Получение и свойства поверхностно-модифицированных сорбентов для извлечения цезия

• Автор: Ноговицына, Елена Викторовна
• Шифр специальности: 05.17.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Екатеринбург
• Количество страниц: 169 с. : ил.

ВВЕДЕНИЕ

1. ОБЗОР ЛИТЕРАТУРНЫХ ИСТОЧНИКОВ

1.1. Радиоактивные отходы

1.2. Методы переработки ЖРО

1.3. Сорбционный способ дезактивации ЖРО

1.3.1. Требования к сорбентам, применяемым для переработки ЖРО

1.3.2. Классификация химизмов сорбционных актов с участием неорганических сорбентов

1.3.3. Виды неорганических сорбентов и присущие им химизмы взаимодействий

1.3.4. Сорбенты для извлечения цезия на основе природных неорганических материалов

1.3.5. Синтетические неорганические сорбенты для извлечения цезия

1.4. Общая характеристика способов получения неорганических сорбентов

1.5. Неорганические сорбенты производства ЗАО ПНФ Терм оксид
1.5.1. Сорбенты перспективные для использования в качестве основы для разработки новых сорбентов
1.5.2. Сорбенты, применяемые для очистки ЖРО от цезия
1.6. Постановка задачи исследования
2. РАЗРАБОТКА МЕТОДА ПОЛУЧЕНИЯ ФЕРРОЦИАНИДОВ НА ОСНОВЕ СОРБЕНТОВ МАРКИ ТЕРМОКСИД
2.1. Выбор метода модифицирования
2.2. Выбор материала основы
2.3. Выбор условий модифицирования основы
2.3.1. Насыщение основы сорбента Т5 никелем
2.3.2. Исследование влияния условий проведения второй стадии модифицирования
2.4. Изучение элементного состава и структуры полученных сорбентов
2.4.1. Рентгенофлуоресцентный анализ
2.4.2. Электронная микроскопия
3. СОРБЦИОННЫЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ФЕРРОЦИАИИДОВ НА ОСНОВЕ СОРБЕНТА ТЕРМОКСИД
3.1. Статика сорбции цезия из модельных растворов сорбентами Т2, Т, Т
3.2. Кинетика сорбции цезия из модельных растворов сорбентами Т2, Т, Та и Т
3.3. Исследования влияния солевого фона на сорбционные характеристики сорбентов
4. ОПТИМИЗАЦИЯ СИНТЕЗА
4.1. Влияние солевой формы сорбента Т5 на сорбционные свойства но отношению к радионуклидам цезия
4.2. Влияние условий первой стадии модифицирования на сорбционные характеристики сорбентов
4.2.1. Оценка сопоставимости статических характеристик
4.2.2. Сравнительная оценка кинетических характеристик образцов
4.2.2.1. Влияние концентрации цезия в растворе на кинетику сорбции
4.2.2.2. Влияние гранулометрического состава
4.2.2.3. Влияние температуры
5. ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИИ РАДИОНУКЛИДОВ СТРОНЦИЯ ОБРАЗЦАМИ НА ОСНОВЕ СОРБЕНТА Т
5.1. Исследование статики сорбции радионуклидов стронция сорбентами Т5 и Т
5.2. Исследование влияния раствора на степень извлечения 4 радионуклидов стронция сорбентами Т5 и Т
5.3. Оценка кинетических характеристик сорбентов Т5 и 5 Т4 при сорбции радионуклидов стронция
6. ИССЛЕДОВАНИЕ СОРБЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 0 ПРОМЫШЛЕННЫХ ОБРАЗЦОВ СОРБЕНТОВ МАРКИ ТЕРМОКСИД ПО ОТНОШЕНИЮ К ЦЕЗИЮ
6.1. Исследование статики сорбции цезия из модельных 0 растворов сорбентами Т3 А иТ
6.2. Исследование кинетики сорбции цезия из модельных 3 растворов сорбентами Т3 А и Т
6.3. Сравнительная оценка статических и кинетических 3 характеристик промышленных сорбентов ТЗА, Т и лабораторных образцов Т1 и Т
7. ОЦЕЖА ЭКСПЛУАТАЦИОННЫХ ХАРАКТЕРИСТИК 5 ФЕРРОЦИАН И ДИЫХ СОРБЕНТОВ
7.1. Сравнительное исследование эксплуатационных 5 характеристик промышленного образца марки Т и лабораторного образца Т
7.2. Использование сорбента Т1 для радиохимического 8 анализа вод на содержание радионуклидов цезия
8. ВЫВОДТЛ
БИБШОГРАФИЧЕСКИЙ С ШСОК
ВВЕДЕНИЕ
Актуальность


Многочисленные данные указывают на повсеместное наличие Сб в почве, воде, растениях, молоке, в органах и тканях животных и человека. Источником образования жидких ВЛО являются рафинаты первого цикла переработки ОЯТ экстракции эти отходы представляют собой азотнокислые растворы, содержащие радионуклиды, продукты коррозии, химические реагенты. Жидкие ВЛО после истечения периода временного хранения переводят в твердую форму, процесс отверждения обычно включает в себя следующие стадии концентрирование раствора упариванием, денитрация, сушка, прокаливание, плавление, отверждение расплава, отжиг. При этом образуются твердые продукты, в большей или меньшей степени удовлетворяющие требованиям химической, термической, механической и радиационной стойкости. К и НАО относятся сбросные водные растворы после II и III циклов очистки урана и плутония, сбросные водные растворы узлов получения конечных продуктов ценных компонентов в твердой форме, нейтрализован. Технологический процесс переработки и НАО состоит обычно из двух этапов. Цель первого этапа сокращение тем или иным способом объемов отходов с одновременным получением небольшого объема концентрированных отходов и основного потока очищенных вод, которые можно вновь использовать в производстве на втором этапе осуществляют переработку концентрата отходов для превращения его в твердый продукт, предназначен. В настоящее время для извлечения радионуклидов из растворов используются физикохимические методы, основанные на сорбционных, осадительных и мембранных процессах 9. Очень часто переработка отходов представляет собой последовательное сочетание различных методов использование ионного обмена и электродиализа, коагуляции и фильтрования с последующей сорбцией и т. Ионообменные методы очистки нашли наибольшее применение для отходов с низким содержанием солей. Достоинства метода простота оборудования, высокие коэффициенты очистки от до 4, высокие коэффициенты сокращения объема радиоактивных сбросов и концентрирование радиоактивных продуктов в форме, легко поддающейся отверждению и удалению . Выбор того или иного метода зависит от химического и радионуклидного состава отходов и определяется состоянием радионуклидов в растворе. Применение ионообменных материалов при переработке радиоактивных растворов имеет специфические особенности, связанные как с воздействием на иониты ионизирующих излучений, так и особыми требованиями, предъявляемыми к эксплуатационным свойствам сорбентов. При дозах выше 9 рад все ионообменные материалы подвержены необратимым радиационнохимическим изменениям. Для неорганических сорбентов, эти изменения весьма незначительны. Некоторые же ионообменные смолы уже при дозах порядка 7 рад теряют заметную часть емкости, и использование их в процессах ионного обмена становится невозможным . Применение ионообменных органических смол для дезактивации воды такого высокого уровня радиоактивности ограничено ввиду недостаточной радиационной стойкости этих фильтрующих материалов. При переработке растворов, содержащих продукты деления, наибольшие радиационные повреждения обусловлены 3излучением. Особенно большие уровни радиации наблюдают в ходе ионообменного выделения таких продуктов деления как 7С и 8г. Поглощение 1 г неорганического ионита кюри 7Св приводит к тому, что мощность дозы, которой облучается сорбент, может составлять мегарады в час. Если учесть, что активность может находиться в колонках в течение нескольких недель или даже месяцев, становится очевидным, насколько велика энергия, поглощенная сорбентом. Такие уровни радиации 9 рад и выше могут выдержать только неорганические иониты . Все это приводит к изменению физикомеханических свойств сорбентов, гранулометрического состава, селективности, кинетики обмена и других показателей , . Наряду с радиационным наблюдают и чисто тепловое или химическое, а также комбинированное разрушение. Исследованные иониты в порядке увеличения их радиационной стойкости можно расположить в следующий ряд анионообменные смолы катионнообменные смолы ионообменные угли неорганические иониты.