Вестник Кольского научного центра РАН. 2014, №2.

С этой точки зрения интерес представляют такие материалы, как титансодержащие сорбенты: титанофосфатосиликат (далее титанофосфат) - ТФС [3-8], гидроксид титана - ГТ [9], титаносиликат каркасной структуры — ТС [10], использование которых позволит решать серьезные экологические проблемы, связанные с очисткой стоков от токсичных и радиоактивных веществ, образующихся при эксплуатации горно-обогатительных, химических предприятий и спецобъектов военной и гражданской сфер деятельности как в арктической зоне России, так и в других регионах страны. Важность организации производства таких сорбционных материалов в регионе продиктована неблагоприятной экологической обстановкой, связанной с накоплением жидких радиоактивных отходов (ЖРО), а также низкой степенью очистки сточных вод горно­ перерабатывающих предприятий. В России практически отсутствует промышленное производство неорганических сорбентов, хотя они имеют определенные преимущества по сравнению с традиционными материалами - органическими смолами. В частности, они обладают высокой обменной емкостью, более устойчивы к химическому и радиационному воздействию, хорошо совмещаются с матрицами, используемыми при подготовке сорбента для захоронения. Положительный момент еще и в том, что такие сорбенты значительно дешевле многих известных сорбентов, используемых для этих целей. Основные источники образования радиоактивных отходов (РАО) в области - атомный подводный и ледокольный флот, а также Кольская АЭС. С началом массовой утилизации атомных подводных лодок (1999 г) количество РАО резко возросло. По данным Росатома, на сегодняшний день на Северном флоте накоплено более 10 тыс. м 3 ЖРО, из них 73% составляют низкоактивные отходы (НАО). К ним относятся контурные воды судовых атомных реакторов, дезактивационные и промывные воды, образующиеся при санобработке спецодежды. При эксплуатации одной ядерной энергетической установки образуется 30 м 3 ЖРО/год при суммарной активности 0.15 Ки [11]. Постановлением Росатома с 2007 г запрещается сброс НАО в открытые водоемы, наиболее перспективный вариант их утилизации - ионообменная сорбция, позволяющая реально сократить объемы ЖРО до тысячи раз. Основное количество ЖРО Северного морского флота сосредоточено в хранилищах губы Андреевой и Гремихи. В Андреевой губе накоплено 2.5 тыс. м 3 , в Гремихе - 2 тыс. м 3 ЖРО. Все хранилища находятся в крайне неудовлетворительном состоянии, во избежание аварийных ситуаций требуется скорейшая переработка отходов. На сегодняшний день в области действуют несколько установок по переработке ЖРО, но их мощности недостаточны. Единственная действующая станция по переработке ЖРО ледокольного флота —ремонтно-технологическое предприятие Атомфлот - имеет производительность 1 тыс. м 3 /год. Накопленные ЖРО содержат радионуклиды 54Мп и б 0 Со, поступающие из продуктов коррозии оборудования, а также 137Cs и 90Sr и продукты их деления. На основании обширных физико-химических и технологических исследований разработан и научно обоснован новый вариант сернокислотной технологии сфенового концентрата, обеспечивающий получение сорбентов заданного состава, пригодных для очистки жидких стоков различной степени загрязнения радиоактивными и токсичными элементами. Принципиальная технологическая схема получения сорбентов представлена на рис. 1. Инновационный характер разработки подтвержден 8 патентами РФ [2-9] и неоднократно отмечался наградами на российских и зарубежных выставках. Основное преимущество разработанной технологии заключается в том, что за одну технологическую операцию получается титансодержащий прекурсор, обеспечивающий возможность переориентации на выпуск любого из указанных на рис. 1 видов продукции. Эта технология прошла стадию укрупненных и опытно-промышленных испытаний, представительные партии сорбентов протестированы в специализированных организациях и на предприятиях - потенциальных потребителях, достигнуты высокие эксплуатационные свойства. Внешний вид сорбента ТФС приведен на рис. 2. Исследования полученных ТФС показали, что для низко-среднеактивных отходов с удельной активностью порядка ІМБк дм "3 молярная концентрация собственно ионов- загрязнителей (радионуклиды 134 Cs, 137 Cs, б 0 Со, 90 Sr) не превышает 5ТО 15 М, они являются наиболее перспективным сорбентом (фосфорнокислотный катионит). 90