Сорбция радионуклидов из водных сред модифицированными природными материалами

• Автор: Быков, Геннадий Леонидович
• Шифр специальности: 02.00.14
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Москва
• Количество страниц: 140 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. Литературный обзор

1.1 .Основные типы жидких радиоактивных отходов

и способы их очистки

1.2. Сорбенты на основе древесины

1.3. Сорбция радионуклидов на угле

1.3.1 Свойства углей

1.3.2. Окисленные угли

1.3.3 Ионообменные свойства окисленных углей

1.3.4. Получение окисленных углей

1.4. Фосфорилированная древесина
1.4.1. Фосфорилированная целлюлоза
1.4.2. Способы получения фосфорилировавнной целлюлозы
1.4.3. Сорбция на фосфорилированной целлюлозе
1.4.4. Сорбция уранилионов
1.4.5. Фосфорилированная древесина
1.5. Фосфорилированный лигнин
1.6 Выводы по литературному обзору и постановка
задачи исследований
ГЛАВА 2. Материалы и методы исследования
2.1. Реактивы
2.2. Древесные материалы состав, получение и свойства
2.3. Аналитические методики
2.4. Определение ошибок эксперимента
ГЛАВА 3. Сорбция радионуклидов на окисленном древесном угле
3.1. Получение и свойства окисленного древесного угля
3.2. Сорбция радионуклидов
3.3. Испытание ОДУ в грунтовых водах зоны отчуждения ЧАЭС и сбросных вод ФГУП ПО Маяк ГЛАВА 4. Сорбция радионуклидов на фосфорилированной древесине
4.1. Получение и свойства фосфорилированной древесины
4.2.Сорбция урана
4.3. Сорбция цезия и стронция
4.4. Сорбция урана из жидких радиоактивных отходов
ФГУП ПО Маяк
4.5. Сорбция тория
4.6. Сорбция технеция
4.7. Радиационная стойкость фосфорилированной древесины
4.8. Испытание фосфорилированной древесины
на ФГУП ПО Маяк.
ГЛАВА 5. Сорбция радионуклидов на фосфорилированном лигнине.
5.1. Получение и свойства фосфорлированного лигнина.
5.2. Сорбция урана и тория.
РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ
Список литературы


К сорбентам данного типа можно отнести материалы, содержащие гумусовые соединения торф, разнообразные угли и др. Сорбенты на основе древесины. Большую группу сорбентов составляют различные природные органические вещества. В частности, к ним относится древесина и ее составные части лигнин и целлюлоза, а также древесный уголь и химически модифицированная древесина. Обладая невысокой стоимостью, они нашли применение в качестве сорбентов в самых разнообразных производствах и для дезактивации ЖРО. Многие радионуклиды удаляются из воды в процессе фильтрации через древесные опилки 2, с. При рН3 относительно высокая степень сорбции наблюдается для цезия, стронция, церия и циркония. В нейтральных средах сорбционная емкость древесины составляет около 0,2 мгэквг. В присутствии посторонних солей сорбционная емкость заметно снижается. Ионообменные свойства древесины обусловлены, восновном, присутствием в ее составе целлюлозы, ионообменная емкость которой относительно невысока. Емкость опилок по ионам металлов невелика. Для опилок тополя в нейтральной среде она не превысила 0,2 мгэквг 2. В щелочном растворе емкость возрастает, но при этом проявлялись недостатки природных сорбентов высокая степень набухания, легкая пептизируемость, малая химическая стойкость. Различные способы модифицирования природных органических материалов несколько повышают их стоимость, но значительно улучшают свойства этих веществ как сорбентов. При окислении древесины получают сорбент, проявляющий селективность к железу, меди, свинцу, цирконию 2. Фосфатцеллюлоза была использована для очистки от радионуклидов воды с солесодержанисм 2 мгл и рН3,67,0 5. Была обнаружена высокая селективность данного сорбента по отношению к стронцию. РЗЭ составляла , то стронций извлекался на . Древесные опилки пропитывали раствором перманганата калия и. Таким образом активированные древесные опилки оказывались эффективными сорбентами на стронций, радий, полоний даже в присутствии 1 гл солей кальция 6. Сульфирование древесины приводит к существенному увеличению сорбционной емкости до 2,5 мгэквг по ионам кальция. Обработкой древесины в автоклаве при 0С раствором сульфита натрия получили сорбент с обменной емкостью 0,5 мгэквг. Он оказался эффективным при удалении ионов цезия, бария, стронция, иттрия и церия, а также в небольших количествах извлекал из воды рутений, цирконий и ниобий 2. На основе древесины можно получить, не только катиониты, но и аниониты. Например, с помощью обработки аминами древесных опилок можно синтезировать анионообменники с емкостью выше 1 мгэквг. Из вышеизложенного следует, что древесина в виде опилок и различные производные на ее основе могут быть вполне приемлемыми сорбентами радионуклидов. Помимо широкой доступности и, низкой стоимости эти сорбенты обладают рядом других достоинств. Например, хорошо развитая поверхность опилок задерживает не только ионные и коллоидные формы, но и радиоактивные изотопы, сорбированные на тонких взвесях. Преимущество таких сорбентов является также возможность во много раз уменьшить объем радиоактивных отходов за счет сжигания, так как вес и объем опилок при этом уменьшается более чем в раз 2. Сорбция радионуклидов на угле. В работе 7 описана сорбция микроколичеств тория и иттрия на платинированном угле. Активные угли хорошо себя проявили при сорбции молекулярных и ионных форм изотопов, в частности, йода и рутения. В таблице 1. Соотношение угля к объему воды 10. Контакт осуществлялся при перемешивании в течение 1 часа с последующим часовым отстаиванием. Исходная концентрация изотопов колебалась в пределах 1 х 5 5 х 1 О5 юорил. Таблица 1. Эффективность дезактивации воды активированными углями 2. Как видно из таблицы, активированные угли целесообразно использовать для удаления радиоактивных изотопов йода и рутения. В работе 9 авторами изучалось влияние уизлучения б0Со на свойства окисленного угля в водородной форме. Исследования показали, что уголь устойчив к действию радиации. При дозах облучения от ,5до 9 Мрад не было обнаружено изменений как в величинах обменнойемкости, так и абсолютной набухаемости.