CS225793B1

CS225793B1 - Způsob dekontaminaoe vod a separace balastních látek

Info

Publication number: CS225793B1
Application number: CS325482A
Authority: CS
Inventors: Milan Tympl; Vaclav Matous; Vaclav Ing Csc Pecak; Vaclav Ing Csc Homolka
Original assignee: Milan Tympl; Vaclav Matous; Vaclav Ing Csc Pecak; Homolka Vaclav
Priority date: 1982-05-05
Filing date: 1982-05-05
Publication date: 1984-02-13

Description

Vynález se týká čištění vody v běžné vodohospodářské praxi i čištění odpadníeh vod, zvláště průmyslovýoh. Způsob pracuje v magnetiokém poli s velmi jemnými účinnými sorbenty, jež jsou jinak v praxi nepoužitelné a je zvlášť výhodný pro čištění vod s radioaktivním oharakterem a/nebo slouží k nakonoentrování balastů pro jejioh eventuální separari a izolaci.

Třebaže v minulýoh desetiletích byla vypraoována řada účinných způsobů pro čištění vod, zvláště odpadníeh, zůstává tématika čištění vody stále otevřeným problémem. 1 když se v praxi uplatňují dnes vedle čeřících metod hydrolyzovaným síranem hlinitým stále ví09 obdobné soli 1 železité a železnaté, nejsou postupy, využívajíoí zpravidla přirozené sediaantaoe mrakového kalu dnes již vždy dostatečné. Stále stoupajíoí objemy znečištěných vod, obsahujíoíoh nejrůznější toxické nebo radioaktivní látky nejsou čisticí stanioe schopny zpracovat; jsou zpravidla přetíženy a často není ani vhodný postup k dispozici. Důsledkem toho pak je stálé zhoršování životního prostředí a trvalé ohrožování lidského zdraví i přírodních zdrojů. Zvlášť velkým problémem jsou právě odpady radioaktivní, kde jde hmotově jen o stopová množství škodlivin, jež se zvlášť obtížně odstraňují; na druhé straně bylo by však možno mnohdy uvažovat takové škodliviny po zkonoentrování i k eventuální regeneraci a znovuzískání některýoh cenných materiálů.

225 793

225 793 když obecně lze v takových případeoh uvažovat nasazení některých komerčních sorbentů, zvláště Ionexů, jejioh efektivní využití pro stopově ředěné roztoky jeprávě velmi problematické. Výměnná reakoe může probíhat na povrohu sorbentů i uvnitř jeho hmoty. Na povrohu probíhá taková výměna velmi ryohle, uvnitř hmoty je však ryohlost výměny závislá na „ryohlosti difúze hmotou. Zmenší-li se průměr zrna sorbentů na polovinu, zvýší se ryohlost povrchové reakoe dvojnásobně a ryohlost vnitřní sorpce čtyřnásobně. Přirozeně v praxi nelze zmenšovat velikost zrna sorbentů neomezeně, nebot k oddělování sorbentů kapaliny by pak bylo třeba vysokýoh provozních tlaků, filtrace by byla problematická nebo by docházelo k odplavování sorbentů. Samovolná sedimentace sorbentu příliš jemného je rovněž problematioká, nebot znamená obrovské Sasové ztráty, příliš rozměrná zařízení, jejioh přetěžování atd.

Zmíněné nedostatky dosavadníoh čeřioíoh a zvláště sorpěníoh postupů odstraňuje způsob čištění vod a zkonoentrování balastů podle vynálezu. Podstatou vynálezu je dekontaminace vod a separace balastníoh látek od chemiokýoh nebo biologiokýoh nečistot nebo dekontaminaoe vod obsahujících radioizotopy a/nebo konoentraoe a separaoe některýoh těžkýoh kovů, zvláště uranu, z vodnýoh roztoků za pomooi hydrolyzováných solí železitýoh nebo železnatýoh, silikátů hlinito-alkaliokýoh, některýoh fosfátů, komplexních kyanidů nebo-jiných účinných sorbentů o Velmi vysokém povrohu, suspendovaných nebo kopreoipitovanýoh ve zpraoovávaném médiu s charakterem velmi jemnýoh suspenzí až koloidů, vyznačený tím, že k směsi zpraoovávané vodné fáze s jemným sorbentem se přidává sorpčně účinná přísada bydratovanébo magnetitu Fe^O^.n HgO, kde n odpovídá hodnotám 0,5 až 8, a to v množství 0,1 až 5 g/dm a směsný kal se bladoe oddělí a zkontroluje v magnetiokém poli a hodnotou magnetické indukce 0,1 až 1,5 T.

Způsob podle vynálezu nejen že odstraňuje dříve zmíněné nedostatky, ale jejich rub využívá ve svůj prospěch, jako např. jemnos*t částio, resp. velikost povrohu koloidů. Dostupnost i snadnost získávání pomoonýoh látek zvláětě hydratovaného magnetitu Fe^O.^ . n HgO z odpadního PeSO^. 7 H₂0, např. podle čs. autorského osvědčení č. 225 286, dále význam postupu jen podtrhuje. Využití vynálezu je určeno pro Širokou vodohospodářskou praxi. Je vhodné pro běžný vodárenský provoz i pro zpracování průmyslových odpadů. Mimořádně vhodné je využití vynálezu pro odpadárenskou praxi jaderně energetických komplexů a pro separaci a konoentrování v rudném průmyslu.

Využití vynálezu je názorně ilustrováno sérií příkladů, jež věak možnosti využití nevyčerpáva jí ale přizpůsobením nebo obměnou lze vynález uplatnit 1 pro jiné účely, než příklady přímo uvádí a to např. při konoentračníoh poohodeoh a následujíoí izolací drahých kovů např. zlata a skupiny platiny apod., při konoentrování a/nebo separaoi zirkonia, tantalu nebo niobu, nebo plutonia a zvláště ouria nebo amerioia, dále vzácnýoh zemin atd.

225 793

Příklad 1

Odpadní voda, silně znečištěná koloidními a rozpuštěnými látkami ze zpraoování

O masa (obsah sušiny 4,5 g/dm ) byla smísena s vodným roztokem, obsahujícím 2 g síranu hlinitého, pH upraveno hydroxidem vápenatým na 7,5 a směs dále byla smísena s vodnou suspenzí, obsahující 5 g hydratovaného magnetitu Fe^O^.

Po rozmíchání vodná suspenze byla separována od pevného podílu mžikovým průtokem magnetickým polem a magnetickou indukcí až 1,5 T.

Původní nepříjemně páohnouoí tmavě šedá až černá, silně zakalená kapalina se změnila na téměř čirý, jen mírně nažloutly efluent; zbytkové znečištění kapaliny činilo 21 mg/dm sušiny.

Příklad 2

Odpadejíoí rmutová voda ze zpracování uranu byla desaktivována sorpcí s hydratovaným magnetitem.

K 5 dm? vody a obsahem 1,9.10“? M uranu bylo přimíšeno 0,5 g Fe-jO^ ^a P° separaci v magnetickém poli s magnetickou indukcí 0,1 T byl získán adsorbát obsahující 226,7/ug uranu. Odoházajíoí filtrát s konoentraoí 2,7.10 M uranu další adsorpoí s 0,5 g Fe^O^ poskytl adsorbát s obsahem 32,1 ug uranu. Adsorbát 1 dosáhl koncentrace 0,033 % uranu, zatímco druhý adsorbát obsahuje 0,005 % uranu. Srovnáním s některými zpracovanými rudami o koncentracích 0,01 až 0,03 % jsou získané adsorbáty svou koncentrací v relaci s rudnými surovinami.

Příklad 3

137 3

Radioaktivní voda, obsahujíoí 20 ug CsCl v dm byla smísena se sorbentem s charakterem hlinitokřemičitanu sodného o molárním poměru SiOgíA^ . 5,4 s velikostí částic nižší než 50 um. Objemová aktivita roztoku činila 6,5.10^ Bq/cn?.

K 100 on? roztoku bylo přimíšeno 9,3 mg sorbentu a 50 mg hydratovaného magnetitu. Po oddělení pevné fáze průtokem v magnetickém poli s magnetickou indukcí 0,4 T byla zaznamenána dekontaminace protékajíoího efluentu na 94,6 %.

Příklad 4

Za stejnýoh podmínek jako v příkladu 4, bylo přidáno k vodné směsi sorbentu 0,5 g Fe^O^. n HgO.

Při oddělení pevné fáze v magnetickém poli byla zaznamenána dekontaminace roztoku na 99,96 %.

225 793

Příklad 5

Κ 100 ml deionizované vody bylo přidáno 0,1 on? neaktivního CsCl (ekvivalentního radioaktivní hodnotě 4,8.10^Bq) o koncentraci 20 mg on? CsCl, 0,1 ob? 6 N HgSO^ a 0,1 on? roztoku ^^CsCl v objemové aktivitě 6,5.1<? Bq/on?.

Za míohání vnesena nato do roztoku dávka 100 mg molybdofosfátu amonného, načež do směsi vnesen Fe^O^.n HgO v množství 50 mg. Po rozmíohání byla pevná fáze oddělena v magnetickém poli s magnetickou indukoí 0,2 T. Filtraoe provedena ve třeoh časových intervaleoh. Po 20 minutáoh byla zaznamenána dekontaminaoe roztoku na 94,1 %; za 60 minut proběhla dekontaminaoe na 98,4 % a za 1 440 minut vykazoval roztok dekontaminaoi na 99,01 %, oož odpovídá distribučním koefioientům 1,5.1θ\ 7,0.10^ a 1,0.10^.

Příklad 6

Odpadní důlní voda vykazovala aktivitu ekvivalentní 307 impulsů za 50 minut (přičemž srovnávací standart o konoentraoi 1.10^-? M uranu vykazoval 81 impulsů za 50 minut a s konoentraoi 2.10”^M uranu 147 impulsů za 5o minut).

Ke stanovení použita linie 235-U, tj. 185,42 keV avšak vzhledem k tomu, že je oo £ prakticky identioká s Ra, tj. 184 keV, není dále sorpce apeoificky vyhodnotitelná.

Po přidání 0,2 g FegíSO^)^ 9 HgO + NaOH na pH = 6,5-7,0 a 0,01 hydratovaného β

magnetitu k 1 dm vody a po separaci koloidní suspenze v magnetickém poli při hodnotě magnetické indukce 1 T vykazoval vytékajíoí efluent aktivitu ekvivalentní 32 impulsům za 50 minut, což odpovídá dekontaminaci asi na 90 %.

Příklad 7

Roztok obsahujíoí CsCl jako v příkladu 5, byl v množství 1 000 ob? emísen e 10 mg pevného K^Fe(CN)g a při pH 3,5 byl dále přidán roztok s obsahem 2 mg Fe¹¹¹. Vypadlá modré koloidní sraženina byla ve vodném médiu smísena s 50 mg hydratovaného magnetitu. V magnetiokém poli 0,7 T oddělená pevná fáze odsorbovala víoe než 99,7 % veškeré aktivity roztoku.

Claims

Způsob dekontaminaoe vod a separace balastníoh látek od ohemiokýoh nebo biologických nečistot nebo dekontaminace vod obsahujících radioizotopy a/nebo konoentraoe a separaoe některýoh těžkýoh kovů, zvláště uranu, z vodnýoh roztoků za pomooi hydrolyzovanýoh solí železitýoh nebo železnatých, silikátů hlinito-alkaliokých, některýoh fosfátů, komplexních kyanidů nebo jiných účinnýoh sorbentů o velmi vysokém povrchu, suspendovaných nebo kopresipitovanýoh ve zpracovávaném médiu s charakterem velmi

225 793 jemných suspenzí až kololdů, vyznačený tím. že k směsi zpracovávané vodná fáze s jemným sorbentem se přidává sorpčně účinná přísada hydratovaného magnetitu Pe^O^ . η HgO, kde n odpovídá hodnotám 0,5 až 8, a to v množství 0,1 až 5 g/dm^ a směsný kal se hladce oddělí a zkonoentruje v magnetickém poli e hodnotou magnetické indukce 0,1 až 1,5 T.