RU2591956C1 - Способ извлечения микроконцентраций урана из водных растворов - Google Patents
Способ извлечения микроконцентраций урана из водных растворов Download PDFInfo
- Publication number
- RU2591956C1 RU2591956C1 RU2014153902/04A RU2014153902A RU2591956C1 RU 2591956 C1 RU2591956 C1 RU 2591956C1 RU 2014153902/04 A RU2014153902/04 A RU 2014153902/04A RU 2014153902 A RU2014153902 A RU 2014153902A RU 2591956 C1 RU2591956 C1 RU 2591956C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- sorption
- aqueous solutions
- solution
- sorbent
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области сорбционной технологии извлечения радионуклидов, а именно к способу извлечения микроконцентраций урана из водных растворов. Способ проводят путем сорбции с использованием тонкослойного неорганического сорбента на основе гидроксида металла, осажденного на природное органическое вещество. При этом предварительно в очищаемый раствор вводят комплексон до достижения в воде его концентрации 0,15·10-3 - 0,3·10-3 моль/л при значениях рН от 6 до 8. Изобретение позволяет повысить динамическую обменную емкость (ДОЕ) сорбента по отношению к извлекаемому радионуклиду и увеличить скорость процесса сорбции. 3 з.п. ф-лы, 2 ил., 2 пр.
Description
Изобретение относится к области сорбционной технологии извлечения радионуклидов из водных сред и может быть использовано в технологических и аналитических целях, а также в процессах очистки радиоактивно загрязненных сточных вод с низким уровнем активности, водоподготовки и водоочистки питьевой воды.
Известен способ дезактивации радиоактивных сред, включающий извлечение ионов металлов из растворов путем сорбции с использованием в качестве сорбента дешевого неорганического углеродсодержащего силиката состава C·SiO2, который является отходом нефтяной промышленности, описанный в патенте Российской Федерации №2389094, G21F 9/12, опубликованный 10.05.2010.
Недостатком данного способа является то, что сорбент обладает недостаточно высокой сорбционной активностью.
Известен способ очистки жидких радиоактивных отходов путем их контактирования с природной глиной при температуре не ниже 180°С с продолжительностью проведения процесса не менее 6 часов, описанный в патенте Российской Федерации №2120144, G21F 9/16, опубликованный 10.10.1998.
Недостатком этого способа являются высокие энергозатраты, а также низкая скорость сорбции.
Ближайшим техническим решением, выбранным в качестве прототипа, является способ извлечения микроконцентраций урана из водных растворов путем сорбции с использованием тонкослойного неорганического сорбента на основе гидроксида металла, осажденного на природное органическое вещество (Бетенеков Н.Д., Файзрахманов Ф.Ф. Радиохимическое исследование гидроксидных пленок. Исследование сорбции урана из пресных вод тонкослойным гидроксидом титана. - «Радиохимия», 1986, №4, с. 483-486).
Недостатками данного способа являются низкая скорость извлечения урана из раствора и невысокая обменная емкость его при сорбции из-за неполного использования ионообменных центров сорбента по отношению к извлекаемому радионуклиду.
Задача, решаемая предлагаемым изобретением, заключается в создании способа извлечения микроконцентраций урана из водных растворов с использованием в качестве сорбента недорогого доступного неорганического материала, обладающего высокими значениями коэффициента распределения, степени сорбции, коэффициента очистки по отношению к урану.
Технический результат заключается в повышении динамической обменной емкости (ДОЕ) сорбента по отношению к извлекаемому радионуклиду, а также в увеличении скорости процесса сорбции за счет присутствия в растворе комплексона, образующего с ураном и с другими катионами в водном растворе комплексные соединения.
Для достижения указанного технического результата в предлагаемом способе извлечения микроконцентраций урана из водных растворов путем сорбции с использованием тонкослойного неорганического сорбента на основе гидроксида металла, осажденного на природное органическое вещество, согласно заявляемому изобретению предварительно в очищаемый раствор вводят комплексон до достижения в воде его концентрации 0,15·10-3 - 0,3·10-3 моль/л при значениях рН от 6 до 8.
Причем в качестве тонкослойного неорганического сорбента используют гидроксид титана.
Причем в качестве комплексона используют Комплексон III.
Причем в качестве природного органического вещества используют гранулированную целлюлозу.
Наличие в заявляемом изобретении признаков, отличающих его от прототипа, позволяет считать его соответствующим условию «новизна».
В процессе поиска не выявлено технических решений, содержащих признаки, сходные с отличительными признаками заявляемого способа, что позволяет сделать вывод о соответствии его условию «изобретательский уровень».
На фиг. 1 приведена зависимость коэффициента распределения урана между раствором и гидроксидом титана от кислотности раствора.
На фиг. 2 приведена зависимость коэффициента распределения урана между раствором и гидроксидом титана от концентрации Комплексона III.
Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.
Сорбцию проводят в динамическом режиме. В очищаемый раствор, содержащий уран, добавляют комплексон, например Комплексон III (двунатриевая соль этилендиаминтетрауксусной кислоты), до достижения в воде концентрации 0,15·10-3 - 0,3·10-3 моль/л, рН раствора путем добавления кислоты или щелочи доводят до значения 6-8, раствор перемешивают, пропускают через стеклянную хроматографическую колонку, содержащую сорбент на основе гидроксида металла, например титана. Колонки с сорбентом готовят следующим образом: колонки заполняют предварительно выдержанным в дистиллированной воде сорбентом, соотношение высоты загрузки колонки и ее диаметра 6:1. Исходная концентрация урана в растворе составляет 0,2 мг/л, масса сорбента 2 грамма. Сорбат собирают в пластиковые стаканы. Затем из сорбата отбирают две одинаковые пробы объемом 50 мл для измерений. Для измерения активности исходного и конечного раствора используют радиометр LB-770 фирмы Berthold. Для измерения концентрации исходного раствора используют спектрофотометр DR-2800.
Пробы для проведения измерений готовят следующим образом. Чистые сухие металлические подложки протирают этиловым спиртом и маркируют в соответствии с нумерацией проб. Пробы объемом 50 мл переносят на подложки, выпаривают досуха и прокаливают на электрической плитке. Затем проводят измерение активности проб на радиометре LB-770. После измерения активности проб рассчитывают основные показатели сорбции.
Из графика, представленного на фиг. 1, видно, что наиболее высокие значения коэффициента распределения достигаются при рН очищаемого раствора 6-8. Из графика, представленного на фиг. 2, видно, что наиболее высокие значения коэффициента распределения достигаются при концентрации Комплексона III от 0,15·10-3 до 0,3·10-3 моль/л.
Пример 1
Процесс сорбции проводят со скоростью 10 мл/(мин·см2). Комплексон III добавляют в очищаемый раствор до достижения в воде концентрации 0,25·10-3 моль/л. Объем пропущенного через сорбент раствора равен 10 литрам. Коэффициент распределения в данных условиях проведения сорбции составляет Kd = 158000 мл/г; степень сорбции урана S = 94%; коэффициент очистки Коч = 16,8; динамическая обменная емкость (ДОЕ) = 1,64 мг/г сорбента.
Пример 2
Процесс сорбции проводят со скоростью 5 мл/(мин·см2). Комплексон III добавляют в очищаемый раствор до достижения в воде концентрации 0,25·10-3 моль/л. Объем пропущенного через сорбент раствора равен 10 литрам. Коэффициент распределения в данных условиях проведения сорбции составляет Kd = 294700 мл/г; степень сорбции урана S = 98%; коэффициент очистки Коч = 125.
Предлагаемый способ извлечения микроконцентраций урана из водных растворов имеет ряд преимуществ перед прототипом. Во-первых, положительным эффектом предлагаемого технического решения является улучшение основных сорбционных характеристик: увеличение коэффициента распределения, степени сорбции, коэффициента очистки и динамической обменной емкости. Во-вторых, добавление Комплексона III в очищаемый раствор позволяет увеличить скорость пропускания раствора через сорбент до 10 мл/(мин·см2).
Таким образом, изложенные сведения свидетельствуют о выполнении при использовании заявляемого изобретения следующей совокупности условий:
- способ, воплощенный в заявляемом изобретении при его осуществлении, предназначен для извлечения микроконцентраций урана из водных растворов, а также в процессах очистки радиоактивно загрязненных сточных вод с низким уровнем активности, водоподготовки и водоочистки питьевой воды;
- для заявленного изобретения в том виде, как оно охарактеризовано в формуле изобретения, подтверждена возможность его осуществления и достижения усматриваемого заявителем технического результата.
Следовательно, заявляемое техническое решение соответствует условию «промышленная применимость».
Claims (4)
1. Способ извлечения микроконцентраций урана из водных растворов путем сорбции с использованием тонкослойного неорганического сорбента на основе гидроксида металла, осажденного на природное органическое вещество, отличающийся тем, что предварительно в очищаемый раствор вводят комплексон до достижения в воде его концентрации 0,15·10-3 - 0,3·10-3 моль/л при значениях рН от 6 до 8.
2. Способ извлечения микроконцентраций урана из водных растворов по п.1, отличающийся тем, что в качестве тонкослойного неорганического сорбента используют гидроксид титана.
3. Способ извлечения микроконцентраций урана из водных растворов по п.1, отличающийся тем, что в качестве комплексона используют Комплексон III.
4. Способ извлечения микроконцентраций урана из водных растворов по п.1, отличающийся тем, что в качестве природного органического вещества используют гранулированную целлюлозу.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014153902/04A RU2591956C1 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Способ извлечения микроконцентраций урана из водных растворов |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014153902/04A RU2591956C1 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Способ извлечения микроконцентраций урана из водных растворов |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2591956C1 true RU2591956C1 (ru) | 2016-07-20 |
Family
ID=56412773
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014153902/04A RU2591956C1 (ru) | 2014-12-29 | 2014-12-29 | Способ извлечения микроконцентраций урана из водных растворов |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2591956C1 (ru) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2696165C1 (ru) * | 2017-01-09 | 2019-07-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ извлечения урана из подземной урансодержащей воды |
| CN115029567A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-09-09 | 四川大学 | 一种木质素吸附剂在铀吸附中的应用 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5707922A (en) * | 1995-06-27 | 1998-01-13 | Japan Atomic Energy Research Institute | Adsorbent for adsorption of radioactive nuclides and method of producing the same, and process for volume-reduction treatment of radioactive waste |
-
2014
- 2014-12-29 RU RU2014153902/04A patent/RU2591956C1/ru active
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5707922A (en) * | 1995-06-27 | 1998-01-13 | Japan Atomic Energy Research Institute | Adsorbent for adsorption of radioactive nuclides and method of producing the same, and process for volume-reduction treatment of radioactive waste |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| БЕТЕНЕКОВ Н.Д. и др., Радиохимическое исследование гидроксидных пленок. IV. Исследование сорбции урана из пресных вод тонкослойным гидроксидом титана, Радиохимия, 1986, номер 4, с. 483-486. КОБЕЦ С.А. и др., Сорбция U(VI) на монтмориллоните с осажденными на его поверхности гидроксидами алюминия и железа в присутствии лимонной и щавелевой кислот, Радиохимия, 2009, т. 51, номер 4, с. 332-336. КОСОРУКОВ А.А. и др., Извлечение U(VI) из водных сред слоистыми двойными гидроксидами, интеркалированными комплексонами, Химия и технология воды, 2013, т. 35, номер 3, с. 188-202. * |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2696165C1 (ru) * | 2017-01-09 | 2019-07-31 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Уральский федеральный университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина" | Способ извлечения урана из подземной урансодержащей воды |
| CN115029567A (zh) * | 2022-07-25 | 2022-09-09 | 四川大学 | 一种木质素吸附剂在铀吸附中的应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Rydin et al. | Aluminum dose required to inactivate phosphate in lake sediments | |
| Bai et al. | Equilibrium, kinetic and thermodynamic studies of uranium biosorption by calcium alginate beads | |
| CA2101261C (en) | Method of composite sorbents manufacturing | |
| RU2591956C1 (ru) | Способ извлечения микроконцентраций урана из водных растворов | |
| Talos et al. | Cadmium biosorption on native Saccharomyces cerevisiae cells in aqueous suspension | |
| CN104900285A (zh) | 一种含放射性核素污染物的治理方法 | |
| Shushkov et al. | Removal of radionuclides by analcime-bearing rocks | |
| CN115010205A (zh) | 生物活性炭bac工艺去除重金属的方法及重金属容量的判定方法、应用 | |
| JP6376547B2 (ja) | 土壌除染装置及び土壌除染方法 | |
| RU2330340C2 (ru) | Способ извлечения радионуклидов из водных растворов | |
| Chugunov et al. | Potential use of carboxyl ion-exchangers for operational optimization of special water purification systems in NPP with VVER | |
| Mishra et al. | Biosorptive behavior of mango (Mangifera indica) and neem (Azadirachta indica) barks for 134 Cs from aqueous solutions: A radiotracer study | |
| Rachkova et al. | Immobilization of U, Ra, and Th compounds with analcime-containing rock and hydrolysis lignin | |
| Semenishchev et al. | Use of the inorganic hexacyanoferrate sorbents for analysis of radiocesium in aqueous samples | |
| Vijaya et al. | Column Adsorption and Desorption Studies of Fluoride on Perchloric Acid Cross‐Linked Calcium Alginate Beads | |
| Bouguerra et al. | Equilibrium and kinetic studies of adsorption of boron on activated alumina | |
| Pathak et al. | Sorption of uranyl ion on hydrous silica: Effects of ionic strength and ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) | |
| RU2567650C1 (ru) | Способ очистки воды от ионов тяжелых металлов | |
| KR100503596B1 (ko) | 방사성원소가 함유된 폐윤활유의 건식 전처리 방법 | |
| Moufti et al. | The regeneration of the pre used ashes in the elimination fluorides ions from the underground waters | |
| Maimulyanti et al. | Development of diffusive gradient in thin film as a new method for prediction of phosphate release from marine sediment | |
| Zicman et al. | Investigation and modeling of fixed bed cesium sorption on nickel ferrocyanide, precipitated on silica gel | |
| Čučulović et al. | 137Cs desorption from lichen using acid solutions | |
| Akpınar et al. | Boron removal from aqueous solutions by polyethyleneimine-Fe3+ attached column adsorbents | |
| Kutergin et al. | The effect of activation of a natural aluminosilicate on its sorption properties |