Труды КНЦ (Технические науки вып. 1/2024(15))

Acknowledgements: the authors are sincerely grateful to Glazunova M. Yu. and Pakhomovsky Ya. A. (Geological Institute of the KSC RAS) for assistance in X-ray phase analysis and scanning electron microscopy of samples, Kalashnikova G. O. and Gryaznova D. V. (Centre for Nanomaterial Science of the KSC RAS), Korovin V. N. (ICTREMRM KSC RAS) for assistance in setting up hydrothermal syntheses and general work management, Elizarova I. R. (INEP KSC RAS) for conducting mass spectrometric studies of the composition of solutions. The authors express special gratitude to Kozlov P. V., head of the research laboratory for the treatment and conditioning of RAO TSL (Mayak Software), for valuable advice in the field of radiochemistry and providing data for comparing the studied samples with real objects. Funding: the work was performed within the framework of the state task of Research No. 122022400362-6. For citation: Trunov D. V., Byzmarev G. D. Synthesis of titanosilicate sorbents and testing of their sorption properties towards cesium from model solutions of complex chemical composition // Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 408-413. doi:10.37614/2949-1215.2024.15.1.067. Введение Увеличение производства и потребления энергии является важным показателем экономического развития, однако это также приводит к росту нагрузки на окружающую среду, повышению риска дефицита энергетических ресурсов и возможности возникновения природных и техногенных катастроф. Как следствие, увеличивается количество разных типов отходов атомной энергетики, являющейся одной из основных источников дешёвой энергии [1]. В результате чего в список важных задач современного материаловедения и радиохимии входит поиск новых вариантов обезвреживания, переработки и дальнейшего безопасного захоронения отходов ядерной энергетики. Одним из перспективных направлений является сорбционная переработка и кондиционирование радиоактивных отходов с их последующим захоронением. В качестве сорбентов отдельного внимания заслуживают цеолиты и подобные им соединения, в частности титаносиликаты, кристаллическая структура которых способна выступать в роли матрицы для долгосрочной локализации наиболее часто присутствующих в жидких радиоактивных отходах (ЖРО) радиоизотопов 137Cs и 90Sr [2]. В настоящее время для работы с ЖРО из серии титаносиликатных материалов наиболее часто встречаются научно­ исследовательские работы по изучению сорбционных свойств аналога минерала ситинакита (IONSIV IE-911) [3]. Особенно актуальным направлением для проведения оценки сорбционных свойств материалов является работа с накопленными высокоактивными отходами (НВАО) [4]. Поэтому в настоящей статье в качестве объектов исследования были взяты аналоги как известных за рубежом титаносиликатных сорбентов (ETS-4 (аналог зорита), IONSIVE-911, AM-4 (аналог линтисита)), так и новые и мало изученные для данных целей аналоги минералов натисита (natisite), иванюкита (SIV) и протонированной формы линтисита (SL3) [2]. Все сорбенты, использованные в настоящей работе, получены в Центре наноматериаловедения КНЦ РАН методом гидротермального синтеза по разработанным ранее авторским методикам [5]. Главная цель работы — экспериментально установить перспективность сорбционных свойств малоизученных титаносиликатных сорбентов (natisite, SIV, SL3) по отношению к катионам Cs+ в случае модельного раствора, имитирующего состав накопленных высокоактивных отходов ФГУП «ПО “Маяк”» [ 6 ]. Для достижения цели требовалось решение ряда задач: синтез сорбентов из объектов переработки горнорудного сырья Кольского полуострова, приготовление модельного раствора сложного химического состава, имитирующего НВАО, определение устойчивости кристаллической структуры синтетических титаносиликатов (ETS-4, IONSIV IE-911, SIV, AM-4, SL3, natisite) в модельном растворе с высоким содержанием NaOH и NOJ, ионов, проведение экспериментов по сорбции стабильного изотопа Cs+ из раствора сложного химического состава, имитирующего состав НВАО, сравнение полученных данных с данными исследований ФГУП «ПО “Маяк”». Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 408-413. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 408-413. © Трунов Д. В., Бузмарев Г. Д., 2024 409