Закономірності сорбції іонів U(VI) з водних розчинів на неорганічних іонітах та окиснених вуглецевих сорбентах

Ключові слова: очищення, уран (VI), «блокові» води ЧАЕС, фосфат та фосфатосилікат титану, титаносилікат, окиснені вуглецеві сорбенти, сорбція.

Закутевский О.И. Закономерности сорбции ионов U(VI) из водных растворов на неорганических ионитах и окисленных углеродных сорбентах. - Рукопись.

Диссертация на соискание учёной степени кандидата химических наук по специальности 21.06.01 - экологическая безопасность. - Институт коллоидной химии и химии воды им. А.В. Думанского НАН Украины, Киев, 2008.

Диссертация посвящена решению экологической задачи -- очистке водных сред от ионов U(VI) с помощью сорбционных методов с использованием аморфных сферически гранулированных фосфатов и фосфатосиликатов титана, рентгеноаморфных титаносиликатов и окисленных углеродных сорбентов.

Установлено, что данные иониты имеют высокие сорбционные характеристики по отношению к ионам U(VI). Сорбция ионов U(VI) на аморфных сферически гранулированных фосфатах и фосфатосиликатах титана происходит по ионообменно-осадительному механизму, что способствует сверхэквивалентному поглощению урана. Показана двойственная роль фосфатных функциональных групп фосфатов и фосфатосиликатов титана в процессах извлечения ионов U(VI). Установлено, что титаносиликат в рентгеноаморфной форме превосходит по сорбционным свойствам по отношению к ионам U(VI) кристаллические аналоги. Сорбция ионов U(VI) на рентгеноаморфных титаносиликатах происходит или по ионообменному, или по ионообменно-осадительному механизмам, в зависимости от условий сорбции и свойств сорбента. Определено, что поглощение ионов U(VI) на окисленных углеродных сорбентах происходит исключительно по ионообменному механизму, поэтому их сорбционная емкость по ионам U(VI) не превышает их ионообменной ёмкости по ионам Na+.

Показано существование взаимосвязи между физико-химическими свойствами полученных сорбентов и их кинетическими и ёмкостными характеристиками в процессах извлечения U(VI). Отмечен положительный эффект от использования при синтезе в качестве исходного компонента раствора TiOSO4 вместо традиционного TiCl4 на сорбционные свойства фосфатосиликата титана и титаносиликата по отношению к ионам U(VI). Установлено, что сорбенты на основе Ti, P и Si сохраняют высокие сорбционные свойства при очистке «блочной» воды ЧАЭС. Показано, что использование в сорбционных технологиях очистки фосфата титана, модифицированного ферроцианидом железа, или рентгеноаморфного титаносиликата позволяет проводить комплексную очистку растворов за счёт одновременной сорбции ионов U(VI), Sr(II) и Cs(I).

Сравнительный анализ свойств исследованных сорбентов позволил предложить перспективные направления их практического применения. Аморфные сферически гранулированные фосфаты и фосфатосиликаты титана пригодны для поглощения ионов U(VI) в динамических и статических условиях, а также из больших по площади водохранилищ с применением «Capping»-метода. Рентгеноаморфные титаносиликаты следует использовать для очистки жидких радиоактивных отходов, технических и сточных вод в статических условиях в широком диапазоне рН. Окисленные углеродные сорбенты целесообразно применять в процессах глубокой очистки питьевой воды от микропримесей соединений U(VI).

Ключевые слова: очистка, уран (VI), «блочные» воды ЧАЭС, фосфат и фосфатосиликат титана, титаносиликат, окисленные углеродные сорбенты, сорбция.

Zakutevskyy O.I. Regularities of sorption of U(VI) ions from aqueous solutions on inorganic ionites and oxidized carbonic materials. - Manuscript.

Thesis for the degree of the candidate of chemical science on the speciality 21.06.01 - ecological safety. - A.V. Dumansky Institute of Colloid and Water Chemistry of the National Academy of Sciences of Ukraine, Kiev, 2008.

The dissertation is dedicated to resolving of environmental problem of purification of aqueous solution from U(VI) ions by sorption on amorphous spherically granulated phosphates and phosphatesilicates of titanium, amorphous titanosilicate and oxidized carbon ionites. It was shown that studied sorbents have high sorption characteristics towards U(VI) ions. Existence of interrelation between physical and chemical properties of the sorbents and their kinetic characteristics and capacity to U(VI) ions was established. On a basis of researches the conclusion about the mechanism of U(VI) sorption from aqueous solutions was proposed. It was found that sorbents on basis of Ti, P and Si have high sorption properties in the process of purification real solutions from U (VI) ions. It was shown that an application of titanium phosphate modified with ferrocyanide of iron or amorphous titanosilicate in sorption treatment technology allows to carry out a complex clearing of solutions by simultaneous removing of U(VI), Sr(II) and Cs(I) ions. The comparative analysis of properties of the investigated sorbents has allowed offering perspective directions of their practical application.

Keywords: purification, uranium (VI), “block” waters of CHNPP, phosphate and phosphatesilicate of titanium, titanosilicate, oxidized carbon sorbents, sorption.

Размещено на Allbest.ru