Вестник Кольского научного центра РАН №3, 2020 г.

ВЕСТНИК Кольского научного центра РАН 3/2020 (12) 15 DOI:10.37614/2307-5228.2020.12.3.002 УДК 54.057:546.824:546.41'46:546.185-325:661.183.1 ОТХОДЫ ЧИСТЯТ ОТХОДЫ М. В. Маслова, Н. В. Мудрук Институт химии и технологии редких элементов и минерального сырья им. И. В. Тананаева ФИЦ КНЦ РАН, г. Апатиты Аннотация Разработаны рентабельные и экологически выгодные методы создания нового сорбента на основе фосфатов Ti, Ca и Mg. В качестве источников титана, кальция и магния использовались твердые пре- курсоры — титанилсульфат аммония и кальцинированный доломит. Процедура гетерогенного син- теза включает ступенчатое взаимодействие между твердыми прекурсорами и жидкими фосфорсо- держащими агентами. Механохимический способ получения сорбента предполагает использова- ние только твердых реагентов, а синтез проводят в планетарной шаровой мельнице. Конечный продукт представляет собой композиционный материал, состоящий из следующих компонентов: TiO(OH)H 2 PO 4 ·H 2 O, Ti(HPO 4 ) 2 ·H 2 O, CaHPO 4 ·2H 2 O, MgНPO 4 ·3H 2 O и NH 4 MgPO 4 ·6H 2 O. Новый сорбент де- монстрирует высокую сорбционную способность по отношению к радионуклидам в системах мно- гокомпонентных жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Процесс сорбции протекает по механиз- мам ионного обмена и конверсии вследствие синергизма отдельных компонентов. Ключевые слова: титанилсульфат аммония, термоактивированный доломит, синтез, композиционный сор- бент, фосфаты титана, фосфаты кальция, фосфаты магния, сорбционные свойства, радио- нуклиды, ионы тяжелых металлов. WASTE ARE PURIFYING WASTE Marina V. Maslova, Natalia V. Mudruk I. V. Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements andMineral RawMaterials, Kola Science Center of the Russian Academy of Sciences, Apatity Abstract Cost-effective and eco-friendly methods of novel sorbent production based on a Ti, Ca and Mg phosphates have been carried out. The solid precursors were ammonium titanyl sulfate and calcined dolomite, which were used as titanium, calcium, and magnesium sources. The heterogeneous synthesis procedure in- cludes stepwise interaction between solid precursors and liquid phosphorus-containing agents. In mech- anochemical way to obtain the sorbent was usedonly solid reactants. Synthesis was carried out in a plan- etary ball mill. The final product was a composite material, which consists of the following components: TiO(OH)H 2 PO 4 ·H 2 O, Ti(HPO 4 ) 2 ·H 2 O, CaHPO 4 ·2H 2 O, MgНPO 4 ·3H 2 O, and NH 4 MgPO 4 ·6H 2 O. The new sorbent shows high sorption ability towards radionuclides in multicomponent liquid radioactive waste (LRW) sys- tems. Purification effect is based on both precipitation and ion exchange mechanism. Keywords: ammonium titanyl sulfate, calcined dolomite, synthesis, composite sorbent, titanium phosphates, calcium phosphates, magnesium phosphates, sorption properties, radionuclides, toxic metal ions. Проблема очистки сточных вод и промыш- ленных отходов относится к важнейшим вопро- сам современной науки и имеет непосред- ственное отношение к здоровью человека и со- хранению экосистем [Westholm et al., 2014]. На поиск оптимальных решений в этой области направлено внимание большого числа ученых и специалистов. И зачастую сама природа по- могает человеку, предоставляя нужный мате- риал или демонстрируя различные явления, ко- торые могут лечь в основу новых разработок. Из многочисленных способов очистки рас- творов от нежелательных элементов сорбцию, без сомнения, можно считать самым эффектив- ным. При использовании сорбентов — твердых веществ, поглощающих растворенные веще-