Способ дезактивации радиоактивных жидкостей

Способ дезактивации радиоактивных жидкостей

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

ОП ИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕН ИЯ

К ПАТЕНТУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (11) 468446 (6l) Зависимый от патента (22) Заявлено 01. 09. 71 (21) 1702751/26-25 (51) И. Кл. G21f 9/04 (32) Приоритет 01. 09. 70 (31) 41727/70 (33) Великобритания

Опубликовано 25.04.75, Бюллетень № 15

Государственный номвтет

Яовата тенннстров СССР во делам нзооретеннй н вткрытнй (И) УДК 621.039.7(088.8) Дата опубликования описания 20.05.75 (72) Авторы изобретения

Иностранцы

Карел Петерс и Норбер Ван де Воордэ (Бельгия1

Иностранная фирма

"Бельгонюклеер С. А." (Бельгия) (71) Заявитель (54) СПОСОБ ДЕЗАКТИВАЦИИ РАДИОАКТИВНЫХ ЖИДКОСТЕЙ

Изобретение относится к способу дезактивации радиоактивных жидкостей с помощью минеральных веществ.

Известны способы дезактивации радиоактивных жидкостей с помощью ионообменников, которые подлежат регенерации.

Однако в результате регенерации получаются радиоактивные жидкости, которые требуется дезактивировать.

Известен также способ обработки радиоактивных жидкостей, состоящий в химическом осаждении радиоактивных ионов. Полученный осадок отфильтровывают и перемешивают с горячим битумом, доби-, ваясь получения однородной смеси. При проведении этой операции имеющаяся вода, испаряется, и получающую ся массу хранят, в стальных барабанах. Отделение осадков фильтрованием затруднительно, для этого необходимы крупные установки. Кроме:: 2О того, осадок должен быть обезвожен по способу замораживания и оттаивания для того, чтобы придать ему лучшую способность к фильтрованию.

Все указанные известные способы не р5

«(являются специфическими по отношению к радиоактивным ионам, По этой причине ионообменники насыщаются в значительной мере такими ионами, которые не желательно извлекать (ионы натрия, кальция или магния). Осадки также могут содержать преимущественно такие ионы, которые нежелательно извлекать (такие ионы всегда присутствуют в воде, подлежащей дезактивации).

Предлагаемый способ является специфичным для радиоактивных ионов. По . предлагаемому способу извлечения радиоактивных ионов, присутствующих в незначительных количествах в загрязненных жидкостях, жидкость приводят в соприкосйовение с минералом, включающим несколько соединений из группы: соль бария, сульфид металла и ферроцианид меди. Ионы натрия, кальция, магния, железа, алюминия таким образом не экстрагируются, в то время как радиоактивные ионы извлекаются из подлежащих очистке жидкостей.

Эксперименты показали, что различные

468446

3 неорганические вещества обладают специфическими сорбционными характеристиками.

Это проявляется при соприкосновении этих веществ с растворами, содержащими радиоактивные ионы и, в особенности, ионы, находящиеся в количествах, поддающихся определению { Термин сорбция" включает любое из средств, с помощью которых ион может переноситься из . раствора к твердому вешеству минерального происхождения, находящемуся в соприкосновении с раствором).

Сорбцию можно проводить, например, с помощью изотопного обмена, образования смешанных кристаллов и в особенности осаждения, совместного осаждения и последующего осаждения. Проблема дезактивации радиоактивных жидкостей имеет особое отношение к извлечению следующих ионов: стронция, цезия, церия, кобальта, рутения, радия и сурьмы.

По предлагаемому способу предпочтительно сорбируются: стронций — солью бария; радий — солью бария или сульфидом металла; цорий — солью бария или сульфидом металла; рутений — солью бария, сульфидом металла или ферроцианидом меди; сурьма — солью бария, сульфидом металла или ферроцпанидом меди; цезийферроцианидом меди.

Указанные соли можно применять в виде простых или смешанных солей.

Сернокислый барий получают смешением при комнатной температуре равных объемов

{растворов) хлористого бария и сернокислого натрия. образующийся осадок отфильтровывают, и, не промывая, о высушивают при 100 С. Полученный порошкообразный продукт используют цля определения сорбционных характеристик, выражаемых коэффициентом К3 который определяется как соотношение между концентрацией иона на сорбенте (на 1 г) и концентрацией иона в раст юре (на 1 мл.). Опыты проводили с чеминерализованной водой, к которой добавляли радиоактивные ионы, под лежание определению, и 40 ч. на 1 млн. кальция, Получены следующие значения

Kd,: для стронция - 7, радия — 27 и .герия - 284. После добавления серной

<ислоты к воде, применяемой для прове ения испытаний, например для понижения

Л до 2, значения КЙ увеличились: для

:тронция - 1950, радия - 3000 и .герия — 66 00.

Механизм сорбции может быть выве15

50 ден на основании следующих фактов: если бы чистый сернокислый барий обладал сорбционными свойствами, то между значениями l(g до и после добавления серной кислоты не было бы никакой разницы. Однако добавление серной кислоты необходимо для достижения хорошей сорбции. С другой стороны, как можно легко доказать с помощью контрольного раствора, в растворе ионов сульфата, происходящих от добавленной серной кислоты, оказывается недостаточно для понижения растворимости продуктов - стронция и радия, при осаждении их в малых количествах.

Причина, согласно которой стронций и радий сорбируются более эффективно после добавления серной кислоты, вероятно, обусловлена явлением совместного осаждения с вновь образующимся сернокислым барием.

Действительно, ионы бария уже присутствуют в осажденном сернокислом барии (не подвергавшемся промывке во время осаждения) и образуют, совместно с ионами сульфата, находящимися в растворе, . дополнительное количество сернокислого бария, осаждаюшегося на уже существовавшем до этого сернокислом барии. В процессе этого образования стронций, радий и церий подвергают совместному осаждению.

Значения К4 могут быть супгественно повышены путем приготовления сернокислого бария таким образом, как указано выше, но при наличии избытка ионов бария. Значения Kd полученные таким путем, обобщены в табл.1. Далее, возможно повысить сорбционные свойства сернокис>лого бария посредством его активирования, например за счет добавления азотнокислого натрия во время осаждения сернокислого бария. Концентрация азотнокислого натрия должна быть такой, чтобы она находилась в пределах от 1 иона натрия на 1 ион бария до 1 иона натрия на 24 иона бария.

Иные концентрации азотнокислого натрия не оказывают благоприятного влияния на сорбционную способность сернокислого натрия.

Как указывалось выше, избычтоное количество ионов бария в составе сорбента в виде сернокислого бария необходимо для хороших сорбционньгх свойств. Хотя соотношение 3 иона бария на 1 ион и обеспечивает хорошую сорбцию, следует отметить, что дальнейшее увеличение пропорционального количества ионов бария не сопровождается более улучшением сорбционных

468446

Таблица 1, . Т а б л и ц а 2.. свойств. Совместное осаждение обладает весьма высокой избирательностью, например, практически отсутствует осаждение кальция.

Вода для проведения испытаний: демин рализованная вода, содержащая стронций, радий и церий и 40 ч. на 1 млн.кальция, к которой добавляли серную кислоту до тех пор, пока рН не достиг 2, Вода для проведения испытаний не содержала серной кислоты.

Сернокислый барий активирован добавлением 1 объема азотнокислого натрия

Данные табл. 2 свидетельствуют о том, что в среде 0,1н.раствора серно» кислого натрия, результаты сорбции на углекислом барии сравнимы с таковыми для сернокислого бария при наличии молярного соотношения Ba/ 80, равного 3/1.

В связи с тем, что не всегда бывает экономически выгодным обрабатывать большие объемы сточных вод в среде в на 3 объема хлористого бария. во время получения сернокислого бария.

Аналогичные опыты, проведенные с деминерализованной водой, к которой были добавлены ионы натрия и магния, показали, что эти ионы не подвергаются совместному осаждению, Совместное осаждение имеет место при формировании свежеобразующегося сернокислого бария. Вновь

gp получаемый сернокислый барий может также формироваться, исходя из любой растворимой соли бария, посредством добавления ионов. Хорошие результаты были получены с применением углекислого бария в среде, содержащей сульфат. Таким путем образуется свежий" сернокислый барий и достигается совместное осаждение стронция, радия, церия

С применением той же воды для проведения испытаний сорбцию на углекислом барии проводили сначала при тех же условиях кислотности среды (рН 2 за счет добавления серной кислоты), как в случае сернокислого бария, затем - в среде, в которой имеется сернокислый натрий. Полученные значения .коэффициента К4 приведены в табл.2, Вода для проведения испытаний: деминерализованная вода, содержащая стронций, радий и церий и 40 ч. на 1 млн.

) кальция. рН 2 достигали в укаэанной

30 среде. Углекислый барий — имеющийся в продаже. виде 0,1н. раствора сернокислого натрия, по предлагаемому способу рекомендовано обрабатывать упомянутые объемы на ионообменнике, а жидкости, полученные после регенерации, полученные после обработки ионообменника, в дальнейшем обрабатывать углекислым барием.

Рутений и сурьма также должны сорбироваться на углекислом барии. Таким

468446

Т а б л и ц а 4.

Та бл ица 3

50

7 образом, в случае упомянутых ионов нет необходимости использовать сульфиды металлов, если используется углекислый барий. Однако такое совместное осаждение на соли бария, которое является успешным при наличии стронция, радия и церия, не может достигаться со всеми ионами, которые желательно экстрагировать., Так например, кобальт может осаждаться с лучшими результатами с помощью сернистого марганца, 10 сернистой меди и сернистого железа, Этими сульфидами осаждаются также рутений и сурьма.

В соответствии с предлагаемым способом упомянутые сульфиды металлов в

15 данном случае должны быть приготовлены с избытком сульфидом, а сорбцию следует проводить в условиях почти нейтральной среды (например, при рН 5). Объясняется это тем, что в сильно кислои среде ионы

20 сульфида будут выделять газообразный сероводород. Полученные значения коэффициента Ê4 приведены в табл.З для следун>ших случаев: Сернистый марганец, приготовленный с применением равных количеств (по объему) сернокислого марганца и сернистого натрия; сернистый марганец, приготовленный с применением избыточного количества ионов сульфида (2 объема сернистого натрия на 1 объем сернокислого марганца); сернистое железо, приготовленное с применением двух объемов сернистого натрия на 1 объем сернистого железа.

Вода для проведения испытаний:деминерализованпая вода, содержащая кобальт, рутений и сурьму и 40 ч. на 1 млн. кальция.

Берий и радий также будут сорбироваться на сульфидах. Таким образом, сульфид металла может использоваться для извлечения из. воды и этих элементов. Что касается соотношения между сульфидами и ионами металла в сорбенте, отметим, что

8 необходимым избыток ионов сулъфида, Предпочтительно соотношение 2/1. Дальнейшее увеличение пропорционального количества ионов сульфида не приводит к улучшению результатов.

При применении сульфида механизм сорбшш базируется на образовании осадка.

В связи с тем, что шелочноземельные сульфиды растворимы в воде, кальций и магний, которые обычно присутствуют в водах, подлежащих дезактивации, в больших количествах, не будут осаждаться.

Таким образом, и данный механизм сорбции является весьма избирательным. Тем не менее, ионы щелочного металла оказывают влияние на сорбцию кобальта на сульфидах металлов. Опыты, проведенные с водой для проведения испытаний такого же состава, к которой был также добавлен натрий в. количестве 100 ч. на 1 млн.показали для сернистого железа, приготовленного как указано выше, что значение Кс1 для кобальта 7800 вместо 30000. Однако сорбцию кобальта можно значительно улучшить добавлением хлористого кальция во время осаждения сернистого железа. Концентрацию хлористого кальция, подлежащего добавлению, можно будет изменять в преде-. лах 1 иона кальция на 1-18 ионов железа.

Эффективность влияния такой активации на сорбцию кобальта показана в табл.4.

Вода для проведения испытаний: деминерализованная вода, содержащая кобальт (рутений и сурьму), 40 ч. на 1 млн. кальция и 100 ч. на 1 млн. натрия.

Сорбция радиоактивных ионов, которые образуют нерастворимые с ульфиды, постум пающих из жидкостей после регенерации ионообменников, также были исследованы в направлении применения сульфидов металлов. Превосходные результаты были

468446

Та блица 5..;

20

45

7 получены сульфидами железа природного происхождения. такими, как троилит и пирит. Сорбция церия, радия, кобальта, рутения и сурьмы на троилите из водных отходов после регенерации ионообменников показана в табл. 5. 6л жидкостей после регенерации, содержащих 2 М хлористого натрия и 0,05 М хлористого кальция, к которым добавляли сернокислый натрий до достижения концентрации 0,1н., были смешаны с 10г троилита.

Приведенные в табл.5 данные свидетельствуют о том, что троилит может быть успешно использован для обработки водных радиоактивных жидкостей, не содержащих цезия или стронция. Очевидно, что при наличии цезия или стронция, троилит может быть применен при условии наличия допол нительного сорбента для .этих ионов.

Сорбцию цезия предпочтительно проводить с применением ферроцианида меди, который может быть приготовлен смешением . 2 объемов сернокислой. меди с 1 объемом ферроцианида железа. Этот продукт удер» живает практически 100% числа всех ионов цезия. В случае необходимости . сорбция-на ферроцианиде меди может быть улучшена активацией, достигаемой путем добавления хлористого кальция к сернокислой меди во время приготовления ферроцианида меди.

Приведенные выше соображения свидетельствуют о селективности упомянутых продуктов. Так, применяя соли бария, сульфида металла и ферроцианида меди,,можно извлекать радиоактивные ионы из радиоактивной воды. Однако указанные продукты должны быть в таком виде, который способствовал бы их применению в производственной технологической аппаратуре, например, колоннах и осаждающих аппаратах с мешалками.

По предлагаемому способу укаэанные вещества получают с помощью препаративного метода. Сульфиды: сернистое железо, сернистая медь и сернистый марганец,уже имеют зернистую структуру, а сернокислый барий и углекислый барий получают в виде мелкого порошка, непригодного для применения в колонной аппаратуре. Подходящая для применения структура может быть придана сернокислому барию посредством приготовления его в виде смешанного продукта. Так, сернокислый барий и ферроцианид меди получают в виде смешанного вещества, обладающего хорошей структурой в виде гранул, которое можно использовать для одновременного извлечения стронция, радия и церия, а также цезия, рутения и сурьмы.

Для получения такого смешанного веще» ства 300 объемов 1 М раствора сернокислого натрия добавляют к 150 объемам

0,1 М раствора сернокислой меди. К этой смеси при перемешивании добавляют 945 объемов 1 М раствора хлористого бария.

Затем к полученному осадку сернокислого бария добавляют 75 объемов 0,1 М раствора ферроцианида калия и энергично перемешивают 2 мин. Затем полученный осадок оставляют для формирования на

1-2 час. до того, как отделять его фильтрованием. Затем без промывки осадок о высушивают при 100 С. Полученный плотный отфильтрованный осадок измельчают для получения зерен требуемого размера (не проходящих через сито с ячейками

80 меш. ). Зернистый материал имеет следующий теоретический состав: 97,7% сернокислого бария с молярным соотношением Ва/ $О 3/1 и 2/3% ферроциа4 нида меди, имеющего молярное соотношение между Си и 78(C 1Ч ) 1:1. Гранулы ,2 6 затем помещают в колонну, через которую пропускают воду, применяемую для проведения испытания. Полученные при этом значения коэффициента Kd. приведены в табл.6.

Тот же пример был повторен, но с добавлением азотнокислого натрия в количестве, обеспечивающем соотношение

3 иона бария на 1 ион натрия. Тот же пример повторяют и с тем отличием, что взамен азотнокислого натрия применяют хлористый кальций в количестве, обеснечивающем соотношение 3 иона бария на 1 ион кальция.

468446

Т а б л и ц а 6

Таблица 7

Вода для проведения испытаний: деминерализовайная вода, содержащая стронций, радий, церий и цезий, 100 ч, на 1 млн

Значение коэффициента К для радия не было определено. 20

Смешанные сорбенты в виде сернокислого бария и сернистого марганца также имеют хорошую зернистую структуру,.однако сернистый марганец в этом случае лишь обеспечивает структуту сер- 25 нистого бария.

Другим сорбентом, применять который можно в соответствии с предлагаемым способом, является углекислый барий и ферроцианид меди. В отличие от смешан- 3О ного продукта, содержащего сернокислый барий, данная смешанная соль, базирующаяся на углекислом барии, все же остается мелким порошком, так что контактирование между смешанным продуктом и подлежащими 35 обработке сточными жидкостями должно осу ществляться в аппаратуре с применением единичных загрузок. Сорбент должен быть приготовлен, например, следующим образом. Смешивают 1 объем 1 р раствора 4р хлористого бария с 1 объемом 1 N раствора углекислого натрия и оставляют до натрия и 30 ч. на 1 млн.кальция, к которой добавляли серную кислоту до тех пор, пока не достигали рН 2. получения однородного осадка. Кроме того, 1 объем 1 JVl раствора ферроцианида калия добавляют к 2 объемам О,1 М,раствора сернокислой меди и также оставляют до получения однородного осадка. Затем оба осадка перемешивают каждый в отдельности, смешивают их и высушивают без предварительной промывки. Указанная методика обеспечивает получение смешанного сорбента, состоящего из 91% углекислого бария, имеющего молярное соотношение между Ва и СО 1:1 и 9% ферроцианида меди, и меюш его молярное соо тношение между Си и 7e(CN) также 1:1.

Значения коэффициента M для этого сорбента определены с применением той же воды для проведения испытаний, что и в случае, представленном в табл.6. Полученные результаты приведены в табл.7.

Значение рН было получено в приведенной среде (5 r сорбента смешивали с 1 л раствора в течение 15 мин, затем центрифугировали).

468446

10

Таблица8

Ионы, присутствующие в незначительных колиСтепень сорбции при различных концентрациях сульфата, 7

О,О25н.

О,1н, чествах в жидкости после регенерации

О,15н, О, 125 н.

О,О5н.

О,О1н, 99,0

36,5

98,5

97,0

94,2

96,4

97,2

11езий

99,5

94,1

99,5

97,0

99,5

97,4

99,2

97,7

99,5

98,0

99,3

97,3

94,7

96,8

98,0

Стронций

80,0

98,9 иберий

Радий

Кобальт

Рутений

Сурьма

99,3

97,2

97,6

97,6

93,4

97,1

93,1

95,3

95,1

97,0

97,9

97,2

97,1

97,9 97,8

97,8

Рутений, сурьма и кобальт также будут сорбироваться на данном сорбенте. В табл, 7 представлены превосходные результаты, получаемые в среде, характеризуемой наличием 0,1 н, раствора серной кислоты, Как уже установлено, не всегда бывает экономически выгодно обрабатывать большие объемы сточных вод в среде — О,1н. растворе серной кислоты. По этой же причине рекомендовано по предлагаемому способу обрабатывать радиоактивные сточные воды с помощью ионообменников и подвергать обработке на данном сорбенте жидкости, полученные после предварительной обра\ ботки радиоактивных сточных вод на ионообменниках.

B качестве сорбента эффективным является концентрированный солевой раствор, который должен иметься в наличии в связи с необходимостью дезактивации жидкости после регенерации ионообменников.

Следует отметить, что ионообменники уже предлагались неоднократно для дезактивации радиоактивных жидкостей. Однако до настоящего времени их применение не было оправдано практическими соображениями, так как возникали проблемы, связанные с дезактивацией жидкостей, полуРезультаты табл.8 показывают, что сорбция, в особенности стронция, является функцией концентрации сульфата. Концентрация 0,1 н. сернокислого натрия является ченных после регенерации ионообменников. Эти жидкости являются, фактически, сточными концентрированными солевыми растворами, содержащими радиоактивные ионы. С помощью смешанного сорбента, состоящего из углекислого бария и ферроцианида меди, сточные воды после регенерации ионообменников могут быть просто и эффективно обработаны без каких-либо дополнительных трудностей.

Сорбент применяют в сульфатной среде в том случае, если в составе сточных вод, подлежащих дезактивации, присутствует стронций. Было найдено, что концентрация сульфата оказывает влияние на сорбцию различных радиоактивных ионов. Влияние сульфата в различной концентрации в случае применения описанного сорбента в виде углекислого бария с ферроцианидом меди отражено в табл,8.

Вода, применяемая для испытаний, содержала хлористый натрий (2 М концентрации), хлористый кальций (0,05 М концентрации;) наряду с поддающимися определению незначительными количествами цезия, стронция, церия, радия, кобальта, рутения и сурьмы.

3 г сорбента добавляли к 1 л воды, применяемой для испытаний, и перемешивали

1 час перед фильтрованием. предпочтительной, так как более высокие концентрации должны приводить к повы щенному образованию сернокислого кальция.

Карбонаты обычно растворимы в кислой

468446

14 кальций (0,2 М концентрации) в дополнение к цезию, стронцию, церию, радию, кобальту, рутению и сурьме. Сернокислый натрий добавляли до тех пор, пока не

5 была достигнута концентрация 0,1н. Сорбент добавляли в количестве, равноценном содержанию 7 г на 1 л воды.

Таблица9.

Табл.9 свидетельствует о том, что рутений и сурьма сорбируются обоими компонентами, в то время как цезий сорби 3О руется главным образом ферроцианидом меди. С другой стороны, церий и радий сорбируются преимущественно углекислым барием. Соотношение в смешанном сорбенте должно быть рассмотрено особенно 35 тщательно для случая поглощения стропция и кобальта. Выло найдено, что для получе ния хорошей сорбции стронция, в составе сл ешандого сорбента должно присутствовать, по меньшей глере, 90% углекислого 40 барии. Что касается кобальта, то хорошие результаты дает та же пропорция, однако возможно повысить пропорциональные соотношения между компонентами до степени, обусловленной содержанием 85 4 45 углекислого бария и 15 /о ферроцианида меди. Однако, имея в виду радиологическую токсичность стронция, смешанный сорбент, содержащий, по меньшей мере, 90% углекислого бария, является пред- 50 почтительным для обеспечения сорбции максимального количества стронция.

Далее приводятся дополнительные примерыы сорб пии радиоактивных ионов, присутствующих в составе жидкостей после регенеl ации ионообменников, примененных д чя дезактивации радиоактивных сточных вод.

13 среде, так что отмечаются значения рН свыше 3,5,„хотя описанные выше опыты были проведены со смешанным сорбептом, содержащим 91% углекислого бария и

9/o ферроцианида меди. Вода, применяемая для испытания, содержала хлористый натрий (2 М концентрации) и хлористый

Сточную жидкость, содержащую следующие ионы металлов: бор - 2 ч. на

1 млн., марганец - 0,16 ч. на 1 млн., железо - 0,2 ч. на 1 млн., магний»

1,15 ч. на 1 млн., кремний - 2,55 ч. на

1 млн., кальций — 41 ч. на 1 млн., натрий — 112 ч. на 1 млн., стронций0,06 ч. на 1 млн. и калий - 6,4 ч. на 1 млн., в дополнение к следующим изотопам: церий - 144, рутений — 106, цезий - 137, цирконий - 95, ниобий-95, кобальт - 58; кобальт - 60, марганец54, стронций - 90, имеющую pll 3, пропускали через колонку, содержащую синтетическую ионообменную смолу в натриевой форл е (торговое наименование

"Лмберлайт 6Я - 120"). После пропускания 350 объемов сточной жидкости вода была дезактивирована в следующей степени, 7: стронций 90 - 99,7, рутений

106 — 95,6, цезий 137- 94,1, кобальт

58 — 100, кобальт 60 - 98,3, церий

144 — 100, цирконий 95 и ниобий 95100, марганец 54 — 100. Затем иолообменную смолу подвергали регенерации с применением 6 объемов 4 M раствора хлористого натрия. рН среды повышают до 3,5 и добавляют сернокйслый натрий до достижения конпентрации 0,1н. 10 и смешанного сорбента, содержащего 91 "Ъ углекислото бария и 97 ферроциалила

468446

° 40

15 меди, добавляли к 1,5 л сточной жидкости указанного состава, перемешивали 1 час и центрифугировали 10 мин. После обработки было найдено, что степень дезактивации составила, %: 95,1 для гаммаизлучателей, 98,7 — для бета-излучателей и 98,6 «для стронция 90.

Сточная жидкость другого состава содержала ионы следующих металлов: бор - 1 ч. на 1 млн„марганец - 0,09 ч. на 1 млн., железо - 1,3 ч. на 1 млн., магний — 0,9 ч. на 1 млн., кремний - 2ч. на 1 млн., алюминий - 1,95 ч. на 1 млн. кальций — 6 1,5 ч. на 1 млн., натрий38 ч. на 1 млн., стронций » 0,1 ч. на

1 млн. и калий — 6,5 ч. на 1 млн., в дополнение к следующим изотопам; церий - 144, рутений — 106, цезий - 137,. цирконий — 95, ниобий — 95, кобальт — 58, кобальт - 60, марганец - 54 и стронций90, пропускали через колонку, содержащую тот же ионообменник, что и в предыдущем примере. После пропускания 615 объемов сточной жидкости оказалось, что степень дезактивации воды составила, %: 94,8 для гамма-бета-излучателей и 97,8 - для стронция - 90. Ионнообменник затем подвергали регенерации с применением 12,5 объемов 2 М раствора хлористого натрия. рН жидкости, полученной после регенерации, был повышен до 6,5 путем добавления гидрата окиси натрия. Добавляли также сернокислый натрий до достижения ( концентрации 0,1н. 10 r смешанного сорбента, содержущего 91% углекислого бария и 9% ферроцианида меди, добавляли к 2 л сточной жидкости упомянутого состава, перемешивали 1 час и фильтровали

Затем воду проверяли на остаточную радиоактивность. Было найдено, что степень дезактивации составила, %: 97,7 для гамма-бета-излучателей и 90-99,8 - для стронция. Последний пример свидетельствует о том, что дезактивация в отношении стронция - 90 была более эффективной при рН 6,5.

Приведенные выше сорбенты могут быть также использованы для экстрагирования других радиоактивных ионов, которые

16 могут присутствовать в радиоактивных водах некоторых разновидностей. К числу таких ионов относятся уран, плутоний и йод. Опыты показали, что уран и плутоний

6. могут экстрагироваться с помощью смешанного сорбента, составленного из сернокислого бария и сульфида металла. С другой стороны, йод может осаждаться из сернисто меди и йодистой меди. В

10 этом случае сернистую медь следует осаждать при наличии избыточного количества ионов меди. Если йод присутствует в радиоактивных жидкостях, из которых следует также извлекать рутений, кобальт

16 и сурьму то сернисую медь надлежит з готовить сначала при наличии избытка ионов меди, а затем - при наличии избытка, сульфидных ионов. Оба сульфида меди, имеющих форму гранул, могут перемеши» р) ваться. Тогда они будут задерживать йод даряду с рутением, кобальтом и сурьмой.

Предлагаемый способ может найти применение во многих различных случаях.

В качестве примера укажем, что радий может извлекаться из растворов, характеризуемых высокой концентрацией натрия. Такие растворы имеют место среди сточных жидкостей, получающихся при операции разделения после получения актиния исходя из радия. Такие растворы имеют 6 М концентрацию натрия и содержат радий в количествах, заслуживающих извлечения. Для достижения этой цели готовят смешанный сорбент, содержащий 50% сернокислого бария, причем соотношение между Ва ивО 2/1, и

50% сернистого марганца, причем соотношение между марганцем и серой 1/1.

Плотный осадок, полученный в результате о фильтрования, высушивали прил 300 С затем измельчали до зерен, размер которых соответствовал требованиям применения в колоннах определенного размера.

Из растворов, имеющих повышенную концентрацию ионов натрия, было отделено свыше 99% ионов радия.

В табл.10 указаны предпочтительные активированные сорбенты для удаления радиоактивных ионов из жидкостей, загрязненных такими ионами.

468446

17

Таблица 10:

Составитель В,Тыминский корректоры: Е,Подуругинна

Редактор А Батыгин екред Н.Ханеева

g5f,в д 529 Поййиисно

Ц1111ИПИ Государственного комитета Совета М н р а Минист ов СССР по делам изобретений и открытий

Москва, 113035, Раушская наб., 4

Предприятие «Патент», Москва, Г-59, Бережковская и б., аб. 24

По предлагаемому способу могут сорбироваться также другие ионы, например уран, плутоний, йод, цирконий, ниобий и марганец. !

Предмет изобретения

1. Способ дезактивации радиоактивных жидкостей, зараженность которых не превышает активности 1 кюри на кубометр, от радиоактивных примесей путем пропускания жидкости через сорбент, содержащий соль бария, отличающийся тем, что, с целью повышения эффективности очистки, используют смешанный сорбент, содержащий по крайней мере .50% соли бария и ферроцианид меди, причем процесс: ведут в сульфатной среде, рН которой ! ,менее 8, 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в качестве соли бария используют сульфат бария с соотношением

2-3 иона бария на ион SO

3. Способ по1гл.1ц2, о т л и ч а юшийся тем, что в качестве соли бария используют ВаСО, причем рН сульфатной среды 5-8.