DE1185156B

DE1185156B - Process for the production of cation exchangers with a high capacity and a water-stable grain structure

Info

Publication number: DE1185156B
Application number: DEZ7504A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Reinhart Winkler
Original assignee: Akademie der Wissenschaften der DDR
Current assignee: Akademie der Wissenschaften der DDR
Priority date: 1959-08-26
Filing date: 1959-08-26
Publication date: 1965-01-14

Description

Verfahren zur Herstellung von Kationenaustauschern hoher Kapazität und wasserstabiler Kornstruktur Zusatz zum Patent: 1145582 Gegenstand des Hauptpatentes 1 145582 ist ein Verfahren zur Herstellung von Kationenaustauschern hoher Kapazität und wasserstabiler Kornstruktur, bei dem humushaltige Stoffe, insbesondere Torfe und Braunkohlen, vor oder nach der Behandlung mit basischen Medien mit gemahlenem kationenaustauschenden Ton vermischt werden und dieses Produkt anschließend getrocknet wird.Process for the production of cation exchangers of high capacity and water-stable grain structure Addition to the patent: 1145582 Subject of the main patent 1 145582 is a process for the production of high capacity cation exchangers and a water-stable grain structure in which humus-containing substances, especially peat and brown coals, before or after treatment with basic media with ground Cation-exchanging clay are mixed and this product is then dried will.

Mit einem Austauscher, der nach dem Hauptpatent hergestellt ist, lassen sich nicht ohne weiteres wäßrige Lösungen von radioaktiven Rückständen reinigen, die das Isotop Caesium-137 enthalten. With an exchanger made according to the main patent, aqueous solutions cannot be cleaned of radioactive residues without further ado, which contain the isotope cesium-137.

Radioaktiv kontaminierte Abwässer, wie sie bei wassergekühlten Kernreaktoren, in kerntechnischen Anlagen und radiochemischen Laboratorien entstehen, enthalten die radioaktiven Verunreinigungen vorwiegend in kationischer Form. Ein bedeutender Teil der Radioaktivität solcher Abwässer läßt sich deshalb mit Kationenaustauschern abtrennen. Radioactively contaminated wastewater, as in water-cooled nuclear reactors, arise in nuclear facilities and radiochemical laboratories the radioactive contaminants mainly in cationic form. A significant one Part of the radioactivity of such wastewater can therefore be exchanged with cation exchangers split off.

Die Verwendung eines Austauschers, der nach dem Hauptpatent hergestellt ist, erweist sich für einen solchen Zweck als besonders günstig, weil ohne Regenerierung gearbeitet werden kann. Der erschöpfte Austauscher wird als fester radioaktiver Abfall behandelt. The use of an exchanger made according to the main patent is, proves to be particularly favorable for such a purpose, because without regeneration can be worked. The exhausted exchanger becomes more radioactive than solid Waste treated.

Die Anwesenheit radioaktiver Alkaliionen erschwert dagegen die Reinigung kontaminierten Abwassers mittels Kationenaustauschers. Die Bindung dieser Ionen an einen solchen Austauscher ist wesentlich schwächer als die mehrwertiger Ionen. Dieser Nachteil macht sich besonders bei der Reinigung von radioaktiven Abwässern bemerkbar, die das biologisch besonders gefährliche Radioisotop Caesium-137 enthalten. The presence of radioactive alkali ions, on the other hand, makes cleaning more difficult contaminated wastewater by means of a cation exchanger. The binding of these ions such an exchanger is much weaker than that of polyvalent ions. This disadvantage is particularly evident when cleaning radioactive waste water noticeable, which contain the biologically particularly dangerous radioisotope cesium-137.

Es ist daher Aufgabe der Erfindung, einen Austauscher zu schaffen, mit dem die Reinigung von radioaktiven Abwässern möglich ist, die das Isotop Caesium-137 enthalten. It is therefore the object of the invention to create an exchanger, with which the purification of radioactive wastewater is possible, which the isotope cesium-137 contain.

Die Lösung der Aufgabe wird dadurch erreicht, daß bei der Herstellung eines Kationenaustauschers hoher Kapazität und wasserstabiler Kornstruktur, bei der humushaltige Stoffe, insbesondere Torfe und Braunkohlen, vor oder nach der Behandlung mit basischen Medien, mit gemahlenem kationenaustauschendem Ton vermischt werden, erfindungsgemäß ein caesiumselektiver Ton verwendet wird und nach der Benutzung die organischen Anteile des Austauschers verbrannt und dabei die radioaktiven Ionen an dem Ton irreversibel fixiert werden. Die Ausgangsstoffe für die Herstellung dieses Austauschers sind in der Natur weit verbreitet, und das Verfahren seiner Herstellung erfordert relativ geringen Auf- wand. Bei der Verwendung von Austauscherharzen, deren Herstellung bedeutend komplizierter ist, muß dagegen im allgemeinen Regenerierung und wiederholte Benutzung vorgesehen werden. Die Regenerierung führt jedoch zur Bildung radioaktiver Regeneriermittellösungen, die wiederum bearbeitet werden müssen. The solution to the problem is achieved in that during manufacture a cation exchanger of high capacity and a water-stable grain structure the humus-containing substances, especially peat and lignite, before or after the treatment mixed with basic media, with ground, cation-exchanging clay, according to the invention a cesium-selective clay is used and after use the organic parts of the exchanger are burned and the radioactive ions are burnt be irreversibly fixed on the clay. The raw materials for the manufacture of this Exchangers are widespread in nature, and the process of its manufacture requires relatively little space Wall. When using exchange resins, their Production is significantly more complicated, but regeneration generally has to be carried out and repeated use. However, the regeneration leads to Formation of radioactive regenerant solutions, which in turn have to be processed.

Durch ein Ausführungsbeispiel soll das Verfahren gemäß der Erfindung näher erläutert werden. The method according to the invention is intended through an exemplary embodiment are explained in more detail.

Die als Kationenaustauscher zu verwendenden humushaltigen Stoffe, insbesondere also die Torfe oder Braunkohlen, werden durch Behandeln mit einer organischen Base oder einer Lösung von Alkalihydroxyd oder Ammoniak teilweise gelöst, und in die dabei entstehende breiige Mischung wird kationenaustauschender, caesiumselektiver Ton eingeknetet, so daß nach dem sich anschließenden Trocknen ein organomineralischer Austauscher hoher Kapazität und wasserstabiler Kornstruktur erhalten wird. Für die Reinigung radioaktiv verseuchter Abwässer wird der Austauscher in der mit Alkaliionen, Ammoniumionen oder Wasserstoffionen beladenen Form verwendet. The humus-containing substances to be used as cation exchangers, So in particular the peat or lignite, are treated with an organic Base or a solution of alkali hydroxide or ammonia partially dissolved, and in the resulting pulpy mixture becomes more cation-exchanging, more cesium-selective Clay kneaded in, so that after the subsequent drying an organo-mineral Exchanger of high capacity and water-stable grain structure is obtained. For the Purification of radioactively contaminated wastewater is the exchanger in the with alkali ions, Ammonium ions or hydrogen ions loaded form are used.

Der Austauscher befindet sich in einer von der zu reinigenden radioaktiven Lösung durchströmten Austauschersäule bzw. Filtereinheit oder wird mit dem Abwasser in einem Behälter durch Rühren oder Anwendung anderer bekannter Methoden der Durchmischung in Kontakt gebracht. Bezüglich der anzuwendenden Korngröße und Kontaktzeit gelten die bei Harzaustauschern allgemein als zweckmäßig bekannten Werte. Das zu reinigende radioaktive Abwasser wird zweckmäßig auf einen pH-Wert in der Nähe des Neutralpunktes gebracht. The exchanger is located in one of the radioactive ones to be cleaned Solution flows through the exchange column or filter unit or becomes with the wastewater in a container by stirring or other known methods of mixing brought in contact. Regarding the applicable Grain size and The values generally known to be useful for resin exchangers apply to contact time. The radioactive wastewater to be cleaned is expediently adjusted to a pH value in the Brought near the neutral point.

Claims

Claim: Process for the production of cation exchangers high capacity and water-stable grain structure, in which humus-containing substances, in particular Peat and brown coals, before or after treatment with basic media with ground cation-exchanging clay are mixed and the product is then dried is characterized according to patent 1 145 582, d a du r c h, that as a cation-exchanging agent Clay a cesium-selective clay is used.

Documents considered: French patent specification No. 1,040; Reactor Operational Problems, Vol. 2, 1957, pp. 10/11.