Способ получения сорбента, селективного к цезию

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИРЕСПУБЛИК ТТ 48)5 ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ Н(56) В, С. Комаров и др. Синтез и свойства сорбентов для извлечения из водных растворов долгоживущих радиоизотопов цезия и стронция. Тез, доки. Х Всес, семинар. "Химия и технология неорганических сорбентов". Минск, 1991, с. 33.М. П. Ремез и др, Применение сорбентов на основе ферроцианида железа для дезактивации сельскохозяйственной продукции. Тез. докл. ХВсес. семинар "Химия и технология неорганических сорбентов", Минск, 1991, с, 56.Н. Д. Бетенеков и др. Применение тонкослойных неорганических сорбентов на основе клиноптилолита для очистки слабоактивных вод от долгоживущих радионуклидов. Теэ, докл. Х Всес. семинар "Химия и технология неорганических сорбентов" Минск, 1991, с, 9. Предлагаемый способ относится к способам получения сорбентов, селективных к цезию, которые могут быть использованы для очистки продуктов животноводства, получаемых на территориях загрязненных радиоцезием, в том числе в качестве кормовых добавок.Известен способ получения сорбентов для извлечения из водных растворов долгоживущих изотопов цезия и стронция. Укаэанные сорбенты получают модифицированием алюмосиликатных материалов ферроцианидами металлов. Сорбция иэ минерализованных растворов(57) Использование: очистка загрязненных радиоцезием продуктов животноводства, Сущность изобретения: способ получения сорбента, селективного к цезию, путем обработки природной глины последовательно ортофосфорной кислотой в количестве 0,005-0,05 ммоль на 1 г глины, затем ферроцианидом калия из расчета 0,02 - 0,4 ммоль на 1 г глины и затем солью переходного металла, например меди, никеля или цинка, в количестве, эквивалентном количеству ферроцианида калия. После этого полученный сорбент сушат при температуре не выше 150 С. 4 3. и, ф-лы, 2 табл. показала, что коэффициент распределения Ка по цеэию в пересчете на активную фазу достигают 4 10 мл/г,Известна технология получения сорбентов для дезактивации сельскохозяйственной продукции на основе ферроцианида железа, осажденного на поверхности древесных опилок. Сорбент предназначен для употребления в качестве пищевой добавки в корм животным. Использование сорбента вызвало существенное снижение содержания радиоцезия в продуктах животноводства (молоко, мясо, шерсть), полученных на загрязненных территориях.Недостатками указанных способов является сравнительно низкая химическая стабильность сорбентов при рН 6,5 - 7,0, что обусловливает их разрушение в среде кишечника животных, с выделением ферроцианид-ионов и радиоцеэия, Кроме того, укаэанные способы предполагают образование больших объемов сточных вод, содержащих ферроцианид-ионы и ионы тяжелых металлов в количествахп ревышающих ПДК, что предполагает необходимость их утилизации и очистки.Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату является способ получения тонкослойного неорганического сорбента для очистки слабоактивных вод ат долгоживущих радионуклидов путем обработки клиноптилолита минеральной кислотой (серной, соляной), с последующим нанесением тонкого слОя ферроцианида железа-калия или цинка-калия, Применение модифицированных вышеуказанным способом образцов позволяет получать высокие коэффициенты очистки ( 10 з) радиоактивно-загрязненных вод.Недос 1 атком способа является низкая химическая стабильность модифицированных сорбен 4 ов при рН 7, что препятствует их использованию в качестве кормовых добавок (разрушение в кишечнике).Целью изобретения является разработка способа получения сорбента сепективного к цезию, который обладает высокой избирательностью к цезию и одновременно повышенной химической устойчивостью, в том числе и в щелочных средах, ч го позволит повысить эффективность его использования в качестве добавок в коом живоя ным,Поставленная цель достигается путем обработки природной глины последовательноортофосфорной кислотой в количестве 0,005-0 Я 5 ммоль на 1 г глины, затем ферроцианидом калия из расчета 0,02-0,4 ммоль на 1 г глины и за 1 ем солью пеоеходного металла, например меди, никеля или цинка, в количестве эквивалентном количеству ферроцианидэ калия, После этого полученный сорбент сушат при температуре невыше 150 С.Преимущество использования ортофосфорной кислоты для обработки глины, по сравнению с другими минеральными кислотами (серная, соляная), заключается, во первых; в практически полном фиксировании на модифицируемой повеохности ферроцианид-ионов, а ВО-вторых: В резком увеличении химической устойчивости слоя фйрроцианида -металла и, как следстВие 10 15 20 25 30 35 40 45в этого, способности сорбента эффективно функционировать в слабощелочных средах,Нанесение ферроцианида переходного металла путем последовагельной обработки глины солью ферроцианида калия, а затем солью а-металла, в отличие от общепринятого способа, сначала соль переходного металла, а затем ферроцианида калия,обеспечивает повышение химической стабильности модифицирующего слоя и уменьшает содержание токсичных элементов в сточных водах. Сушка модифицированной глины при температуре, не превышающей 150 С,обусловлена пределом термической устойчивости модифицирующих добавок,Соотношения и количества модифицирующих реагентов подобраны экспериментально, причем их количества существенно ниже, чем в известных способах, что, с одной стороны, обеспечивает минимальное содержание примесей в сточных водах, а с другой - позволяет достичь максимального сообционного эффекта как в кислых, так и щелочных средах.Предложенная технология позволяет получать селективные сорбенты, которые можно использовать для снижения содержания радионуклидов цезия в сельскохозяйственных продуктах, полученных на загрязненных территориях, Предложенный способ является экологически безопасным.П р и м е р 1, К 100 г тонкоизмельченного палыгорскита, помешенного в стеклянный реактор емкостью 1 л и снабженный мешалкой, прибавляют 150 мл 0,0075 М раствора НзР 04 (0,011 ммоль на 1 г глины), Полученную суспенэию перемешивают в течение 30 мин, затем прибавляют 50 мл 0,2 М раствора ферроцианида калия (0,1 ммоль на 1 г глины) и перемешивают 1 ч, На следующем этапе прибавляют 25 мл 0,8 М раствора сульфата меди (0,2 ммоль на 1 г глины), перемешивают реакционную массу в течение 30 мин и оставляют в маточном растворе на 12 ч, Модифици рова нный пал ы горс кит отфильтровывают, на фильтре промывают 100 мл воды и сушат на воздухе при температуре не выше 150 С,Результаты испытаний сорбционныхсвойств и гидролитической стабильностимодифицированного палыгорскита приведены в табл, 1.П р и м е р 2. Все операции аналогичныприведенным в примере 1. Количества и соотношение реагентов приведены в табл, 1,где также приведены данные о химическойустойчивости модифицированных сорбен 1тов и их селективности,1774884 Таблица 1 Таблица 2 Сорбцию и гидролиз определяют из раствора Рингера с исходной активностью 3 10 Ки/л при Т:Ж=1:100.Испытания сорбента, синтезированного по способу-прототипу, в аналогичных условиях показали следующие результаты: Ка(рН=5) Ксг 250(рН 9,5); гидролиз 0,3 ммоль/г при рН 9,5.Результаты испытания модифицированных природных сорбентов в качестве кормовых добавок при вскармливании коров на территориях Украины загрязненных радиоцезием; по 30 г сорбента на корову в течение 10 дн, приведенные в табл, 2, свидетельствует о перспективности их использования для получения чистой продукции животноводства.Формула изобретения 1, Способ получения сорбента, селективного к цезию, включающий обработку носителя раствором кислоты, нанесение ферроцианида переходного металла и сушку, о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения области рН его функционирования и повышения эффективности действия, в качестве носителя используют природные глины, в качестве кислоты берут ортофосфорную кислоту, а нанесение фер роцианида переходного металла ведут путем последовательной обработки раствором соли ферроцианида калия и соли переходного металла.2, Способ по и, 1, о т л и ч а ю щ и й с я 10 тем, что обработку раствором ортофосфорной кислоты осуществляют из расчета 0,005 - 0,05 ммоль кислоты на 1 г глины,3, Способ по пп, 1 и 2, о т л и ч а ющ и й с я тем, что ферроцианид калия берут 15 из расчета 0,02 - 0,4 ммоль на 1 г глины,4. Способ по пп. 1 и 3, о т л и ч а ющ и й с я тем, что в качестве соли переходного металла используют водорастворимые соли меди, никеля или цинка, в количестве, 20 эквивалентном количеству ферроцианидакалия.5, Способ поп, 1,отл ича ю щи йс ятем, что сушку ведут при температуре не выше 150 С.25