CC BY
33
в масле. Наиболее высокий коэффициент очистки масла наблюдается при использовании активированного серной кислотой датолита Д1к-та, составляющий 93,1.
Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Кадры» (мероприятие 1.4)
Библиографические ссылки
1. IAEA library cataloguing in publication data. Predisposal management of organic radioactive waste. Technical reports series № 427. Vienna: International atomic energy agency, 2004. 88 p.
2. Jozsef Konya, Noemi M. Nagy, Zoltan Nemes. The effect of mineral composition on the sorption of cesium ions on geological formations. // Journal of colloid and interface science. 290, 2005. P. 350-356.
3. Oztop В., Shahwan T. Modification of a montmorillonite-illite clay using alkaline hydrothermal treatment and its application for the removal of aqueous Cs+ ions. // Journal of colloid and interface science. 295, 2006. P. 303-309.
4. Hiilya Noyan, Mii§seref Onal, Yiiksel Sarikaya. The effect of sulphuric acid activation on the crystallinity, surface area, porosity, surface acidity and bleaching power of a bentonite. // Food chemistry. 105, 2007. P. 156-163.
5. Тюпина E.A., Магомедбеков Э.П., Тучкова А.И., Тимеркаев В.Б. Сорб-ционная очистка жидких органических радиоактивных отходов от 137Cs. // Перспективные материалы. Специальный выпуск (8). ООО «Интерконтакт Наука», 2010. С. 329-333.
6. Тучкова А.И., Тюпина Е.А. Подбор параметров кислотной активации бентонита с целью очистки вакуумного масла от Cs - 137. // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [под ред. П.Д. Саркисова и В.Б. Са-жина]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2010. Т. XXIV. 7 (112). С. 8-11.
7. Тучкова А.И., Тюпина Е.А. Влияние температуры активации бентонита на его сорбционную способность к извлечению Cs-137 из вакуумных масел. // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [под ред. П.Д. Саркисова и В.Б. Сажина]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2010. Т. XXIV. 7 (112). С. 12-15.
УДК 621.039.7
А.И. Тучкова, Е.А. Тюпина
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ВЛИЯНИЕ ПРИРОДЫ АКТИВИРУЮЩЕЙ КИСЛОТЫ НА СОРБЦИОННУЮ СПОСОБНОСТЬ ДАТОЛИТА К ИЗВЛЕЧЕНИЮ Cs-137 ИЗ ОТРАБОТАВШЕГО МАСЛА
То optimize a preparation method the conditions of datolite activation by various acids (H2S04, HC1, HNO3, H3PO4) were investigated. Experimental results demonstrate that the treatment of datolite with sulphuric acid shows the highest sorption capacity in relation to Cs-137.
Подобраны условия проведения активации датолита различными кислотами (H2S04, HCl, HN03, Н3РО4). Установлено, что датолит, обработанный серной кислотой, показал максимальную сорбционную способность по отношению к Cs-137.
Органические радиоактивные отходы, образующиеся на АЭС, содержат смазочные масла из насосов, перекачивающих теплоноситель первого контура, гидравлические жидкости и турбинные масла. Обычно они представляют собой средне- и низкоактивные отходы.
Известно, что сорбционная очистка является одним из наиболее широко распространенных и эффективных методов переработки жидких радиоактивных отходов (ЖРО). Однако, в сфере обращения с органическими отходами, сорбционная технология находится в стадии разработки.
В работе [1] нами была изучена возможность сорбционной очистки отработавших радиоактивных масел от Cs-137 и проведен подбор условий сернокислотной активации различных сорбентов, как синтетических (НЖС, силикагель, ТВЭКСы, цеолиты), так и природных глинистых минералов. Было установлено, что активированный датолит показал максимальную сорбционную способность.
Целью настоящей работы является исследование параметров проведения кислотной активации датолита минеральными кислотами с целью получения наиболее эффективного активированного сорбента для извлечения Cs-137 из отработавшего масла.
В данной работе использовано отработавшее масло ОАО «ПО «Сев-маш» с начальной активностью по Cs-137 10000-15000 Бк/кг. Измерение активности проведено на полупроводниковом гамма-рентгеновском спектрометре с планарным ППД детектором на основе монокристалла из особо чистого германия (ОЧГ-2000), располагающимся в криостате с жидким азотом.
01 О
10 20 30 40 50
♦ H2S04 ■ HCl * HN03 • НЗР04 Концентрация кислоты, %
Рис. 1. Зависимость остаточной удельной активности масла от концентрации раствора кислоты при проведении активации датолита
В качестве реагентов для синтеза взяты растворы минеральных кислот: HCl, HNO3, Н3РО4, в которых, как известно из литературных данных [2], происходит частичное или полное (в зависимости от условий) разложе-
ние датолита и, проведено сравнение полученных результатов с данными по активации H2SO4. Кислотная обработка проведена в условиях, подобранных ранее для серной кислоты [3, 4].
На первом этапе осуществлен подбор концентрации активирующих растворов кислот и сняты зависимости сорбционной очистки отработавшего масла датолитом, активированным H2SO4, HCl, HNO3 и Н3РО4 различной концентрации (рис. 1).
Как видно из экспериментальных данных (рис. 1), остаточная активность масла падает с ростом концентрации кислот. Однако использование концентрации выше 20 % является нецелесообразным с точки зрения резкого увеличения времени (в 4-5 раз) высушивания датолита при его активации.
Данные по остаточной удельной активности масла при подборе оптимального в данных условиях соотношения фаз кислот и датолита представлены в табл. 1.
Табл. 1. Зависимость очистки масла от соотношения фаз кислоты и датолита при проведении активации различными кислотами
Соотношение фаз (кислота: датолит) Остаточная активность масла, Бк/кг
H2S04 HCl HNO3 Н3РО4
1:1 2330 3620 4100 4890
3:1 120 1000 2510 3650
5:1 120 200 1380 3060
7:1 120 200 1370 2900
10:1 130 180 1350 2860
По результатам, приведенным в табл. 1 можно говорить об аналогичном влиянии количества добавляемой кислоты на остаточную активность масла, как и при исследовании концентрационной зависимости. Значения удельной активности для HCl, HN03, Н3Р04 при соотношении 5:1, 7:1 и 10:1 существенно не изменяются, поэтому с целью сокращения расходов реагентов и времени просушивания активированного бентонита выбрано соотношение 5:1.
Далее были проведены эксперименты по изучению влияния температуры начальной стадии активации датолита на сорбционную способность полученных образцов, которую исследовали по отработанной ранее методике [3]. Данные по очистке масла, представленные на рис. 2, показывают, что для всех кислот с увеличением температуры происходит повышение сорбционной способности сорбентов. Поэтому для всех четырех случаев выбрана температура начальной стадии активации 100 °С.
Также следует отметить, что во всем интервале исследованных температур максимальная сорбционная способность к Cs-137 наблюдается при использовании датолита, активированного серной кислотой.
Результаты влияния температуры высушивания обработанного кислотой датолита представлены на рис. 3. Как видно из представленных данных (рис. 3), оптимальной температурой проведения процесса высушивания
активированных образцов для HCl является 120 - 125 °С, а для H2SO4, HNO3 иН3Р04- 100 °С.
6000
§ юоо--
& ___„
о --*---.
0 -I-Т-Т-Т--Т-
О 20 40 60 80 100 120
♦ H2S04 "HCl i HN03 • НЗР04 Температура начальной стадии активации, С
Рис. 2. Зависимость остаточной удельной активности масла от температуры начальной стадии активации датолита
Рис. 3. Зависимость остаточной удельной активности масла от температуры высушивания активированного датолита
Табл. 2. Результаты сорбционной очистки масла на датолите, активированном HCl, HNO3, Н3РО4 и H2SO4 в подобранных условиях
Сорбент Остаточная активность масла, Бк/кг Коч Е, %
Д1Н2804 120 93,1 98,9
Д1 HCl 200 48,1 97,9
Д1 HN03 1380 6,8 85,2
Д1 НЗР04 3060 зд 67,4
Результаты по очистке отработавшего масла при подобранных уело-
виях активации представлены в табл. 2.
Таким образом, в работе определены условия проведения активации датолита растворами минеральных кислот. По коэффициенту очистки изученные кислоты можно расположить в ряд FhSO^ HCl>HNO> Н3РО4. В подобранных условиях отмечено уменьшение остаточной активности масла вЗО, 18, 3 и 1,1 раз для активированного соответствующими кислотами датолита по сравнению с исходным образцом.
Показано, что активация серной кислотой при наиболее выгодных технологических показателях (соотношение фаз и температура активации) является наиболее эффективной с точки зрения извлечения Cs-137 из отработавшего масла.
Работа выполнена в рамках реализации ФЦП «Кадры» (мероприятие 1.4)
Библиографические ссылки
1. Сорбционная очистка жидких органических радиоактивных отходов от 137Cs./ Е.А. Тюпина, Э.П. Магомедбеков, А.П. Тучкова, В.Б. Тимеркаев // Перспективные материалы. Специальный выпуск (8). ООО «Интерконтакт Наука», 2010. С. 329-333.
2. Минералы бора: Справочник/ C.B. Малинко, И.И. Халтурина, A.A. Озол, В.М. Бочаков. М.: Недра, 1991. 232 с.
3. Тучкова А.П., Тюпина Е.А. Подбор параметров кислотной активации бентонита с целью очистки вакуумного масла от С s - 137. // Успехи в химии и химической технологии: сб. научн. тр. Том XXIV, № 7 (112). М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2010. С. 8-11.
4. Тучкова А.П., Тюпина Е.А. Влияние температуры активации бентонита на его сорбционную способность к извлечению Cs-137 из вакуумных масел. // Успехи в химии и химической технологии: Сб. науч. тр. [под ред. П.Д. Саркисова и В.Б. Сажина]; / РХТУ им. Д.И. Менделеева. М.: Изд-во РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2010. T. XXIV. 7 (112). С. 12-15.
УДК 666.3.022
А.О. Меркушкин, Зо Е Мо У, Кхант Лин, Вин Зо У
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия
ВЛИЯНИЕ ДАВЛЕНИЯ ПРЕССОВАНИЯ НА ПОРИСТОСТЬ И УДЕЛЬНУЮ ПОВЕРХНОСТЬ КЕРАМИКИ НА ОСНОВЕ ФЕРРИТА ЛАНТАНА
Influence of milling of initial powders, compacting pressure and sintering temperature on open porosity and specific surface area of lanthanum ferrite ceramic was studied. The ceramic with open porosity up to 46% and specific surface area up to 2700 cm2/g may be obtained by six-hours
