CC BY
21
Успехи в хцмии и химической технологии. ТОМ XXXIII. 2019. № 1
УДК 66.084.2:546.79:546.49
Никулина У.С., Чижевская С.В., Науменко Н.А.
ГИДРОКЛАССИФИКАЦИЯ КАК ОДИН ИЗ ЭФФЕКТИВНЫХ МЕТОДОВ ОЧИСТКИ ТЕХНОГЕННЫХ ПОЧВОГРУНТОВ ОТ РАДИОНУКЛИДОВ РАДИЕВОГО РЯДА ИЛИ РТУТИ
Никулина Ульяна Сергеевна*, начальник научно-исследовательского отдела e-mail: nikulina.uln@gmail.com;
Чижевская Светлана Владимировна, профессор кафедры технологии редких элементов и наноматериалов на их основе
e-mail: chizh@rctu.ru;
Науменко Николай Александрович*, технический директор e-mail: nntr8@yandex.ru;
*ООО «Корпорация по Ядерным Контейнерам», Москва, Россия 123298, Москва, ул. Маршала Бирюзова, д. 1, к. 1;
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия 125047, Москва, Миусская площадь, д. 9
Приведены результаты исследований по очистке техногенных почвогрунтов, загрязненных радионуклидами радиевого ряда или ртутью, с применением пульсационной колонны гидроклассификации.
Ключевые слова: гидроклассификация, пульсационная колонна, радионуклиды, ртуть, техногенные почвогрунты.
HYDROCLASSIFICATION AS ONE OF THE MOST EFFICIENT METHOD FOR CLEANING-UP OF MAN-MADE SOILS FROM 226RA DECAY FAMILY RADIONUCLIDES OR MERCURY
Nikulina.U.S., Chizhevskaya S.V., Naumenko N.A. LLC Nuclear Container Corporation;
D. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia
Researching results of cleaning-up of man-made soils from 226Ra decay family radionuclides or mercury with pulse column using have been discussed.
Key words: Hydroclassification, pulse column, radionuclides, mercury, man-made soils.
Интенсивное развитие предприятий различных отраслей промышленности, многочисленные техногенные аварии неизбежно приводят к образованию территорий, почвогрунты которых загрязнены органическими и неорганическими соединениями тяжелых металлов, в частности, ртутью, а также радионуклидами. Источниками поступления в окружающую среду радионуклидов и ртути являются предприятия по добыче и переработке минерального сырья, тепловые электростанции, объекты ядерного топливного цикла, производства хлорвинила, красителей и др. Так например, согласно данным доклада «Реабилитация территорий государств-участников СНГ, подвергшихся деятельности урановых производств» (Экономический совет СНГ, 27.12.2006), в РФ реабилитации территорий подлежит не менее 10 радиационно-опасных объектов, загрязненных в результате добычи и переработки урановых руд.
Несмотря на исключительную актуальность проблемы и существование разнообразных вариантов методов очистки почвогрунтов от радионуклидов и тяжелых металлов, разработанных
к настоящему времени в различных странах, высокоэффективной и универсальной технологии до сих не создано. Известные на сегодняшний день методы можно разделить на три группы: безреагентные, реагентные, их комбинации.
Безреагентный метод гидроклассификации почвогрунтов, загрязненных радионуклидами, позволяет с высокой эффективностью концентрировать их в глинистой фракции. Гидроклассификация загрязненных 137Cs супесчаных почвогрунтов в пульсационной колонне дает возможность сократить их массу на 85-90% в то время, как гидроклассификация в гидроциклонах, винтовых, спиральных классификаторах
радиоактивных почвогрунтов со схожим фракционным и радионуклидным составом позволяет снижать их массу всего на 55-85%.
В результате исследований, проведенных в 20102016 гг. по очистке почвогрунтов техногенного происхождения от радионуклидов радиевого ряда или ртути с применением пульсационной колонны гидроклассификации, была продемонстрирована принципиальная возможность использования этого аппарата для очистки почвогрунтов от
Успехи в хцмии и химической технологии. ТОМ XXXIII. 2019. № 1
радионуклидов радиевого ряда или ртути и ее соединений [1,2].
В объектах исследования, отобранных на территории одного из промышленных предприятий РФ, наряду с естественными компонентами почвы, в значительном количестве присутствовал
строительный мусор (полимерные материалы, обломки кирпичей, фрагменты бетона, металлической арматуры и т.п.). В радиоактивных образцах почвогрунтов содержание 226Яа достигало 12 кБк/кг, в ртутьсодержащих компонентов - 350 мг/кг.
Изучение исходных образцов показало, что в радиоактивных почвогрунтах содержание фракции -
Исходный почвогрунт
ГФ -
Гидроклассификация радиоактивных
почвогрунтов в оптимальных режимах обеспечивала концентрирование в глинистой фракции до ~66% 226Яа, при этом до 85% масс. почвогрунтов можно вернуть в хозяйственный оборот (Ауд < 4,0 кБк/кг).
Гидроклассификация ртутьсодержащих
почвогрунтов позволила сконцентрировать ~63% всей массы ртути в глинистой фракции (~28% от массы почвогрунтов). Поскольку содержание ртути большей части очищенных почвогрунтов не превышало 15 мг/кг, их можно использовать для заполнения котлованов с перекрытием слоем чистого грунта высотой не менее 0,5 м.
Полученные экспериментальные данные положены в основу технологической и аппаратурной схем стационарного и мобильного комплексов по очистке техногенных почвогрунтов от радионуклидов радиевого ряда или ртути до норм
0,01 мм составляло 30-40% масс., а 226Яа преимущественно присутствовал в прочносвязанной форме (85-91%). В ртутьсодержащих почвогрунтах содержание фракции -0,01 мм составляло 20-40% масс. Наряду с металлической ртутью, в исходных образцах присутствовали различные ее органические, неорганические формы.
Очистку загрязненных почвогрунтов проводили с помощью укрупненной лабораторной установки, основным аппаратом которой является пульсационная колонна гидроклассификации с тарельчатой насадкой КРИМЗ (производительность до 500 кг/ч). Принципиальная аппаратурно-технологическая схема представлена на рисунке 1.
ПДК их в почвах с производительностью от 1 до 20 т/ч. Разработанная технология запатентована [3].
Список литературы
1. Дьяков В.С., Никулина У.С., Чижевская С.В., Науменко Н.А., Гладков С.Ю. Очистка грунтов антропогенного происхождения, загрязненных ртутью, с использованием колонны гидроклассификации // Химическая технология. 2013. № 4. С. 247-251.
2. Никулина У.С., Науменко Н.А., Дьяков В.С., Чижевская С.В. Очистка грунтов, загрязненных радионуклидами, с использованием колонны гидроклассификации // VII Всерос. конф. по радиохимии «Радиохимия-2012». Тезисы докладов. Димитровград. 2012. С. 263.
3. Способ очистки почвогрунта от загрязнений и установка для его осуществления: пат. 2562806 Рос. Федерация. № 2014132935/07; заявл. 11.08.2014; опубл. 10.09.2015. Бюл. № 25. 9 с.
r£Kio M,
ПФ
1 - бункер-дозатор
2 - реактор-репульпатор
3 - пульсационная колонна
4 - насос песковый
5 - центрифуга
6 - контейнер для сбора ГФ
7 - контейнер для сбора ПФ
8 - емкость для сбора оборотной воды
9 - насос погружной
10 - насос вихревой
11 - контейнер для сбора ККФ
12 - контейнер для сбора ППФ
13 - грузовой транспорт
14 - промежуточный контейнер
Рис. 1 Принципиальная аппаратурно-технологическая схема процесса очистки загрязненных почвогрунтов глинистая фракция; ПФ - песковая фракция; ККФ - крупнокусковая фракция; ППФ - промежуточная песковая
фракция
9
