Способ получения сорбента, селективного к цезию

 

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 з. п. ф-лы, 2 табл. (Л С показала, что коэффициент распределения Ка по цезию 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 употреблений в качестве пищевой добавки в корм животным. Использование сорбента вызвало существенное снижение содержания радиоцезия в продуктах животноводства (молоко, мясо, шерсть), полученных на загрязненных территориях. xi х4 со со Јь ы

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУБЛИК (19) (11) (51)5 В 01 J 20/16

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ПАТЕНТУ (21) 5004112/26 (22) 16,07,91 (46) 07.11,92. Бюл. М 41 (75) В. В. Стрелко, А. И. Бортун, С, A. Хайнаков и С. В. Клибус (73) С. А, Хайнаков (56) В, С. Комаров и др. Синтез и свойства сорбентов для извлечения из водных растворов долгоживущих радиоизотопов цезия и стронция. Тез, доки. ХП1 Всес. семинар. "Химия и технология неорганических сорбентов". Минск, 1991, с. 33.

M. Il. Ремез и др, Применение сорбентов на основе ферроцианида железа для дезактивации сельскохозяйственной продукции. Тез. докл. XI I I Всес. семинар "Химия и технология неорганических сорбентов".

Минск, 1991, с, 56.

Н. Д. Бетенеков и др. Применение тонкослойных неорганических сорбентов íà oc" нове клиноптилолита для очистки слабоактивных вод от долгоживущих радионуклидов. Теэ, докл. ХИ! 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 (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СОРБЕНТА,СЕЛЕКТИВНОГО К ЦЕЗИЮ (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 з. 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 сравнитег ьно низкая химическая стабильность сарбентов при рН 6,5 — 1,0, 4Та обусловливает их разрушение в среде кишечника животных, с выделением феррацианид-ионов и рздиоцеэия, Кроме того, укаэанные способы предполагают Образование больших объемов сточных вад, содержащих ферроцизнид-ионы и ионы тяжелых металлов в коли- ествах„превышающих ПДК, что предполагает необходимость их утилизации и очистки.

Наиболее близким по технической сущности v. д оoс.тTигаемому результату является способ получения тонкослойного неорганического сорбентз для очистки слабоактивных вад От долгоживущих радионуклидов путем обработки клинаптилолита минеральной кислотой (серной, соляной), с последующим нанесением тонкОГО слоя феррацизнидз железа-калия или цинка-калия, Применение модифицированных вышеуказанным способом образцов позволяет получать высокие коэффициенты очистки (> 10з) радиоактивно-загрязненных вод.

Недас1атком способа является низкая химическая стабильность модифицированных сарбен4ов при рН >7, чта препятствует их использованию в качестве кормовых добавок {рззоушение в кишечнике).

Целью изобретения является разработка способа получения сорбента селективного к цези.о, который обладает высокой избирательностью к цезию и одновременно повышенной химической устойчивостью, в том числе и в щелочных средах, ч fo позволит повысить эффективность его использования Б качестве добавок В хор<4 животным, Поставленная цель достигается путем обработки природной Глины паслеДавательноортофасфарнай кислотой в количестве 0,005-0Я5 ммоль на 1 r глины, затем ферроцианидом калия из расчета 0,02-0,4 ммоль на 1 г гл".ны и затем солью переходного металла, например меди, никеля или цинка, в количестве эквивалентном количеству феррацианида калия. После этого полученный сорбент сушат при температуре не выше 150 С.

Преимущество использования ортофосфорнай кислоты для обработки глины, по сравнению с другими минеральными кислотами (серная, соляная), заключается, во первых; в практически полном фиксировании на модифицируемой поверхности ферроцианид-ионов, а Во-вторых: в резком увеличении химической устойчивости слоя феррацианида Q, -металла и, как следствие

45 в 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 соабционного 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.

Пример 1, К 100 г тонкоизмельченного палыгорскита, помешенного в стеклянный реактор емкостью t л и снабженный мешалкой, прибавляют 150 мл 0,0075 M раствора

НзРО (0,011 ммоль на 1 r глины). Полученную суспенэию перемешивают в течение 30 мин, затем прибавляют 50 мл 0,2 M раствора ферроцианида калия {0,1 ммоль на 1 r глины) и перемешивают 1 ч, На следующем этапе прибавляют 25 мл 0,8 M раствора сульфата меди {0,2 ммоль на 1 r 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 150ОС, Результаты испытаний сорбционных свойств и гидролитической стабильности модифицированного палыгорскита приведены в табл, 1.

Пример 2. Все операции аналогичны приведенным в примере 1. Количества и соотношение реагентов приведены в табл, 1, где также приведены данные о химической устойчивости модифицированных сарбен1 тов 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-4000(рН=5) Кст=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 r 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, отличающийся 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 фер5 роцианида переходного металла ведут путем последовательной обработки раствором соли ферроцианида калия и соли переходного металла.

2. Способ по и. 1, отличающийся

10 тем, что обработку раствором ортофосфорной кислоты осуществляют из расчета

0,005 — 0.05 ммоль кислоты на 1 г глины.

З.Способпопп,1и2,отл ича юшийся 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 юшийся тем, что в качестве соли переходного металла используют водорастворимые соли меди, никеля или цинка, в количестве, 20 эквивалентном количеству ферроцианида калия.

5. Способ пои. 1, отл и ч а ю щи и с я тем, что сушку ведут при температуре не выше 150 С.