СПОСОБ УДАЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ

СПОСОБ УДАЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ 


RU (11) 2067328 (13) C1

(51) 6 G21F9/12 

(12) ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ К ПАТЕНТУ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ 
Статус: по данным на 15.01.2008 - прекратил действие 

--------------------------------------------------------------------------------

(21) Заявка: 93026484/25 
(22) Дата подачи заявки: 1993.05.21 
(45) Опубликовано: 1996.09.27 
(56) Список документов, цитированных в отчете о поиске: 1. Авторское свидетельство СCСР N 1173600, кл. B 01 J 20/16, 1985. 2. Авторское свидетельство СCCР N 1090441, кл. C 02 K 1/42, 1987. 3. Патент Великобритании N 2004857, кл. G 21 F 9/04, 1979. 4. Патент EПВ N 0530118, кл. G 21P 9/12, 1992. 
(71) Заявитель(и): Институт химической физики РАН (RU) 
(72) Автор(ы): Донцов Александр Евгеньевич[RU]; Лапина Виктория Алексеевна[BY]; Островский Михаил Аркадьевич[RU]; Рубанов Александр Сергеевич[BY]; Рудак Эдуард Аркадьевич[BY] 
(73) Патентообладатель(и): Донцов Александр Евгеньевич (RU); Лапина Виктория Алексеевна (BY); Островский Михаил Аркадьевич (RU); Рубанов Александр Сергеевич (BY); Рудак Эдуард Аркадьевич (BY); Институт химической физики РАН (RU) 

(54) СПОСОБ УДАЛЕНИЯ РАДИОНУКЛИДОВ ИЗ ВОДНЫХ РАСТВОРОВ 

Использование: в экологии, а именно в очистке растворов (главным образом водных) от примесей радионуклидов, и может быть использовано для извлечения и захоронения радиоактивных элементов, встречающихся как в промышленных отходах, так и в виде загрязнений окружающей среды. Сущность изобретения: загрязненный радионуклидами раствор подвергают контактированию (механическое смешивание, пропускание через колонку или фильтр) с биосорбентом, приготовленным из сырья растительного происхождения (фитосорбент), являющегося отходом пищевой промышленности, затем радиоактивный фитосорбент отделяют от очищаемого раствора, сжигают, а радиоактивную золу подвергают захоронению в запаянных ампулах. Предлагаемый способ удаления радионуклидов имеет следующие достоинства: доступность и дешевизна сырья, используемого при приготовлении сорбента; высокая способность к озолению при меньших энергетических затратах; нетоксичность используемого фитосорбента и возможность очистки пищевых продуктов; высокая устойчивость; отсутствие загрязнения очищаемого раствора какими-либо побочными продуктами; более высокая (практически 100%) эффективность связывания актинидов (плутония); более высокая эффективность связывания цезия и стронция по сравнению с биосорбентами на основе хитина и хитозана, а также более высокая эффективность по сравнению с неорганическим сорбентом типа "клиносорб" (ФРГ). 1 з. п. ф-лы, 1 табл. 


ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ



Изобретение относится к области экологии, а именно к очистке растворов (главным образом водных) от примесей радионуклидов, и может быть использовано для извлечения и захоронения радиоактивных элементов, встречающихся как в промышленных отходах, так и в виде загрязнений окружающей среды.

Известен способ выделения стронция из воды путем контактирования очищаемой воды с сорбентом на основе цеолита [1]

Известен также способ извлечения стронция из высокоминерализованных растворов, в котором в качестве сорбента используется карбоксильный катионит в смешанной натрий-кальциевой форме [2]

Недостатком этих методов является трудность, связанная с захоронением радиоактивных остатков, поскольку для извлечения радионуклидов в этих способах используются минеральные сорбенты.

Известен способ очистки водных растворов от радиоактивных изотопов путем контактирования этих растворов с измельченным хитином, отделением хитина со связанными радионуклидами от очищаемого раствора, его сжиганием и захоронением радиоактивного пепла [3]

Недостатками способа [3] являются незначительная эффективность удаления стронция и цезия при достаточно хорошем связывании актинидов (плутония), малодоступность и относительная дороговизна используемого сорбента; относительно высокие энергетические затраты при сжигании.

Наиболее близким к предлагаемому является способ удаления тяжелых металлов, в том числе и радиоактивных, из водных растворов, включающий контактирование очищаемого раствора с таниновым сорбентом [4] предварительно полученным по определенной методике, при рН растворов от 3,5 до 10,0, причем контактирование очищаемого раствора с сорбентом осуществляют дважды при различных рН: после первого контакта отфильтровывают сорбент и фильтрат подвергают контактированию со свежей порцией сорбента. Сорбент можно регенерировать.

Недостатками известного способа [4] являются недостаточная эффективность удаления радиоактивных изотопов, малодоступность и относительная дороговизна используемого сорбента.

Задача изобретения разработка простого, экономически выгодного и эффективного способа извлечения радионуклидов на основе использования сорбента из дешевого и доступного сырья.

Это достигается предлагаемым способом удаления радионуклидов из водных растворов, включающим контактирование очищаемого раствора с фитосорбентом при величине рН среды от 3,0 до 9,0 и отделение сорбента от раствора, в котором в качестве фитосорбента используют измельченную лузгу семян подсолнечника, подвергнутую кислотному гидролизу, отделенный фитосорбент сжигают и радиоактивный пепел собирают (для захоронения).

В предлагаемом способе в качестве фитосорбента используют негидролизованную измельченную лузгу семян подсолнечника.

В предлагаемом способе в отличие от известного [4] используют другой вид фитосорбента, а именно сорбент, полученный из дешевого и доступного растительного сырья.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.

Содержащие радионуклиды растворы либо непосредственно смешиваются с сорбентом (статический режим), либо пропускаются через колонку или фильтр, содержащий сорбент (динамический режим). Исходная концентрация радиоактивных элементов в растворе варьировалась в пределах от 0,1 мг/л до 1000 мг/л. В качестве фитосорбента во всех примерах (кроме 3б) использовали гидролизованную в кислой среде измельченную лузгу семян подсолнечника (3б необработанная лузга). Использовались три различных концентрации фитосорбента: 1 г/л, 5 г/л и 10 г/л. Для извлечения радионуклидов можно использовать как их водные растворы, так и их растворы в полярных органических растворителях или в их смесях. Время контакта сорбента с раствором охватывало как минутный, так и часовой диапазоны, в зависимости от задач обработки.

Исходная (Cисх) и конечная (Cкон) концентрация радионуклидов определялись (в основном) на двух типах установок:

1. На низкофоновом спектрометре гамма-совпадений "Припять" с рабочим объемом измерительной камеры 5 л (чувствительность по цезию-137 - 610-12 Ки за время набора 1 ч или 1,210-10 Ки за время набора 10 с).

2. На эмиссионном спектрометре "Плазма-100" (США), который позволяет измерять концентрации элементов в водных растворах с ошибкой в несколько для большинства элементов и позволяет одновременно измерять концентрации всех элементов, присутствующих в водном растворе.

Приводим конкретные примеры осуществления способа.

П р и м е р 1. Удаление европия (плутония).

Плутоний как радионуклид особенно опасен из-за высокой степени токсического воздействия на биологические объекты. Известно, что поведение европия в водных растворах очень сходно с плутонием. Поэтому методы очистки водных растворов от плутония отрабатываются (что общепринято) на менее вредном европии:

а). К раствору, содержащему 10 мг/л европия при рН 5, добавляется 100 мг фитосорбента, представляющего собой измельченную лузгу семян подсолнечника и смесь инкубируют в течение 1 ч. Общий объем раствора 10 мл. Затем сорбент отделяют фильтрованием и в оставшемся растворе измеряют концентрацию европия. В среднем она составляла 2,9 мг/л. Эффективность связывания была 71 Отделенный фитосорбент сжигают и пепел собирают для захоронения.

б). К раствору, содержащему 10 мг/л европия при рН 5, добавляется 100 мг фитосорбента, представляющего собой измельченную лузгу семян подсолнечника, подвергнутую кислотному гидролизу и смесь инкубируют в течение 1 ч. Общий объем раствора 10 мл. Затем сорбент отделяют фильтрованием и в оставшемся растворе измеряют концентрацию европия. В среднем она составляла 0,42 мг/л. Эффективность связывания была = 96 Отделенный фитосорбент сжигают и пепел собирают для захоронения.

П р и м е р 2. Удаление стронция.

К раствору, содержащему 5 мг/л стронция при рН 3, добавляется 100 мг фитосорбента из гидролизованной лузги семян подсолнечника и смесь инкубируют в течение 1 ч. В среднем, концентрация стронция в оставшемся растворе составляла 2,3 мг/л. Эффективность связывания = 54

П р и м е р 3. Удаление цезия:

а). К раствору, содержащему 10 мг/мл цезия при рН 8,0, добавляли 100 мг фитосорбента из негидролизованной лузги семечек и инкубировали в течение 60 мин. Средняя концентрация цезия в оставшемся растворе была 4,63 мг/мл. Эффективность связывания 53,7

б). К раствору, содержащему 10 мг/л цезия при рН 9,0, добавляли 100 мг фитосорбента из гидролизованной лузги семян подсолнечника инкубировали в течение 5 мин. Средняя концентрация цезия в оставшемся растворе была 1,85 мг/л. Эффективность связывания = 81,5

Суммарные результаты по удалению радионуклидов и тяжелых металлов приведены в таблице.

Количество фитосорбента (m) во всех пробах составляло 100 мг; объем (v)

10 мл. s% (Cисх Cкон)/Cисх% s (Cисх - Cкон)v/m.

Предлагаемый способ удаления радионуклидов имеет ряд преимуществ перед известным [4]

а) доступность и дешевизна сырья, используемого при приготовлении фитосорбента;

б) высокая способность к озолению при малых энергетических затратах;

в) нетоксичность используемого фитосорбента и возможность очистки пищевых продуктов;

г) высокая устойчивость;

д) отсутствие загрязнения очищаемого раствора какими-либо побочными продуктами;

е) более высокая (практически 100) эффективность связывания актинидов;

ж) высокая степень удаления при однократном контактировании фитосорбента с очищаемым раствором. 


ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ



1. Способ удаления радионуклидов из водных растворов, включающий контактирование очищаемого раствора с фитосорбентом при pН среды 3 9 и отделение сорбента от раствора, отличающийся тем, что в качестве фитосорбента используют измельченную лузгу семян подсолнечника, отделенный фитосорбент сжигают и радиоактивный пепел собирают для захоронения.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве фитосорбента используют измельченную лузгу семян подсолнечника, подвергнутую кислотному гидролизу.




ПРОЧИТАТЬ НУЖНО ВСЕМ !
Судьба пионерских изобретений и научных разработок, которым нет и не будет аналогов на планете еще лет сорок, разве что у инопланетян



Независимый научно технический портал
Воздухо- и водоочистка. Опреснительные установки






СОВЕРШЕННО БЕСПЛАТНО!
Вам нужна ПОЛНАЯ ВЕРСИЯ данного патента? Сообщите об этом администрации портала. В сообщении обязательно укажите ссылку на данную страницу.


ПОИСК ИНФОРМАЦИИ В БАЗЕ ДАННЫХ


Режим поиска:"и" "или"

Инструкция. Ключевые слова в поле ввода разделяются пробелом или запятой. Регистр не имеет значения.

Режим поиска "и" означает, что будут найдены только те страницы, где встречается каждое из ключевых слов. Например, при запросе "очистка воды" будет найдено словосочетание "очистка воды". При использовании режима "или" результатом поиска будут все страницы, где встречается хотя бы одно ключевое слово ("очистка" или "воды").

В любом режиме знак "+" перед ключевым словом означает, что данное ключевое слово должно присутствовать в найденных файлах. Если вы хотите исключить какое-либо слово из поиска, поставьте перед ним знак "-". Например: "+очистка -воды".

Поиск выдает все данные, где встречается введенное Вами слово. Например, при запросе "сток" будут найдены слова "стоков", "стоки" и другие. Восклицательный знак после ключевого слова означает, что будут найдены только слова точно соответствующие запросу "сток!".


Устройства и способы водоочистки | Опреснительные установки. Дистилляторы | Устройства и способы воздухоочистки


Рейтинг@Mail.ru