DE3245811A1 - Anorganische ionenaustauscher auf der basis von titanverbindungen, ihre herstellung und verwendung - Google Patents

Description

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Patentanwälte · European PatenV Attorneys '

• 5

Dr. Müller-Bora und Partner ■ POB 860720 · D-M)OO München 88

3245311

Dr. W. Miiller-Bore f Dr. Faul Deufel

Dipl.-Chem., Dipl.-Wirtsdi.-Ing.

Dr. Alfred Sdiön Dipl.-Chem.

Werner Hertel Dipl.-Phys.

Dietrich Lewald Dipl.-Ing.

Dr.-Ing. Dieter Otto Dipl.-Ing.

D/Op - A 2643

1) Agip Nucleare S.p.A.

P. le E. Mattei 1, Rom, Italien

2) Comitato Nazionale Per La Ricerca E Lo Sviluppo Dell'Energia Nucleare E Delle Energie Alternative Viale Regina Margherita 125, Rom, Italien

Anorganische Ionenaustauscher auf der Basis von Titanverbindungen, ihre Herstellung und Verwendung.

D-8000 München 88, Siebertstraße 4 · ΡΟΒΘ60 720 ■ Kabel: Muebobat ■ Telefon (089) 4740 05 TelecoDier Infotec βΛ«"-* . fO89) 474008 · Telex S-247-H5

Beschreibung:

Die Erfindung betrifft anorganische Ionenaustauscher auf der Basis von Titanverbindungen, ihre Herstellung sowie ihre Verwendung.

Es sind Verfahren zur Herstellung von anorganischen Ionenaustauschern auf der Basis von Titanverbindungen bekannt.

Eines davon ist das SANDIA-Verfahren, das die Herstellung von Primärteilchen mit einer Größe von

50 bis 200 Angstrom oder Aggregaten davon gestattet, und die zur Absorption von toxischen Radionukliden verwendet werden, die in hochaktiven flüssigen Abfällen enthalten sind, und die anschließend unter Bildung eines Keramikmaterials verfestigt werden, das.sich zur Langzeitlagerung dieser Radionuklide eignet (Lynch et al,

The Sandia Solidification Process - A Broad Range Aqueous 20

Waste Solidification Method, Management of Radioactive Waste from the Nuclear Fuel Cycle, IAEA, Wien, 1976, Seite 361).

Verfahren zur Trennung und/oder Konditionierung von 25

Radionukliden durch Absorption auf Agg]o meraten von feinen Pulvern von Natriumtitanat sind auch in der US-PS 4156646 und der FR-Anmeldung 77/32219 beschrieben.

_n Es sei darauf hingewiesen, daß für die Anwendbarkeit

in den Stufen des Brennstoffzyklus die mechanischen und physikalisch—mechanischen Eigenschaften des Austauschermaterials eine überragende Bedeutung für einen zufriedenstellenden und wirtschaftlich brauchbaren Verlauf des Verfahrens insgesamt haben.

Die herkömmlichen Verfahren haben den Nachteil, daß sie mit der Bildung von feinen Teilchen und Pulvern

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beginnen und dies ist hochgradig unerwünscht wegen der Gefahr der schnellen Verteilung von Radioaktivität im Inneren und/oder gegen die Außenseite der Anlagen und der Unmöglichkeit die Operationen der Absorption und Elution an Festbettaustauschersäulen durchzuführen, die leicht in abgelegener Lage angeordnet werden könnten, und zwar wegen der hohen Druckabfälxc, die hier auftreten.

Das Verfahren der vorliegenden Erfindung gestattet es, diese Nachteile zu überwinden, indem man Mikro-

Sphären, also Mikrokugeln (oder Membranen) für den Ionenaustausch herstellt und anwendet, die verhältnismäßig große Durchmesser (oder Dicken) und optimale Eigenschaften bezüglich der mechanischen Festigkeit und der Fähigkeit und Schnelligkeit des Ionenaus-

tausches haben, wobei diese Eigenschaften unverändert beibehalten bleiben, selbst nach Stabilisierung durch Hitzebehandlung bei Temperaturen im Bereich von 400 bis 600 ⁰C.

Das erfindungsgemäße Verfahren besteht darin, a) eine alkoholische Lösung einer metallorganischen Verbindung von Titan herzustellen, vorzugsweise durch Umsetzen eines Titanhalogenids, insbesondere von Titantetrachlorid, mit einem Alkohol, wobei dieser Alkohol 30

vorzugsweise Tetrahydrofurfurylalkohol ist, und diese Umsetzung, die unter beträchtlicher Wärmeentwicklung erfolgt, führt zu einer syrupösen Flüssigkeit, welche Titan in einer Form enthält, die der Ausfällung durch Hydrolyse in Gegenwart von Wasser widersteht und vermutlich ein polymerisierter Ester des allgemeinen Typs Ti(OR)₄ ist, wie dia bet-.rörhM ich«=- Vl nknnt fäl-n-

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■2-

zunähme der Lösung, wie man sie beim Mischen der i Reaktionspartner enthält, annehmen läßt. Die Viskosität' einer solchen alkoholischen Lösung kann weiter erhöht werden durch Zugabe eines organischen Verdickungsmittels, das aus einem organischen Polymeren besteht, das vorzugsweise ein Zellulosederivat oder eine Vinylverbindung ist und insbesondere HydroxypropylZellulose j oder Polyvinylalkohol.Zusätzlich zur Verwendung des ^] Verdickungsmittel oder anstelle davon kann die Lösung auch eingedampft werden um sie zu verdicken oder weiter zu verdicken.

b) Gelbildung der unter a) hergestellten Lösung in der gewünschten geometrischen Form durch alkalische Hydrolyse in einer wasserfreien Umgebung oder einer Umgebung,

deren Wassergehalt kontrolliert wird, mittels beispielsweise einer alkoholischen Lösung eines Alkali. Das endgültige Gelprodukt kann in Form von sphärischen Teilchen hoher mechanischer Festigkeit und von kontrolliertem Durchmesser erhalten werden, die entsprechend der Notwendigkeit der zukünftigen Verwendung innerhalb eines Bereiches von einigen Zehntel Mikron bis 4 mm verändert werden können. Als Alternative kann das betreffende Material in Form von zusammengesetzten

__. Membranen erhalten werden durch Imprägnierung von Ao

dünnen inerten Trägern mit Lösungen, die wie unter a) beschrieben hergestellt sind und Gelbildung der gesamten Anordnung in einem alkalischen Medium. Es ist möglich, in beiden Fällen in die Matrix des Austauschermaterials eine gleichmäßig verteilte Porosität mit kontrollierten Durchmessern einzuführen, indem man in die unter a) hergestellen Ausgangslösungen Gas verteilt und anschließend schndll die so erhaltene Emulsion geliert.

c) Die chemische Zusammensetzung der Teilchen oder

Membrane nach Herstellung wie oben beschrieben, kann je nach Notwendigkeit oder Zweckmäßigkeit modifiziert

BAD ORlGIMAL

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werden, indem man Ionen absorbiert, die beispielsweise zur Modifizierung der Austauschereigenschaften der betreffenden Materialien, ihres Verhaltens bei Sinterverfahren und dieBeständigkeit der daraus hergestellten kompakten Keramikkörper gegen Auslaugen befähigt sind. Die chemische Zusammensetzung kann auch verändert werden durch Einführung solcher Ionen in die Ausgangslösung wie sie in Stuft, a) hergestellt wird und gemeinsame Fällung mit den unlöslichen Titansalzen in einer alkalischen Umgebung. Zum Beispiel können die absorbierten Ionen aus den Alkaliionen oder den Erdalkaliionen gewählt werden und unter diesen insbesondere Ba und/oder Ca und/oder Sr zusätzlich zu B und/oder Si und/oder Fe. Die mitgefällten Ionen können insbesondere Al und/oder Zr und/oder Fe sein.

Eine solche Vielseitigkeit ist besonders wichtig für

die Anwendung des Verfahrens auf die Herstellung von Keramikerzeugnissen auf der Basis von Vielkomponenten— und Vielphasentitanaten, deren chemische Zusammensetzung und kristallographische Struktur ähnlich der jenigen einiger natürlich vorkommender Erze ist, die für die

langzeitige Lagerung von toxischen Radionukliden, wie sie bei der Aufarbeitung von Brennstoffelementen auftreten, als Alternative zu den herkömmlichen Verfahren des Einschlusses in Borsilikatgläser vorgeschlagen

wurden.
30

Zum Beispiel werden bei der Herstellung von keramischen Lagerungsformen der Zusammensetzung SYNROC B, einer synthetischen Mischung von Pirowskit (CaTiO₃), Zirkonolit

(CaZrTi₀O-,) und Hollandit (BaAI₀Ti,O_{1 c} ) ,Zirkonium und Alu-35

minium als Salze eingeführt, die in den Ausgangslösungen löslich sind, wie sie gemäß a) hergestellt werden und

• BAÖ

JZ.HÜO f f

dann zusammen mit Titan in einer alkalischen Umgebung gefällt werden, während Barium und Kalzium durch Absorption an den so hergestellten Gelteilchen durch Kontakt mit wässriger Lösung von Kalzium und Barium geeigneter Konzentrationen eingeführt werden.

Die Atomverhältnisse Ti:Al:Zr:Ba:Ca sind 0,74:0,11:0,09; 0,05:0,28.

d) Die wie oben erhaltenen Ionenaustauschermaterialien können weiter stabilisiert werden durch Trocknen und gegebenenfalls einer Hitzebehandlung bei einer Temperatur

zwischen 100 und 500 ⁰C ohne unzulässige Verluste ihrer Ionenaustauscherfähigkeit. Die letzte Eigenschaft kann zweifellos mit der Tatsache verbunden werden, daß die spezifische Oberfläche der Teilchen (oder Membrane) die verhältnismäßig hohen Durchmesser (oder Dicke) und

ein kautschukähnliches und glasartiges Aussehen haben, und die nach der BET-Methode gemessen werden kann, außerordentlich hoch ist und auch nach einer Behandlung bei vergleichsweise hohen Temperaturen hoch bleibt. So ist zum Beispiel die spezifische BET-Oberflache von

Teilchen von wasserhaltigem Titanoxid, aie Natrium enthalten und im Zustand des trockenen Gels (Xerogel) einen Durchmesser von 2 mm haben und gemäß der Arbeits-

2 weise von Beispiel 2 hergestellt sind, 400 m /g. Die spezifische Oberfläche des gleichen Materials nach Über-

führung in Teilchen mit einer glasartigen Konsistenz

2 durch Erhitzen an der Luft bei 350 ⁰C beträgt 330 m /g.

Die gemäß der Erfindung erhaltenen Gele oder Xerogele haben nach Trocknen bei 100 ⁰C eine spezifische Ober-2

fläche im Bereich von 400 bis 600 m /g und nach 2-stündigem Erhitzen bei 300 ⁰C noch eine spezifische Ober-

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fläche über 200 m²/g.

Die Ionenaustauscher auf Titanbasis gemäß der Erfindung 5

können zur Gewinnung von Uran aus Seewasser verwendet werden. Theoretische Untersuchungen dieses Problems haben gezeigt, daß die wirtschaftliche Brauchbarkeit des Extraktionsprozesses, der zur Zeit nicht wirtschaftlich ist, günstig beeinflußt werden ka.z*ⁿ co daß die Extraktionskosten unter den Schwellenwert von 150 $/lb U₃Og gesenkt werden, indem die Qualität des zu verwendenden Austauschermaterials verbessert wird, insbesondere die Austauschfähigkeit und -geschwindigkeit, die mechanische Festigkeit und andere Eigenschaften (siehe F.B. Best et al, Prospects for recovery of uranium form sea water MIT-EL 80-001, Report N° MITNE-231, Januar 1980, USA).

Die Austauscher gemäß der Erfindung können auch Anwendung

bei der Trennung und/oder Konditionierung von Radionukliden finden, die in flüssigen Abläufen enthalten sind, welche hohe oder mittlere Aktivität haben, wie sie während der Wiederaufarbeitung und/oder der Wiederherstellung von Kernbrennstoffen oder während des Betriebs

von Kernkraftwerken für die Stromerzeugung anfallen. Es ist interessant festzustellen, daß die Austauscher gemäß der Erfindung, wenn sie einmal toxische radioaktive Nuklide absorbiert und/oder adsorbiert haben,

in Keramikkörper gemäß jeder der folgenden 2 Arbeits-30

weisen überführt werden können:
Arbeitsweise A

Die mit Radionukliden beladenen Austauscher liegen in mikrosphärischer Form vor. Die Mikrosphären werden auf _o_ eine Temperatur nicht unter 900 ⁰C, vorzugsweise im

Bereich von 1000 bis 1400 ⁰C erhitzt und bei dieser Temperatur erfolgt Sintern.

BAD" ORIGINAL

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Arbeitsweise B

Die mit Radionukliden beladenen Austauscher liegen ebenfalls in Form von Mikrosphären vor. Die Mirkosphären werden bei Temperaturen zwischen und 800 ⁰C kalziniert und dannach unter einem Druck zwischen 1 Tonne pr
Tonnen) verdichtet.

2 ο

zwischen 1 Tonne pro cm und 6 Tonnen pro cm (metrische

Die so erhaltenen Pellets werden bei einer Temperatur nicht unter 900 ⁰C, vorzugsweise zwischen 1000 und 1400 ⁰C gesintert.
15

Die folgenden Beispiele erläutern die Erfindung ohne sie zu beschränken.

Beispiel 1

197,5 ml Titantetrachlorid (TiCl₄) werden unter Rühren in 1000 ml Tetrahydrofururylalkohol gegossen. Es erfolgt eine Reaktion unter beträchtlicher Wärmebildung und die Viskosität der erhaltenen Lösung, gemessen nach Abkühlen auf 24 °C, ist 250 cP. Diese Lösung wird weiter verdickt durch Zugabe eines organischen Polymers auf der Basis von HydroxylpropylmethylZellulose das unter der Handelsbezeichnung METHOCEL MK4 von Dow Chemical in den USA in den Handel gebracht wird, und zwar in einer Menge von 18,7 g METHOCEL MK4 pro 1000 ml der Lösung . Die so erhaltene Lösung wird mittels eines Drehkegelsprühgerätes zu einer Masse von flüssigen Tröpfchen mit einem Durchmesser zwischen 500 Mikron und 750 Mikron verteilt und diese werden sofort zu Gelteilchen mit etwas kleineren Durchmessern als die ur-

³^ sprünglichen Tröpfchen, einer hohen mechanischen Kohäsion und von glasigem Aussehen verfestigt, indem man sie mit einer alkoholischen Lösung eines Alkali (NaOH oder NH.OH) in Berührung bringt, die entweder wasserfrei

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ist oder einen kontrollierten Wassergehalt hat.

Beispiel 2

310 ml Titantetrachlorid (TiCl₄) werden in 1000 ml Tetrahydrofurfurylalkohol gegossen und die erhaltene Lösung wird nach der in Beispiel 1 angegebenen Arbeitsweise in Xerogelteilchen mit einei? Durchmesser von

¹^ 2,5 mm überführt indem man sie durch ein Kapillarrohr mit einem Außendurchmesser von 1,5 mm in eine ammoniakalische Lösung fallen.läßt, in Wasser wäscht und durch a zeotrope Destillation in einer Apparatur vom Marasson-Typ in Tetrachlorkohlenstoff trocknet.

Beispiel 3

2 Liter Titantetrachlorid (TiCl.) werden unter Rühren in 10 1 Tetrahydrofurfurylalkohol gegossen und es erfolgt die in Beispiel 1 beschriebene Reaktion. Zur Lösung werden dann 500 g eines Poylvinylalkohols mit einem Molekulargewicht von 10000 bis 15000 , enthalten in 5000 ml Wasser, gegossen, ohne daß eine Trübung der Lösung erfolgt und ohne hydrolytische Ausfällung des Titangehaltes. Engmaschige

²^ Quadrate aus Baumwollgaze (Maschenweite 0,125 mm) von einer Größe 100 χ 100 cm, die straff in besonders vorbereiteten Rahmen gehalten wurden, werden durch Eintauchen in die oben erwähnte Lösung imprägniert und in Ionenaustauschmembrane überführt, indem man sie Ammoniakdampf aussetzt und anschließend in einem Mikrowellenofen trocknet.

Beispiel 4

Eine Lösung von Titantetrachlorid in Tetrahydrofurfurylalkohol, hergestellt gemäß Beispiel 1, wird in 1000 ml einer wässrigen Lösung von Zirkonchlorid und Aluminiumnitrat gegossen, wobei diese Verbindungen in wässriger

BAD

Lösung in solchen Mengen vorliegen, daß sich ein Atomverhältnis der in der vereinigten Lösung enthaltenen Metalle Ti:Al:Zr = 0,74:0,11:0,09 ergibt.

Die so erhaltene Lösung wird verdickt, indem man 18,4 g METHOCEL MK4 zusetzt und wird dann durch einen Drehkegelzersteuber in Flüssigkeitströpfchen mit einem Durchmesser zwischen 500 und 750 Mikron zerteilt und diese Flüssigkeitströpfchen werden dann in gelierte Teilchen überführt, indem man sie in ein alkalisches Bad, bestehend aus einer 15 %-igen Lösung von NaOH in Methanol eintropft. Die gelierten Teilchen, die auf diese Weise erhalten werden, werden mit Wasser gewaschen und anschließend mit 0,1 M CaCl₂-Lösung und einer 0,01 M Lösung von BaCl₂ eingestellt, wobei die Verhältnisse zwischen den Mengen der Teilchen und dem Volumen der Erdalkalimetalle so eingestellt wird, daß als Ergebnis der Absorption von Ca und Ba durch die gelierten Teilchen das Gesamtatomverhältnis Ti:Al: Zr:Ba:Ca gleich 0,74:0,11:0,09:0,05:0,28 erhalten wird.

Die so erhaltenen Teilchen zeichnen sich durch zufriedenstell ende Ionenaustauscheigenschaften aus und können als "Vorläufer" für die Konditionierung von radioaktiven Abfällen nach dem SYNROC-Verfahren verwendet werden.

Beispiel 5

0,4 g der Teilchen, die gemäß Beispiel 1 erhalten wurden werden mit 50 ml einer Lösung von 0,09 M Sr(NO^)₂ und 0,5 M NH₄OH in Berührung gebracht.

Die Menge des von den gelierten Teilchen absorbierten Strontiums nach einer Kontaktzeit von 30 min entspricht

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324581t

5 Milliäquivalent Sr pro g TiO-.

Beispiel 6

Der in Beispiel 5 beschriebene Test wird wiederholt, indem man 0,4 g der gemäß Beispiel 1 erhaltenen Teilchen verwendet, die in Luft bei 300 ⁰C kalziniert wurden.

Die Menge des von den Teilchen nach einet Kontaktzeit von 10

30 min absorbierten Strontiums entspricht 3 Milliäquivalent Sr pro g TiO₂.

Beispiel 7

Teilchen gemäß Beispiel 1, die bei 100 ⁰C luftgetrocknet 15

wurden, werden mit einer Lösung von Am mit einer Konzentration gleich 0,07 mg/1 und einem pH von 2,68 kontaktiert. Nach 2 min vom Start des Kontaktes entspricht die von den Titanteilchen gebundene Americiumfraktion

98 % der Gesamtmenge. Nach 30 min vom Beginn der Kontakt-20

zeit übersteigt die absorbierte Fraktion 99,9 % der Gesamtmenge.

Beispiel 8

Der Test von Beispiel 7 wird wiederholt, indem 0,1 g

Teilchen angewandt werden, die gemäß Beispiel 1 hergestellt sind und in Luft bei 300 ⁰C kalziniert wurden» 2 min nach Beginn der Kontaktzeit entspricht die von den Titanteilchen gebundene Am-Fraktion 90 % der ins-

__ gesamt vorhandenen Menge und 30 min nach Beginn der Kontaktzeit übersteigt die absorbierte Fraktion 99,5 % der Gesaratmenge.

Beispiel 9

Gemäß Beispiel 4 hergestellte Teilchen werden in Luft bei 250 ⁰C kalziniert und mit einer Lösung von flüssigen radioaktiven Abfällen in Kontakt gebracht, welche die folgende Zusammensetzung hat.

BAD,

• /6 ·

Seltene Erden 94,3 Mol %

U + Th 5,0 Mol %

Am + Cm + Pu + Np 0,7 Mol %

pH 2,5

Die Teilchen, die mit Spaltprodukten und Transuranelementen in einer Menge von 10 % des Gesamtgewichts der vorhandenen Metalle beladen sind, werden in Luft bei einer Temperatur von 700 ⁰C kalziniert und dann zu Pellets einer Größe von 30 mm χ 30 mm gepresst, indem man eine doppelwirkende hydraulische Presse

2 mit einem Pressdruck von 4 metrischen Tonnen pro cm anwendet. Die "grünen" Pellets werden auf eine Temperatur von 1200 ⁰C erhitzt, wobei der Temperaturanstieg 100 ⁰C pro h beträgt. Nach 3-stündigem. Verweilen bei der Maximaltemperatur (1200 ⁰C) werden Keramikkörper erhalten, die hohes spezifisches Gewicht und eine hohe Beständigkeit gegen Auslaugen haben und sich zur Langzeitlagerung der darin eingebettenten toxischen Nuklide eignen.

Beispiel 10

Gemäß Beispiel 2 hergestellte Teilchen, die bei 250 ⁰C ²^ kalziniert wurden, werden mit der Lösung von Spaltprodukten plus Aktiniden in Kontakt gebracht wie sie in Beispiel 9 beschrieben ist, bis sich eine Ladung von 10 g radioaktiven Nukliden pro 100 g TiO- ergibt.

Die mit Nukliden beladenen Teilchen werden bei 1050 ⁰C

2 h behandelt und man erhält Mikrosp^ren , die ein spezifisches Gewicht über 4,1 g/cm haben und sich zur dauernden Lagerung der darin eingebetteten toxischen Nuklide durch Einschluß in einen Glas- oder Metallblock

eignen.
35

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Claims (1)

1. Patentansprüche

   1. Verfahren zur Herstellung von anorganischen Ionenaustauschkorpern auf der Basis von Titanverbindungen und gegebenenfalls anderen Elementen, dadurch gekennzeichnet, daß man:

   a) eine verhältnismäßig hochviskose alkonol'sehe Lösung einer metallorganischen \^rbindung von Titan herstellt, die gegebenenfalls zusätzlich zu Titanverbindungen auch Verbindungen anderer Elemente enthält,

   b) die erwähnte Lösung gegebenenfalls durch Zugabe eines organischen Polymeren zur alkoholischen Lösung eindickt,

   c) die kombinierte Lösung durch alkalische Neutralisation in einer wasserfreien Umgebung oder einer Umgebung mit kontrolliertem Wassergehalt

   geliert und Ionenaustauschgele auf der Basis von Titan und Mitfällung der anderen Elemente in jeder gewünschten geometrischen Konfiguration erzielt,

   d) gegebenenfalls chemische Elemente von Interesse durch die ionenaustauschenden Gele absorbiert, indem man diese Gele mit Lösungen in Kontakt bringt, welche diese Elemente enthalten und

   e) gegebenenfalls diese Gele trocknet und/oder kalziniert.

   Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die metallorganische Verbindung von Titan durch Umsetzung eines Titanhalogenids und eines Alkohols erhalten wird.

   3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Titanhalogenid TiCl₄ einsetzt.

   4. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß man als Alkohol Tetrahydrofurfurylalkohol einsetzt.

   5. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man als organisches Polymeres ein Cellulosederivat oder eine Vinylverbindung einsetzt.

   6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß als Cellulosederivat eine Hydroxyproypylmethylcellulose eingesetzt wird.

   7. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch.gekennzeichnet, daß als Vinylverbindung Polyvinylalkohol eingesetzt wird.

   8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß Gasblasen in die alkoholische Lösung zur Erzielung von anorganischen Ionenaustauschern mit

   kontrollierter Porosität eingeführt werden. 25

   9. Ionenaustauschgel oder Xerogel, hergestellt nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß es nach Trocknen bei 100 ⁰C eine spezifische Oberfläche zwischen 400 und 600

   2

   m /g und nach 2-stündigem Erhitzen auf 300 ⁰C eine spezifische Oberfläche von mehr als 200 m /g aufweist.

   10. Ionenaustauschgel oder Xerogel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die absorbierten Ionen Ionen von Alkalimetallen oder Erdalkalimetallen sind.

   11. Ionenaustauschgel oder Xerogel nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Ionen Ba-Ionen und/oder Ca-Ionen und/oder Sr-Ionen sind.

   12. Ionenaustauschgel oder Xerogel nach Anspruch.9, dadurch gekennzeichnet, daß die absorbierten Ionen B-Ionen und/oder Si-Ionen und/oaer ^We-Ionen sind.

   13. Gel oder Xerogel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß es zusätzlich zu Titan und den absorbierten Ionen noch die Elemente Al und/oder Zr und/oder Fe enthält.

   14. Gel oder Xerogel nach einem der Ansprüche 11 und 13, dadurch gekennzeichnet, daß die Elemente Ti:Al:Zr: Ba:Ca im Verhältnis 0,74:0,11:0,09:0,05:0,28 vorliegen.

   15. Gel oder Xerogel nach Anspruch 9 , dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Konfiguration

   eine mikrosphärische Form ist. 25

   16. Gel oder Xerogel nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die geometrische Form die einer Membran ist, die von einem geeigneten Träger getragen wird.

   17. Verwendung der anorganischen Ionenaustauscher gemäß Anspruch 9 bis 16 zur Extraktion von Uran aus Seewasser.

   18. Verwendung der anorganischen Ionenaustauscher nach Anspruch 9 bis 16 zur Immobilisierung von toxischen Nukliden , die in flüssigen radioaktiven

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   O Ö i F

   Abfällen enthalten sind, wie sie bei der Wiederaufarbeitung und/oder der Wiederherstellung von

   Brennstoffelementen, beim Kühlen oder während 5

   des Betriebs von Kernkraftwerken anfallen.

   19. Verfahren zur überführung von Gelen oder Xerogelen in Keramikkörper nach Absorption und/oder Adsorption von radioaktiven toxischen Nukliden gemäß einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das mit Radionukliden beladene Material in Form von mikrosphärischen Teilchen vorliegt und die Mikrokugeln bei einer Temperatur von nicht unter 900 ⁰C, vorzugsweise

   zwischen 1000 ⁰C und 1400 ⁰C, erhitzt und versintert werden.

   20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet,

   daß die Mikrokugeln bei einer Temperatur zwischen 20

   400 und 800 ⁰C kalziniert, unter einem Druck von

   ;

   zwischen einer Tonne pro cm und 6 Tonnen pro

   2 cm verpresst und dann bei einer Temperatur von

   mindestens 900 ⁰C, vorzugsweise 1000 ⁰C bis 1400 ⁰C, gesintert werden.

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