CS203307B1 - Method of production of selective sorbent - Google Patents
Method of production of selective sorbent Download PDFInfo
- Publication number
- CS203307B1 CS203307B1 CS91278A CS91278A CS203307B1 CS 203307 B1 CS203307 B1 CS 203307B1 CS 91278 A CS91278 A CS 91278A CS 91278 A CS91278 A CS 91278A CS 203307 B1 CS203307 B1 CS 203307B1
- Authority
- CS
- Czechoslovakia
- Prior art keywords
- solution
- sorbent
- alkali metal
- radium
- production
- Prior art date
Links
- 239000002594 sorbent Substances 0.000 title claims description 30
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 19
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- 229910052705 radium Inorganic materials 0.000 claims description 10
- HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N radium atom Chemical compound [Ra] HCWPIIXVSYCSAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 10
- 229910052783 alkali metal Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000001340 alkali metals Chemical class 0.000 claims description 8
- 239000002023 wood Substances 0.000 claims description 8
- 238000000926 separation method Methods 0.000 claims description 6
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 claims description 4
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 3
- 229920006395 saturated elastomer Polymers 0.000 claims description 3
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims description 3
- 210000000988 bone and bone Anatomy 0.000 claims description 2
- 150000004676 glycans Chemical class 0.000 claims description 2
- 229920001282 polysaccharide Polymers 0.000 claims description 2
- 239000005017 polysaccharide Substances 0.000 claims description 2
- 102000004169 proteins and genes Human genes 0.000 claims description 2
- 108090000623 proteins and genes Proteins 0.000 claims description 2
- 239000007858 starting material Substances 0.000 claims description 2
- 239000002253 acid Substances 0.000 claims 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 24
- 238000001784 detoxification Methods 0.000 description 10
- 239000000047 product Substances 0.000 description 10
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 9
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 8
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 8
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 7
- MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N Oxalic acid Chemical compound OC(=O)C(O)=O MUBZPKHOEPUJKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 6
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M Sodium chloride Chemical compound [Na+].[Cl-] FAPWRFPIFSIZLT-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 5
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 5
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 5
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 5
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 5
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 4
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 4
- UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L Calcium chloride Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Ca+2] UXVMQQNJUSDDNG-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- DSAJWYNOEDNPEQ-AHCXROLUSA-N barium-133 Chemical compound [133Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-AHCXROLUSA-N 0.000 description 3
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 3
- 229910052699 polonium Inorganic materials 0.000 description 3
- HZEBHPIOVYHPMT-UHFFFAOYSA-N polonium atom Chemical compound [Po] HZEBHPIOVYHPMT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000011780 sodium chloride Substances 0.000 description 3
- 229910001424 calcium ion Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001913 cellulose Substances 0.000 description 2
- 229920002678 cellulose Polymers 0.000 description 2
- 239000007795 chemical reaction product Substances 0.000 description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 2
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 description 2
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 description 2
- 235000006408 oxalic acid Nutrition 0.000 description 2
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 2
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 2
- 230000035515 penetration Effects 0.000 description 2
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 2
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000003643 water by type Substances 0.000 description 2
- 229920002972 Acrylic fiber Polymers 0.000 description 1
- BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N Calcium cation Chemical compound [Ca+2] BHPQYMZQTOCNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229920002488 Hemicellulose Polymers 0.000 description 1
- 241000218657 Picea Species 0.000 description 1
- 235000004789 Rosa xanthina Nutrition 0.000 description 1
- 241000109329 Rosa xanthina Species 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001422 barium ion Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 description 1
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000009835 boiling Methods 0.000 description 1
- 229940036811 bone meal Drugs 0.000 description 1
- 239000002374 bone meal Substances 0.000 description 1
- 239000012267 brine Substances 0.000 description 1
- 229910052793 cadmium Inorganic materials 0.000 description 1
- BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N cadmium atom Chemical compound [Cd] BDOSMKKIYDKNTQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005341 cation exchange Methods 0.000 description 1
- 239000002738 chelating agent Substances 0.000 description 1
- 238000004587 chromatography analysis Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 239000013068 control sample Substances 0.000 description 1
- 239000003651 drinking water Substances 0.000 description 1
- 235000020188 drinking water Nutrition 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 238000010828 elution Methods 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 239000012527 feed solution Substances 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 239000003546 flue gas Substances 0.000 description 1
- 238000005469 granulation Methods 0.000 description 1
- 230000003179 granulation Effects 0.000 description 1
- 159000000011 group IA salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000005342 ion exchange Methods 0.000 description 1
- 229920005610 lignin Polymers 0.000 description 1
- 150000002697 manganese compounds Chemical class 0.000 description 1
- QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N mercury Chemical compound [Hg] QSHDDOUJBYECFT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052753 mercury Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000001814 pectin Substances 0.000 description 1
- 229920001277 pectin Polymers 0.000 description 1
- 235000010987 pectin Nutrition 0.000 description 1
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 1
- 239000002901 radioactive waste Substances 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 239000011541 reaction mixture Substances 0.000 description 1
- 238000006479 redox reaction Methods 0.000 description 1
- 229920005989 resin Polymers 0.000 description 1
- 239000011347 resin Substances 0.000 description 1
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000012266 salt solution Substances 0.000 description 1
- 239000000523 sample Substances 0.000 description 1
- 239000012047 saturated solution Substances 0.000 description 1
- HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M sodium;chloride;hydrate Chemical compound O.[Na+].[Cl-] HPALAKNZSZLMCH-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000012265 solid product Substances 0.000 description 1
- 230000003068 static effect Effects 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000005406 washing Methods 0.000 description 1
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Description
Vynález se týká způsobu výroby selektivního sorbentu vhodného zejména k zachycování a separaci radioaktivních látek, zejména rádia, radiobarya a radiostroncia, jakož i jiných.The invention relates to a process for the production of a selective sorbent suitable in particular for the capture and separation of radioactive substances, in particular radio, radiobarya and radiostronium, as well as others.
Rádium a některé, další radioaktivní zářiče jsou pro svoji biotoxicítu předmětem soustavné snahy o jejích odstraňování ze životního prostředí, zejména z vod a dále z radioaktivních odpadů. Chardon P., a kol. [Centre ďetudes nucleaires Fontenay a. Roses, France, SM-41, IAEA, Wien, 26—31 Aug. (1963)] např. konstatují, že při zpracování uranové suroviny přechází do rozpustného stavu 1,5 až 2,2 hmot. % obsaženého rádia; ve vzniklých odpadech kapalného skupenství radioaktivita rádla v litru je 3,7 až 37 Bq a radioaktivita polonia je v mezích 7,4 až 26 Bq. V. G. Bachurov a kol. [SM-71/28, ΊΑΕΑ, Wien, 6—10 Dec. (1965)] zjistili, že odstranění rádia a polonia z důl' nich a vratných vod, obsahujících nejvýše 15 g sušiny/1, lze uskutečnit pomocí sorpce na kyslíkatých sloučeninách čtyřmocného manganu deponovaných na dřevěných pilinách. Tito autoři označují jako výhodnou možnost dále snížit hmotnost tohoto vysyceného sorbentu na jednu dvacetinu až jednu padesátinu spálením dřevěného substrátu.Due to its biotoxicity, radium and some other radioactive emitters are the subject of a continuous effort to remove it from the environment, especially from water and from radioactive waste. Chardon P., et al. [Center d'etudes nucleaires Fontenay and Roses, France, SM-41, IAEA, Wien, 26-31 Aug. (1963)], for example, note that 1.5 to 2.2 wt. % radio contained; in the resulting liquid phase wastes, the radioactivity of the radius in liter is 3.7 to 37 Bq and the radioactivity of polonium is in the range of 7.4 to 26 Bq. V. G. Bachurov et al. [SM-71/28, ΊΑΕΑ, Wien, 6-10 Dec. (1965)] found that the removal of radium and polonium from mine and return waters containing not more than 15 g dry matter / l can be accomplished by sorption on oxygenated tetravalent manganese compounds deposited on sawdust. These authors describe as a preferred option to further reduce the weight of this saturated sorbent to one twentieth to one fiftyths by burning a wood substrate.
Technickou činností související s mírovým využíváním jaderné energie vznikly závažné ekologické problémy. Ukázalo, se jako společensky velmi potřebné, aby byl dokonaleji vyřešen záchyt některých radioaktivních i neradioaktivních iontů. Jde zejména, o cesium, berylium, stroncium, barium, rádium, zinek, kadmium, olovo, rtuť, polo. ni um, kobalt a ruthenium. Dále se ukázalo účelné, aby bylo možno využívat i jemnozrnných sorbentů, jejichž střední velikost zrna (dj je asi 0,1 mm, dále, aby k dostatečné detoxikači vstupní vody postačovaly i filtrační vrstvy vysoké (hT) pouze několik centrimetrů, dále, aby filtrační rychlost (u) byly alespoň asi 3 m/h, takže prostorová zatížení takových filtrů (s) by byla vysoká. jako dostatečnou detoxikači vstupní vody lze obvykle označit případ, kdy průchodem filtrem sorbentu se sníží radioaktivita vody na setinu vstupní hodnoty (λ = = 0,01).Technical activities related to the peaceful use of nuclear energy have created serious environmental problems. It has proved to be very socially necessary to better solve the capture of some radioactive and non-radioactive ions. In particular, cesium, beryllium, strontium, barium, radium, zinc, cadmium, lead, mercury, polo. ni um, cobalt and ruthenium. Furthermore, it has proven expedient to use fine-grained sorbents whose mean grain size (dj is about 0.1 mm), so that sufficient filtering layers of high (h T ) of only a few centimeters are sufficient to further detoxify the inlet water; the filter velocities (u) were at least about 3 m / h, so that the spatial loads of such filters (s) would be high, as a sufficient inlet water detoxification can usually be a case where passing the sorbent filter reduces water radioactivity to a hundredth of the input value (λ = = 0.01).
Dále se ukázalo jako potřebné, aby bylo možno jednoduchou chemickou operací vzájemně separovat ionty alkalických zemin, zejména rádium od barya, rádium od vápníku, baryum od vápníku a stroncium od vápníku.Furthermore, it has proved necessary to be able to separate alkaline earth ions, in particular radium from barium, radium from calcium, barium from calcium and strontium from calcium, by simple chemical operation.
Uvedené cíle jsou dosaženy uvedeným vynálezem, který se týká způsobu výroby se283307 lektivního sorbentu vhodného zejména k separaci radioaktivních látek jako je rádium, radiostroncium a jiné a tudíž k detoxikací vod tyto látky obsahujících. Podstatou způsobu výroby je postupy, při kterém se na výchozí surovinu (substrát), s výhodou pevnou, obsahující polysacharidy nebo jejich deriváty, jako je dřevo, nebo obsahující proteiny jako jsou zvířecí chlupy, nevyklížená kostní moučka aj. nebo na káustobíolity, působí při teplotě v rozmezí 0 °>C až 100 °C a tlaku v rozmezí 0,1 MPa až 1 MPa tisícinomolárním až nasyceným roztokem manganistanu alkalického kovu nebo směsí roztoků manganistanů alkalických kovů, přičemž v průběhu reakce se tekutá fáze reakční zplodiny odvádí, až kontrolní vzorek vyjmutý z reakční směsí a vnesený do zahřátého vodného roztoku kyseliny šťavelové se rozpustí a zůstaví jen minerální zbytky, načež po případném promytí vodou se' tuhý produkt vysuší při teplotě 15 až 150 °C. Přitom spotřebovaný roztok nebo tekutá fáze reakění zplodiny se plynule odvádí a nahrazuje stejným množstvím roztoku manganistanu alkalického kovu nově dodaného. Popřípadě se po zredukování určitého množství manganistanu alkalického kovu vytvořený roztok nebo tekutá fáze reakční zplodiny odvede najednou a nahradí se novým podílem roztoku manganistanu.These objects are achieved by the present invention, which relates to a process for the production of a lactic sorbent suitable particularly for the separation of radioactive substances such as radium, radio-strontium and the like and therefore for detoxifying water containing these substances. The process is based on processes in which the starting material (substrate), preferably solid, containing polysaccharides or derivatives thereof, such as wood, or containing proteins such as animal hair, unhardened bone meal or the like, is treated at temperature in the range of 0 ° C to 100 ° C and a pressure in the range of 0.1 MPa to 1 MPa of a thousand-molar to saturated alkali metal permanganate solution or mixtures of alkali metal permanganate solutions, during the reaction, the liquid phase of the reaction product is removed until a control sample is removed of the reaction mixture and introduced into the heated aqueous solution of oxalic acid dissolve and leave only mineral residues, after which the solid product is dried at 15 to 150 ° C after optional washing with water. The spent solution or the liquid phase of the flue gas reaction is continuously removed and replaced with an equal amount of the alkali metal permanganate solution newly supplied. Optionally, after reducing a certain amount of alkali metal permanganate, the solution or liquid phase of the reaction product formed is drained at once and replaced with a new portion of permanganate solution.
Při postupu podle vynálezu probíhá úplná redukčně-oxidační reakce mezi roztokem manganistanu a oxidovatelnými složkami substrátu, při které se např. vé dřevě zcela anebo téměř zcela oxidují takové složky dřeva jako jsou celulóza, hemicelulóza, ligniny, pryskyřičné a pektinové látky a současně probíhá redukce- Mn(VII) na Mn,(IV.j a Mn(III). Vznikající kyslikaté sloučeniny M,n(IV) a Mn(III) se ve strukturním spojení s hmotou suroviny deponují uvnitř přeměňované struktury a textury dřeva. Mechanicky nejpevnější skelet dřeva (bohatý minerální složkou) zůstává při této redoxní metasomatické transformaci zachován až do velmi pokročilé fáze reakce a zpevňuje texturu produktu. Tím je zachována původní granulace substrátu, takže produkt není nutno granulovat. Tyto minerální zbytky hrají tedy úlohu nosného skeletu a jejich relativní hmotnost kolísá podle volby substrátu (např. dřevo versus kost]. Avšak minerální zbytky mohou plnit i vlastní sorpčně-aktivní úlohu, anebo mohou topotakticky ovlivňovat tvorbu produktu. Při způsobu výroby podle vynálezu lze tedy volbou substrátu ovlivňovat i vlastnosti produktu (sorbentu). Na sorpění účinnost sorbentů podle PV · na radioaktivní látky, např. na .radiostroncium, má vliv řada faktorů jako jsou koncentrace, alkalita a. teplota roztoku, manganistanu alkalického kovu, přítomnost některých iontů v reakčním roztoku, teplota sušení produktu, atd.; například optimální koncentrace manganistanu při reakci, se dřevěnými pilinami, jako substrátem je 0,30 M. Mezi manganistanem a. surovinou odvozenou od celulózy probíhá reakce zprvu bouřlivě a při použití vyšších: koncentrací manganistanu je proto vhodné, aby při . postupu s plynulým přívodem roztoku manganistanu alkalického kovu byl čers'tvý roztok přiváděn hned zpočátku na již částečně zreagovaný meziprodukt.In the process according to the invention, a complete reduction-oxidation reaction occurs between the permanganate solution and the oxidizable components of the substrate, during which wood components such as cellulose, hemicellulose, lignins, resin and pectin substances are oxidized wholly or almost completely. Mn (VII) to Mn, (IV and Mn (III). The resulting oxygenated compounds M, n (IV) and Mn (III), in structural association with the mass of the raw material, are deposited within the transformed wood structure and texture. rich mineral component) is retained in this redox metasomatic transformation until the very advanced phase of the reaction and solidifies the texture of the product, preserving the original granulation of the substrate so that the product does not need to be granulated. substrate (eg wood vs. bone) The mineral residues may also fulfill their own sorption-active role, or may topotactically influence the formation of the product. Thus, the properties of the product (sorbent) can also be influenced in the production process according to the invention. The sorption activity of the sorbents according to PV · on radioactive substances, for example radiostronium, is influenced by a number of factors such as concentration, alkalinity and temperature of the solution, alkali metal permanganate, presence of some ions in the reaction solution, product drying temperature, etc .; For example, the optimum permanganate concentration in the reaction, with sawdust as a substrate, is 0.30 M. Between permanganate and the cellulose-derived feedstock, the reaction is initially stormy, and when using higher concentrations of permanganate, it is therefore desirable to: In the continuous flow of alkali metal permanganate solution, the fresh solution was initially fed to the already partially reacted intermediate.
Sorbent získaný postupem podle vynálezu se vyznačuje podstatně větší sqrpčrií účinností, např. na rádium, než sorbenty srovnatelného chemismu připravené jinými popsanými postupy, např. postupem, který pro sorpci rádia využil Bachurov, kterým do, chází pouze k poměrně lehkému proreagování pilin roztokem draselného manganistanu relativně nízké koncentrace, takže faktor prostorové koncentrace rádia je relativně malý a je nutno ho zvýšit spálením neproreagované dřevěné substance.The sorbent obtained by the process according to the invention is characterized by a considerably greater efficacy, for example on radium, than sorbents of comparable chemistry prepared by other described processes, for example the procedure which used Bachurov for sorption of radios. relatively low concentrations, so that the spatial concentration factor of the radio is relatively small and must be increased by burning the unreacted wood substance.
, Operace spalování radioaktivního sorbentu je však riskantní operací a vytváří více problémů než řeší, neboť např. polonium může při této operací vytékat. Postupem podle vynálezu se získají specificky účinnější sorbenty než v případě postupů, jež vycházejí z oxidace Mn(II) vzdušným kyslíkem — např. oxidace Μη(ΟΗζ) vysrážeriého na akrylových vláknech {Moore, W. S., Reid, D. F., J. Geophys. Res. 1973, 78 (36) 8880).However, the operation of burning a radioactive sorbent is a risky operation and creates more problems than it solves, because, for example, polonium can leak out during this operation. According to the process of the invention, more specifically sorbents are obtained than those based on oxidation of Mn (II) by air oxygen - e.g. oxidation of Μη (ΟΗζ) precipitated on acrylic fibers {Moore, W. S., Reid, D. F., J. Geophys. Res. 1973, 78 (36) 8880).
Vyšší účinnost sorbentu podle vynálezu umožňuje jednak dekontaminovat vodu s vyšší účinností, měřeno hodnotou zbylé radioaktivity nebo velikostí dosažené objemové koncentrace, např. rádia. Tento sorbent tedy umožňuje velmi podstatně prodloužit operační cykly detoxikačních zařízení, anebo dekontaminovat vysoce solné roztoky, které jinde popsané sorbenty srovnatelného chemismu schopny dekontaminovat nejsou. Proto sorbent získaný způsobem podle vynálezu usnadňuje nejen technologickou manipulaci, ale umožňuje poměrně snadno řešit situace jinak řešitelné jen s velikými obtížemi nebo náklady.The higher efficiency of the sorbent according to the invention makes it possible, on the one hand, to decontaminate water with a higher efficiency, as measured by the value of the remaining radioactivity or by the volume concentration achieved, e.g. Thus, this sorbent makes it possible to substantially extend the operating cycles of detoxification devices, or to decontaminate highly saline solutions which are not capable of decontaminating sorbents of comparable chemistry described elsewhere. Therefore, the sorbent obtained by the process according to the invention not only facilitates technological handling, but also makes it possible to easily solve situations otherwise solvable only with great difficulty or cost.
Postup podle vynálezu lze použít k získání sorbentů výhodně využitelných k odstranění rádia, radiostroncia, radiobarya, a jiných radioaktivních zářičů z roztoků o solnostech nízkých i vysokých. Radiostroncium lze odstranit z roztoků, které obsahují vápník v koncentraci obvyklé v říčních vodách, se značnou účinností. Rádium lze z roztoků odstraňovat i v případě, že obsahují ionty barya a/nebo vysoké koncentrace vápenatých lontů (1 M i. vyšších). Pokud záchyt těchto iontů sorbentem podle vynálezu probíhá výměnou iontů, lze separační rovnováhy vyjádřit pomocí koncentrační rovnovážné konstanty (Guldberg— , jež vyjadřuje preferenci pro vstupující (sorbovaný) iont (mi) ve srovnání s iontem, v jehož formě se sorbent původně na203307 cházel (ma). Pak jako orientační. hodnoty lze uvést:The process according to the invention can be used to obtain sorbents advantageously useful for removing radio, radiostronium, radiobarya, and other radioactive emitters from solutions of low and high salinity. Radiostronium can be removed from solutions containing calcium at a concentration common in river waters with considerable efficacy. Radium can also be removed from solutions even if they contain barium ions and / or high calcium ion concentrations (1 M i. Higher). If capture of these ions by the sorbent of the invention is carried out by ion exchange, separation equilibriums can be expressed using a concentration equilibrium constant (Guldberg), which expresses the preference for the input (sorbed) ion (s) compared to the ion in which the sorbent originally originated. Then, the approximate values may be:
K scra -18, 'K % -IQ4, K £ =-105.K s c r a -18, K-% -I 4 , K = = -105.
Tyto hodnoty jasně naznačují, že sorbent získaný způsobem výroby podle vynálezu vyniká neobyčejně vysokou selektivitou pro biotoxické rádium a výraznou selektivitou pro biotoxické radiostroncium, ve srovnání s biologicky nezbytným. vápníkem. Zároveň tyto hodnoty slibují nejen vysoce účinnou detoxikaci Ca-iont obsahujících roztoků od rádia a radiobarya, ale i pitných vod od radiostroncia. Dále naznačují i potenciální vhodnost pro rádiochemické separace iontových dvojic Ra—Ba, Ba—Sr, Sr—Ca, Ra—Ca, Ba—Ca.These values clearly indicate that the sorbent obtained by the process of the present invention is distinguished by an extremely high selectivity for biotoxic radium and a marked selectivity for biotoxic radiostronium as compared to biologically necessary. calcium. At the same time, these values promise not only highly effective detoxification of Ca-ion-containing solutions from radio and radiobarya, but also drinking water from radiostronium. They also indicate potential suitability for radiochemical separation of ion pairs Ra-Ba, Ba-Sr, Sr-Ca, Ra-Ca, Ba-Ca.
Tyto separace by za použití sorbentů podle vynálezu měly být proveditelné jednoduchou eluční chromatografií bez použití chelatotvorných látek, někdy i jen „frontální analýzou“. Roztoky alkalických solí lze detoxikovat od rádia ještě s daleko vyšší účinností. Např. roztok nasycený chloridem sodným lze takto snadno detoxikovat průchodem sorpčriím ložem sorbentů podle vynálezu. Výhody sorbentů podle vynálezu jsou zřejmé z následujících příkladů provedení a použití, které objasňují podstatu vynálezu, aniž by ho jakýmkoliv způsobem omezovaly.These separations, using the sorbents of the invention, should be feasible by simple elution chromatography without the use of chelating agents, sometimes only by "frontal analysis". Alkaline salt solutions can be detoxified from the radio with even greater efficiency. E.g. the sodium chloride saturated solution can thus be easily detoxified by passing through the sorption bed of the sorbents of the invention. The advantages of the sorbents of the invention are apparent from the following examples and uses, which illustrate the invention without limiting it in any way.
Přikladl (Příprava „statickou“ metodou).Example (Preparation by "static" method).
Dávka smrkových pilin o zrnitosti d=0,2 až 1 mm se za míchání vmísí do 0,3 M roztoku KMnOá o teplotě 60 až 90 °C. Ze zreagované suspenze se odvede vyčerpaný roztok KMnCU a nahradí čerstvým. Postup se opakuje tak dlouho, pokud dochází k redukci roztoku KMnOí. Tuhý zbytek se vzorkuje tak, že vzorek produktu se vnese do nadbytečného horkého až vroucího roztoku kyseliny šťavelové. Výroba je skončena, když při této zkoušce se veškerá hmota produktu rozpustí a zůstanou pouze světlé, průsvitné vločky, jejichž hmotnost je nepatrná. Produkt se zcedí a vysuší při 100 °C.A batch of spruce sawdust having a particle size d = 0.2 to 1 mm is mixed with stirring into a 0.3 M KMnO solution at a temperature of 60 to 90 ° C. The spent KMnCU solution is removed from the reacted suspension and replaced with fresh solution. The process is repeated as long as the KMnO 2 solution is reduced. The solid residue is sampled by introducing a sample of the product into excess hot to boiling oxalic acid solution. Production is complete when in this test all of the product mass dissolves leaving only light, translucent flakes whose weight is negligible. The product was sieved and dried at 100 ° C.
P ř í k 1 a d 2 (Příprava dynamickou metodou]Example 1 (Dynamic Method Preparation)
Vrstvou dřevěných pilin o zrnitosti max. d = 0,2 mm se plynule propouští 0,05 M roztok KMnOá, jehož zredukovaný podíl se odvádí. Vstupní roztok se postupně zahřívá tak, aby jeho teplota činila na počátku asi 20 °C a ke konci konverze pak 60 °C, Po ukončení reakce se provede zkouška jako výše, produkt se zcedí a vysuší při teplotě 50 °C.Through a layer of wood sawdust with a grain size of max. D = 0.2 mm, a 0.05 M KMnO 6 solution is continuously released, the reduced fraction of which is removed. The feed solution is gradually heated to a temperature of about 20 ° C at the beginning and then 60 ° C at the end of the conversion. After completion of the reaction, the test is carried out as above, the product is drained and dried at 50 ° C.
Příklad 3Example 3
Detoxikace 0,76 M vodného roztoku chloridu vápenatého, pH 9, od rádia—226:Detoxification of 0.76 M aqueous calcium chloride solution, pH 9, from radio-226:
Do jednoho litru roztoku se za stálého míchání přidá 500 mg sorbentů podle vynálezu, získaného podle příkladu 1, přičemž dmax — 0,1 mm. Při 18 °C se míchá 18 hodin, pak se zfiltruje. Filtrát obsahuje nejvýše 2 % původní koncentrace rádia-226.500 mg of the sorbents according to the invention obtained according to Example 1 are added to one liter of solution, with stirring, dmax - 0.1 mm. Stir at 18 ° C for 18 hours, then filter. The filtrate contains not more than 2% of the original radio-226 concentration.
Kd(Ra) == 1 X 105 cm3/g.K d (Ra) == 1 X 105 cm 3 / g.
PřikládáHe attaches
Detoxikace 0,76 M roztoku chloridu vápenatého, pH 9, od barya-133. Do jednoho litru roztoku se za míchání přidá 1000 mg sorbentu podle vynálezu, získaného podle příkladu 1, dmax = 0,1 mm; při 18 °C se míchá po 18 h, pak se zfiltruje. Filtrát obsahuje nejvýše 8 % původního množství barya-133. Kd(Ba) =1 X 104 cm5/g.Detoxification of a 0.76 M calcium chloride solution, pH 9, from barium-133. 1000 mg of the sorbent of the invention obtained according to Example 1, d max = 0.1 mm, are added to one liter of the solution with stirring; Stir at 18 ° C for 18 h, then filter. The filtrate contains not more than 8% of the original amount of barium-133. K d (Ba) = 1 X 10 4 cm 5 / g.
Příklad 5Example 5
Detoxikace 0,76 M roztoku chloridu vápenatého, pH 9, od rádia-226 a barya-133 dynamickou metodou (kolona).Detoxification of 0.76 M calcium chloride solution, pH 9, from radio-226 and barium-133 by dynamic method (column).
Pracuje se s vrstvou sorbentů podle vynálezu, získaného podle příkladu 1, zrnění d — 0,06 až 0,2 mm, výška hT = 4 cm, u= = 2,7 m/h, specifické zatížení s = 70 h-1. Byla zjištěna užitečná detoxlkační kapacita k 1% průniku rovná 5000 objemů lože sorbentu · (n*° = 5000) a 1000 (n,03 = 1000).The sorbent layer according to the invention obtained according to Example 1 is used, grain d = 0.06-0.2 mm, height h T = 4 cm, u = 2.7 m / h, specific load s = 70 h -1 . A useful detoxification capacity to 1% penetration was found equal to 5000 bed volumes of sorbent · (n * ° = 5000) and 1000 (n, 03 = 1000).
P ř í k 1 a d 6Example 1 a d 6
Detoxikace modelu říční dunajské vody od radiostroncia-85. cSr = 1 X, 10~5 M, cCa = 1 X 10-3 M, pH je neutrální. Filtrační lože hT — 1 cm, d = 0,06 až 0,2 mm, μ — 1,3 m/h, s — 150 h_í. Dosažená užitečná objemová kapacita na radiostroncium n fr = 3000.Detoxification of river Danube water model from radiostronics-85. c Sr = 1 X, 10 ~ 5 M, cCa = 1 X 10 -3 M, pH is neutral. The filter bed hT - 1 cm, d = 0.06 to 0.2mm μ - 1.3 m / h, - h 150 _i. Achieved useful volumetric capacity per radio-strontium nf r = 3000.
Sorbent podle příkladu 2.Sorbent according to Example 2.
Příklad 7Example 7
Detoxikace modelu neutralizovaných solankových eluátů primárních katexových detoxikačních kolon od rádia-226.Detoxification of neutralized brine eluate model of primary cation exchange detoxification columns from radio-226.
Složení produktu: 2,5 M NaCl, 0,25 M CaClz, pH neutrální. Filtrační vrstva sorbentu podle vynálezu, získaná postupem podle příkladu 1: d = 0,6 mm, t = 20 °C, μ = 14,3 m/h. Dosažená objemová kapacita k 0,1% průniku rádia-226 při různých výškách filtrační vrstvy (hT) je uvedena v pomocné tabulce:Product composition: 2.5 M NaCl, 0.25 M CaCl 2, pH neutral. The sorbent filter layer according to the invention, obtained by the method of Example 1: d = 0.6 mm, t = 20 ° C, μ = 14.3 m / h. The achieved volumetric capacity to 0.1% of radio-226 penetration at different filter layer heights (h T ) is given in the help table:
hT (cm) n0,iRa h T (cm) n 0 , i Ra
3000 60 4200 80 5100 100 57003000 60 4200 80 5100 100 5700
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS91278A CS203307B1 (en) | 1978-02-13 | 1978-02-13 | Method of production of selective sorbent |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CS91278A CS203307B1 (en) | 1978-02-13 | 1978-02-13 | Method of production of selective sorbent |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CS203307B1 true CS203307B1 (en) | 1981-02-27 |
Family
ID=5342187
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CS91278A CS203307B1 (en) | 1978-02-13 | 1978-02-13 | Method of production of selective sorbent |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CS (1) | CS203307B1 (en) |
-
1978
- 1978-02-13 CS CS91278A patent/CS203307B1/en unknown
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Daifullah et al. | Adsorption of fluoride in aqueous solutions using KMnO4-modified activated carbon derived from steam pyrolysis of rice straw | |
| Ahmadpour et al. | Effect of adsorbents and chemical treatments on the removal of strontium from aqueous solutions | |
| Krishna et al. | Removal of 137Cs and 90Sr from actual low level radioactive waste solutions using moss as a phyto-sorbent | |
| RU2728137C2 (en) | Composition containing modified red mud with low content of chromates, and a method for production thereof | |
| US5407889A (en) | Method of composite sorbents manufacturing | |
| Šljivić-Ivanović et al. | Utilization of C&D waste in radioactive waste treatment—Current knowledge and perspectives | |
| Wang et al. | Surface engineering of MIL-88 (Fe) toward enhanced adsorption of radioactive strontium | |
| Akyıl et al. | Distribution of uranium on zeolite X and investigation of thermodynamic parameters for this system | |
| US5268107A (en) | Modified clinoptilolite as an ion exchange material | |
| JP2013127437A (en) | Method and device for treating radioactive cesium-containing substance | |
| CS203307B1 (en) | Method of production of selective sorbent | |
| Mishra et al. | Biosorptive behaviour of rice hulls for Cs-134 from aqueous solutions: A radiotracer study | |
| RU2021009C1 (en) | Method for producing composite sorbents and composite sorbent | |
| JP6238214B2 (en) | Decontamination method for radioactive material-contaminated particulate matter | |
| Fuks et al. | Sorption of selected radionuclides from liquid radioactive waste by sorbents of biological origin: The alkaline earth alginates | |
| Grung et al. | Bioaccumulation and lack of oxidative stress response in the ragworm H. diversicolor following exposure to 226Ra in sediment | |
| Lee et al. | Cs+ and Ba2+ selective transport by a novel self-assembled isoguanosine ionophore through polymer inclusion and bulk liquid membranes | |
| Datta et al. | Recent trends in the application of biowaste for hazardous radioactive waste treatment | |
| Eroglu et al. | An environmentally friendly batch bioadsorption study of the radionuclides 67Ga from aqueous solutions by fibrous tea waste | |
| JP2016099264A (en) | Radioactive material adsorbing ceramics for safe disposal of radioactive material | |
| Nash et al. | In-situ mineralization of actinides for groundwater cleanup: Laboratory demonstration with soil from the Fernald Environmental Management Project | |
| RU2110858C1 (en) | Radionuclide flocculator for decontaminating liquid radioactive wastes | |
| KR102872986B1 (en) | Method for manufacturing radioactive cesium absorbent and radioactive cesium absorbent manufactured thereby | |
| JP6592973B2 (en) | Cesium adsorbent, use thereof, and method for producing cesium adsorbent | |
| JP2015174009A (en) | Adsorbent |