Труды КНЦ (Технические науки вып.2/2023(14))

Для переработки данного вида ВАО специалистами ФГУП «ПО “Маяк”» и ряда других организаций предлагались различные технологические схемы, предусматривающие раздельную переработку осветленной фазы и осадков [1]. Важной составляющей предлагаемых схем являлась разработка методов выделения основного дозообразующего компонента (137Cs) из осветленной части емкостей- хранилищ. Проведение этой операции позволит резко снизить радиационную нагрузку на персонал на всех дальнейших стадиях переработки, а очищенные растворы перевести в категорию САО и осуществить их иммобилизацию методом цементирования. При этом полученный компаунд по удельной активности будет относиться к РАО 3-го класса согласно [2], а упаковка РАО (контейнер НЗК) будет соответствовать требованиям [3] по МЭД на ее поверхности. Для извлечения цезия из щелочных ВАО перспективным является сорбционный метод. Для его осуществления предлагалось использовать различные типы сорбентов: резорцинформальдегидные сорбенты (РФС) различных марок [4], неорганический сорбент зарубежного производства марки «Клевасол» [5], а также новый отечественный неорганический сорбент на основе модифицированного ферроцианида никеля марки «Ферсал» [6]. В данной работе приведены результаты исследования сорбционного выделения цезия из модельного и реального растворов емкостей — хранилищ щелочных ВАО ФГУП «ПО “Маяк”» с использованием резорцинформальдегидной смолы РФС-и и неорганического сорбента «Ферсал» в статическом и динамическом режимах с оценкой устойчивости сорбционных характеристик в повторяющихся циклах «сорбция — десорбция». Методика и материалы При проведении работы использовали следующие сорбенты. «Ферсал» — неорганический композиционный сорбент на основе модифицированного ферроцианида никеля. Опытный лабораторный образец синтезирован в ИФХЭ РАН совместно с ООО «Комфинсервис». Сорбент представляет собой гранулы зеленого цвета неправильной формы с размером частиц 0,25-3,0 мм. Насыпная плотность 0,54 г/см3. РФС-и — органический ионит на основе непористой резорцинформальдегидной смолы. Опытный лабораторный образец, синтезирован и предоставлен для испытаний ИХ ДВО РАН, город Владивосток. Сорбент представляет собой гранулы неправильной формы черного цвета с размером частиц 0,25-1,0 мм. Насыпная плотность 0,68 г/см3. Сорбент «Ферсал» перед началом испытаний просеивали на сите с получением фракции от 0,2 5 до 0,50 мм и высушивали на воздухе при температуре 60 °С до постоянного веса. Резорцинформальдегидную смолу РФС-и перед началом испытаний переводили в рабочую натриевую форму путем последовательной обработки в статических условиях раствором HNO 3 с молярной концентрацией 1моль/дм3, водой и раствором NaOH с молярной концентрацией 1,0 моль/дм3. Затем сорбент промывали дистиллированной водой и сушили на воздухе при температуре 60 °С до постоянного веса. Эксперименты по сорбции в статических условиях проводили из реального и модельного растворов ВАО. Химический состав реального раствора представлен в табл. 1. Радиохимический состав определяется следующими радионуклидами, Бк/дм3: 137С8 — 2,8-1010, 134С8 — 5,0-107, 154Eu — 2,5-107, альфа-излучающими радионуклидами — 2,6-107. Химический состав модельного раствора приведен в табл. 2. Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2023. Т. 14, № 2. С. 116-122. Transactions of the tola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2023. Vol. 14, No. 2. P. 116-122. Т а б ли ц а 1 Химический состав растворной части НВАО Концентрация компонента в растворе, г/дм3 NaOH Na Al С8 Сг Ni Са Si K Mg Pu U F- С1- SO 4 2- NO 3 2' 90 94 10 0,05 3 < 0,1 0,3 0,8 0,6 < 0,1 0,24 0,15 < 0,1 0,28 0,73 118 Т а б ли ц а 2 Состав модельного раствора, имитирующего растворную часть НВАО Концентрация компонента в растворе, г/дм3 Массовая концентрация сухого остатка, г/дм3 Плотность, г/см3 NaOH NO 3 - NO 2 - АЮ 2 - SO 4 2' СЮ 4 2- SiO32- K+ С8+ 100 110 35 13 1,5 0,9 0,5 0,6 0,05 312 1,195 © Козлов П. В., Маркова Д. В., Шайдуллин С. М., Феоктистов К. А., Милютин В. В., Егорин А. М., 2023 117