RU2123733C1 - Способ переработки отработанной биомассы микроорганизмов, использованной для извлечения радионуклидов и тяжелых металлов - Google Patents
Способ переработки отработанной биомассы микроорганизмов, использованной для извлечения радионуклидов и тяжелых металлов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2123733C1 RU2123733C1 RU97113160A RU97113160A RU2123733C1 RU 2123733 C1 RU2123733 C1 RU 2123733C1 RU 97113160 A RU97113160 A RU 97113160A RU 97113160 A RU97113160 A RU 97113160A RU 2123733 C1 RU2123733 C1 RU 2123733C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ceramicizing
- metals
- heavy metals
- biomass
- residue
- Prior art date
Links
Abstract
Изобретение относится к биологическим методам очистки растворов от радионуклидов и тяжелых металлов и может быть использовано для очистки от них сточных вод, жидких отходов производства, а также твердых и газообразных материалов после приготовления из них растворов, содержащих радионуклиды и тяжелые металлы. Изобретение решает задачу повышения сохранности окружающей среды путем отверждения отработанной радиоактивной биомассы микроорганизмов для ее дальнейшего надежного захоронения. Термообработку отработанной биомассы ведут при температуре выше 100oС до получения сухого остатка, который затем обрабатывают избытком азотной или угольной кислот с последующим выделением полученного осадка. Остаток смешивают с керамизирующим материалом, содержащим кремний и алюминий в соотношении 1,3-1,4, и следовым количеством катионов щелочных и щелочноземельных металлов, кальцинируют и полученный кальцинат керамизируют под давлением в присутствии воды. 4 з.п.ф-лы.
Description
Изобретение относится к биологическим методам очистки растворов от радионуклидов и тяжелых металлов и может быть использовано для очистки от них сточных вод, жидких отходов производства, а также твердых и газообразных материалов после приготовления из них растворов, содержащих радионуклиды и тяжелые металлы.
Известен способ утилизации отработанной биомассы организмов, использованной для извлечения тяжелых металлов, включающий ее термообработку (пат. США N 4033763, кл. 75-97, R, 1977). Термическая обработка биомассы по данному способу заключается в ее сжигании.
Недостатком данного способа являются большие выбросы в окружающую среду сорбированных биомассой металлов при ее сжигании.
Известен принятый за прототип способ переработки отработанной биомассы микроорганизмов, использованной для извлечения радионуклидов и тяжелых металлов, включающий ее термообработку путем сушки в условиях естественной конвекции при температуре воздуха не выше 95oC со скоростью не выше 2 град./мин (RU N 2028678, кл. 6 G 21 F 9/18, 1995 г.).
Однако большие объемы рыхлого сухого остатка биомассы требуют специальных мер по ее компактированию перед захоронением для обеспечения сохранности окружающей среды.
Предлагаемое изобретение решает задачу повышения сохранности окружающей среды путем отверждения отработанной радиоактивной биомассы микроорганизмов для ее дальнейшего надежного захоронения.
Поставленная задача решается тем, что в известном способе переработки отработанной биомассы микроорганизмов, использованной для извлечения радионуклидов и тяжелых металлов, включающем их термообработку, новым является то, что термообработку ведут при температуре выше 100oC до получения сухого остатка, который затем обрабатывают избытком азотной или угольной кислот с последующим выделением полученного осадка, последний смешивают с керамизирующим материалом, содержащим кремний и алюминий в соотношении 1.3 - 1.4 и следовым количеством катионов щелочных и щелочноземельных металлов, кальцинируют и полученный кальцинат керамизируют под давлением в присутствии воды.
В качестве керамизирующего материала лучше использовать минералы подгруппы коалинита и группы монтморрилонита.
Азотированный или карбонизированный осадок можно смешивать с керамизирующим материалом в отношении, при котором масса содержащегося в нем нитрата или карбоната относится к массе керамизирующего материала как 1 : 1 - 1,5.
Кальцинирование можно проводить чередующимися перетираниями смеси азотированного или карбонизированного осадка с керамизирующим материалом и отжигом ее до получения однородной массы постоянного веса.
Отжиг при кальцинировании можно проводить при 700 - 720oC.
Пример 1. 50 мл отработанной биомассы микроорганизмов, содержащей около 10 мас.% радиоактивного Sr, были высушены при температуре выше 100oC до получения сухого остатка. Микрозондовый анализ показал наличие в сухом остатке 47,5% SrCl2. В соответствии со стехиометрией в полученный осадок добавили избыток концентрированной азотной кислоты и по окончании бурной реакции после выпаривания получили 226 мл сухого остатка, содержащего 143 мг нитрата стронция. Полученный сухой остаток смешали с керамизирующим материалом, в качестве которого взяли простейший алюмосиликат - коалинит, в соотношении, при котором содержащийся в нем нитрат относится к коалиниту как 1 : 1,5 мас. Полученную смесь кальцинировали путем чередующихся перетираний и отжига при 700oC до получения однородной массы постоянного веса. Готовый кальцинат, измельченный до 50 мкм поместили в платиновую ампулу, подсушили до постоянной массы, добавили 1 мас.% воды, герметизировали и спекали методом изостатического прессования в газостате в течение 1 суток при температуре 1100oC и давлении 100 МПа (1 кбар). Полученная керамика имела плотность 2,7 г/см3, пористость 20%.
Полученная керамика представляла аналог природного стронциевого полевого шпата и имела физико-химическое соответствие породам, в которые ее можно захоронить (подобное в подобном). Тест на стабильность (стандарт МАГАТЭ МСС-1) выщелачивания стронция из полевого шпата при 90oC со сменой воды через 1,7 и 14 суток показал, что скорость выщелачивания через 22 суток составила 0,2 г/м2 • сутки, что на порядок ниже, чем из боросиликатного стекла.
Пример 2. 50 мл отработанной биомассы микроорганизмов, содержащей около 10 мас. % радиоактивного цезия Cs, были высушены при температуре выше 100oC до получения сухого остатка. Микрозондовый анализ показал наличие в сухом остатке 42,25% CsCl. В соотношении со стехиометрией в полученный осадок добавили избыток концентрированной угольной кислоты и по окончании бурной реакции после выпаривания получили 226 мл сухого остатка, содержащего 163 мг карбоната цезия. Полученный осадок смешали со 163 мг керамизирующего материала, в качестве которого взяли коалиновую вату (соотношение массы карбоната и массы коалиновой ваты 1 : 1). Полученную смесь кальцинировали путем чередующихся перетираний и отжига при 720oC до получения однородной массы постоянного веса. Готовый кальцинат поместили в платиновую ампулу, подсушили до постоянного веса, добавили 1 мас.% воды, герметизировали и спекали методом горячего прессования в установке высокого давления в течение 3 суток при 700oC и 100 МПа (1 кбар). Полученная керамика имела плотность 2,72 г/см3, пористость 12%.
Полученная керамика представляла аналог природного поллуцита и имела фазово-химическое соответствие породам, в которые ее можно захоронить (подобное в подобном).
Тест на стабильность (стандарт МАГАТЭ МСС-1) выщелачивания цезия из поллуцита при 90oC со сменой воды через 1,7 и 14 суток показал, что скорость выщелачивания через 22 суток составила 0,15 г/м2 • сутки.
Подобным же образом можно осуществить фиксацию из высокоактивных отходов изотопов других щелочных и щелочноземельных элементов, получая различные формы полевых шпатов.
Пример 3. То же, что и в примере 1, только в качестве керамизирующего материала был взят бейделлит (минерал группы монтморрилонита). Полученная керамика имела плотность 2,72 г/см3, пористость 12%.
Полученная керамика представляла аналог природного стронциевого полевого шпата и имела фазово-химическое соответствие породам, в которые ее можно захоронить (подобное в подобном).
Тест на стабильность (стандарт МАГАТЭ МСС-1) выщелачивания Sr из стронциевого полевого шпата при 90oC со сменой воды через 1,7 и 14 суток показал, что скорость выщелачивания через 22 суток составила 0,15 г/м2 • сутки.
Подобным же образом можно осуществить фиксацию из высокоактивных отходов изотопов других щелочных и щелочноземельных элементов, получая различные формы полевых шпатов.
Claims (5)
1. Способ переработки отработанной биомассы микроорганизмов, использованной для извлечения радионуклидов и тяжелых металлов, включающий их термообработку, отличающийся тем, что термообработку проводят путем сушки при температуре выше 100oС до получения сухого остатка, который затем обрабатывают избытком азотной или угольной кислот с последующим выделением полученного осадка, последний смешивают с керамизирующим материалом, содержащим кремний и алюминий в соотношении 1,3 - 1,4, и следовым количеством катионов щелочных и щелочноземельных металлов, кальцинируют и полученный кальцинат керамизируют под давлением в присутствии воды.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве керамизирующего материала используют минералы подгруппы каолинита и группы монтморрилонита.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что азотированный или карбонизированный осадок смешивают с керамизирующим материалом в отношении, при котором масса содержащегося в нем нитрата или карбоната относится к массе керамизирующего материала как 1:1 - 1,5.
4. Способ по п.1, отличающийся тем, что кальцинирование проводят чередующимися перетираниями смеси азотированного или карбонизированного осадка с керамизирующим материалом и отжигом до получения однородной массы постоянного веса.
5. Способ по п.4, отличающийся тем, что отжиг при кальцинировании проводят при 700 - 720oС.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97113160A RU2123733C1 (ru) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | Способ переработки отработанной биомассы микроорганизмов, использованной для извлечения радионуклидов и тяжелых металлов |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU97113160A RU2123733C1 (ru) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | Способ переработки отработанной биомассы микроорганизмов, использованной для извлечения радионуклидов и тяжелых металлов |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2123733C1 true RU2123733C1 (ru) | 1998-12-20 |
RU97113160A RU97113160A (ru) | 1999-04-10 |
Family
ID=20195878
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU97113160A RU2123733C1 (ru) | 1997-07-25 | 1997-07-25 | Способ переработки отработанной биомассы микроорганизмов, использованной для извлечения радионуклидов и тяжелых металлов |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2123733C1 (ru) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114455841A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-10 | 西南科技大学 | 一种含钼放射性废物玻璃陶瓷固化体的制备方法 |
-
1997
- 1997-07-25 RU RU97113160A patent/RU2123733C1/ru not_active IP Right Cessation
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
A, 1977. * |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN114455841A (zh) * | 2022-01-28 | 2022-05-10 | 西南科技大学 | 一种含钼放射性废物玻璃陶瓷固化体的制备方法 |
CN114455841B (zh) * | 2022-01-28 | 2023-09-26 | 西南科技大学 | 一种含钼放射性废物玻璃陶瓷固化体的制备方法 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
González-García et al. | Firing transformations of mixtures of clays containing illite, kaolinite and calcium carbonate used by ornamental tile industries | |
US4028265A (en) | Process for converting sodium nitrate-containing, caustic liquid radioactive wastes to solid insoluble products | |
Yanagisawa et al. | Immobilization of cesium into pollucite structure by hydrothermal hot-pressing | |
Gallagher et al. | Preparation and X-ray characterization of pollucite (CsAlSi2O6) | |
SU1279541A3 (ru) | Способ керамизации радиоактивных отходов | |
Shoup et al. | Novel plutonium titanate compounds and solid solutions Pu2Ti2O7‐Ln2Ti2O7: relevance to nuclear waste disposal | |
RU2123733C1 (ru) | Способ переработки отработанной биомассы микроорганизмов, использованной для извлечения радионуклидов и тяжелых металлов | |
Adl et al. | CsAlSi 5 O 12: a possible host for 137 Cs immobilization | |
RU2251168C2 (ru) | Способ извлечения радиоактивных элементов из жидких отходов | |
Hellmann et al. | The existence and stability of Ca6Zr19O44 compound in the system ZrO2 CaO | |
Ishida et al. | Leaching behavior of crystalline phosphate waste forms | |
CN110310753B (zh) | 利用钙钛矿结构氧化物固化放射性核素裂变产物铯的方法 | |
Chaudhuri | X-ray study of induced mullitization of clay | |
CN1049065C (zh) | 从锆石中除去放射性 | |
RU2128377C1 (ru) | Способ керамизации концентрата редкоземельных элементов | |
KR100192128B1 (ko) | 석탄회를 이용한 방사성 세슘의 포집방법 | |
RU2064696C1 (ru) | Способ захоронения радиоактивных отходов в горных породах | |
RU2633817C1 (ru) | Способ синтеза минералоподобных матриц для изоляции радиоактивных веществ | |
RU2212069C2 (ru) | Способ отверждения растворов долгоживущих радионуклидов | |
Ochkin et al. | Leaching of americium-241, plutonium-238 and matrix elements from perovskite-based ceramics | |
RU2127920C1 (ru) | Способ обработки высокотоксичных неорганических отходов | |
RU2111014C1 (ru) | Способ получения препарата на основе стронция-89 | |
Padilla et al. | Extraction of Alumina from Coal Wastes by the Lime-Soda Sinter Process | |
Buyankina | Sorbtion of radioactive ions from aquatic medium using composite biosorbent | |
Pressing | KAZUMICHI YANAGISAWA, MAMORU NISHIOKA, and NAKAMICHI YAMASAKI Kochi University, Akebono-cho, Kochi-shi 780, Japan |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20070726 |