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

Труды Кольского научного центра РАН. Серия: Технические науки. 2024. Т. 15, № 1. С. 448-453. Transactions of the Kola Science Centre of RAS. Series: Engineering Sciences. 2024. Vol. 15, No. 1. P. 448-453. Результаты и обсуждения г___ J т * т f * : и и { \ \ 1 — * —*— pH Рис. 1. Зависимость коэффициентов распределения цезия при извлечении полученными сорбентами CoFeFC-PAN (• ), FeMnFC-PAN (▲) и CoMnFC-PAN (♦) от рН исследуемого раствора Проведено исследование эффективности извлечения цезия из растворов различного состава (рН, концентрации ионов Na+, K+, NH * ) полученными в данной работе сорбентами. Получены следующие результаты оценки влияния рН раствора на сорбцию цезия (рис. 1). По результатам оценки влияния рН раствора наглядно видно, что для полученных ферроцианидных сорбентов характерна независимость коэффициентов распределения цезия от рН в интервале от 1 до 8 , что связано с высокой селективностью ферроцианидной фазы к цезию. В то же время для сорбентов наблюдалось снижение коэффициентов распределения цезия в щелочной среде при рН более 9, связанное с пептизацией и частичным разрушением фазы ферроцианида. В целом же результаты показывают, что полученные сорбенты потенциально пригодны для извлечения и концентрирования цезия из жидких сред в интервале pH от 1 до 9. На рис. 2 представлена оценка зависимости эффективности сорбции цезии от типа и концентрации катиона, способного оказывать значительное конкурирующее действие. Наглядно видно, что полученные результаты хорошо согласуются с литературными данными по сорбции ферроцианидами переходных металлов ионов щелочных металлов и аммония [9]. Снижение значений коэффициентов распределения цезия выражается в ряду присутствующих катионов: Na+ > K+ > NH^. Ферроцианиды сорбируют ионы щелочных металлов за счёт цеолитного эффекта, который проявляется тем сильнее, чем ближе диаметр сорбируемого иона к размерам сечения каналов в структуре ферроцианида. Максимальный цеолитный эффект наблюдается для катиона Cs+, наиболее близок к иону Cs+ по размеру ион NH*. Так, эффективный диаметр гидратированного катиона Cs+ составляет 0,25 нм; для сравнения: диаметр иона N H ^ также 0,25 нм, K+ — 0,3 нм, Na+ — 0,4-0,45 нм, поэтому ион NH ^ оказывает большее влияние на сорбцию Cs+, чем катионы других рассматриваемых элементов [ 1 0 ]. Извлечение микроколичеств 137 Cs. Для получения сравнительных характеристик исследованных образцов в аналогичных условиях проводили сорбцию 137Cs на следующих сорбентах: ФНС-10 — сорбент на основе ферроцианида никеля-калия, нанесённого на силикагель (ТУ 2641-003­ 51255813-2007, производитель ИФХЭ РАН); Термоксид-35 — сферогранулированный неорганический сорбент на основе ферроцианида никеля и гидроксида циркония (ТУ 6200-305-12342266-98, производитель АО «Неорганические Сорбенты» (бывший НПФ «Термоксид»), г. Заречный Свердловской обл.). Полученные коэффициенты распределения 137Cs на различных сорбентах при сорбции из модельных растворов приведённого выше состава приведены в таблице, из которой видно, что во всех изученных средах наиболее высокими сорбционными характеристиками по отношению к 137Cs обладает сорбент CoFeFC-PAN, не уступающий лучшим промышленным ферроцианидным сорбентам. Кроме того, необходимо отметить, что ранее в аналогичных условиях при извлечении из 0,1 и 1 моль/л растворов нитрата натрия с рН 6 [ 6 , 11] и морской воды [12] проведены испытания большого количества сорбентов различных типов: органических ионообменных смол, природных и синтетических алюмосиликатов и цеолитов, оксигидратов, фосфатов, титаносиликатов, ферроцианидных и углеродных © Шибецкая Ю. Г., Разина В. А., Бежин Н. А., Милютин В. В, Тананаев И. Г., 2024 450