып. 1/2018(9) часть 1)

Сорбционные способности сорбентов оценивали по степени извлечения (S, %) и коэффициенту распределения (Ка, см3/г) радионуклидов61’Со и 85Sr, рассчитьшаемых по формулам (1) и (2): " А. . —А ' ■‘i iiiit eq к , = J^init in it " A eq eq X 1 0 0 % V x — m (1) (2) гдеAimt и Aeq (кБк/л) активности растворов до и после взаимодействия с растворами соответственно (MKS АТ1315 Y, P-spectrometer, Atomtex, Беларусь). Эксперименты по извлечению радионуклидов из многокомпонентной смеси + 85Sr + 137Cs осуществляли из водного раствора при продолжительности контакта с сорбентами 2 ч. Для установления характера химических и фазовых процессов, происходящих при контакте сорбентов с радионуклидами кобальта и стронция, проводили рентгенографическое исследование сорбентов, насыщенных в растворах нитратов кобальта и стронция (С = 1000 мг/л) в течение 24 ч в водном и солевом растворе. Результаты исследований показали, что сорбенты существенно отличаются по своей активности в процессах поглощения радионуклидов 60Co и 85Sr из водных и солевых растворов. Максимальную сорбционную активность все изученные сорбенты проявили в процессах извлечения радионуклида 60Со (рис. 3, а, б). . -о & 3 2 1 -I- 0 (а) ■0 г/л 5 г/л □ 35 г/л ФД-1 ФД-2 ФД-3 100 80 60О4 ^40 20 0 (б) ■ ■0 г/л — 1 ФД-1 ФД-2 ФД-3 (в) MnZ П и 0 г/л ^~ |=^ | |~ | ^ — D5 г/л (г) О4 ,S = t и0 г/л -□ 5 г/л Рис. 3. Сравнительная характеристика фосфатных сорбентов по коэффициенту распределения (а, в) и степени извлечения (б, г) радионуклидов 60Со (а, б) и 85Sr (в, г) из модельных растворов морской воды различной концентрации Среди сорбентов наиболее высокие сорбционные показатели получены для сорбента ФД-2, представляющего собой смесь средних фосфатов кальция, магния и магнийаммонийфосфата. Степень извлечения радионуклида 60Со на данном сорбенте достигает 98 % из водного раствора, в то время как для сорбентов ФД-1 и ФД-3 соответствующие значения составляют 76 и 87 %. При этом сорбент ФД-2 сохраняет селективно-сорбционные свойства в солевых растворах. При увеличении концентрации солевого фона от 5 до 35 г/л степень извлечения радионуклида 60Со уменьшается до 95 и 88 % соответственно, т. е. всего на 3-10 % по сравнению с водным раствором. В то же время для двух других сорбентов степень извлечения 60Со из модельных растворов с солесодержанием 5 и 35 г/л снижается до 48 и 12 % для ФД-1, а для ФД-3 — до 58 и 30 %. Значения Kd при использовании сорбента ФД-2 в водном растворе составляет 2,4 х 104 см3/г, а в модельных солевых растворах концентрацией 5 и 35 г/л — 1,1 х 104 и 0,4 х 104 см3/г соответственно. Для ФД-1 соответствующие значения Kd составляют 1,6 х 103, 0,5 х 103 и 0,1 х 103 см3/г, для ФД-3 — 3,7 х 103, 0,7 х 103 и 0,2 х 103 см3/г. Согласно представленным данным, по сорбционным показателям сорбенты ФД-1 и ФД-3 мало отличаются друг от друга, в то время как сорбенту ФД-2 они уступают более чем на порядок. В целом по эффективности в процессе поглощения радионуклида 60Со сорбенты располагаются в ряд ФД-2 > ФД-3 > ФД-1. В процессах извлечения радионуклида 85Sr более высокие показатели также получены на сорбенте ФД-2, а минимальные — на ФД-1 (рис. 3, в, г). Так, степень извлечения радионуклидов из водного раствора сорбентом ФД-2 составила 84 %, из модельного раствора с минимальным солесодержанием 5 г/л этот показатель уменьшился вдвое (42 %), а из наиболее насыщенного раствора (35 г/л) — в три раза (26%). Для сорбента ФД-1 степень извлечения 85Sr в аналогичных условиях резко понизилась до 29, 11 и 3 %. Максимальное значение Kd радионуклида 85Sr из водного раствора на сорбенте ФД-2 на порядок ниже, чем радионуклида 282