Сорбционное разделение смеси катионов ниобий–цирконий

Обложка

Цитировать

Полный текст

Открытый доступ Открытый доступ
Доступ закрыт Доступ предоставлен
Доступ закрыт Доступ платный или только для подписчиков

Аннотация

В работе впервые показана возможность использования сорбционных технологий для разделения смеси радиоактивных катионов ниобия и циркония, входящих в состав отходов, образующихся в ядерном топливном цикле. Разделение этих элементов позволит значительно снизить затраты на захоронение отходов, а также даст возможность повторного использования ионов циркония. В работе детально исследован процесс разделения ионов с использованием анионообменника АВ-17-8, подобраны условия для более эффективного проведения процесса в динамических условиях и предложен его механизм.

Полный текст

Доступ закрыт

Об авторах

В. В. Самонина

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Автор, ответственный за переписку.
Email: samonin@lti-gti.ru
Россия, Санкт-Петербург

Ю. С. Федоров

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: samonin@lti-gti.ru
Россия, Санкт-Петербург

В. Ю. Морозова

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет)

Email: samonin@lti-gti.ru
Россия, Санкт-Петербург

М. Е. Сикоева

Санкт-Петербургский государственный технологический институт (технический университет); Санкт-Петербургский государственный университет

Email: samonin@lti-gti.ru
Россия, Санкт-Петербург; Санкт-Петербург

Список литературы

  1. Anttila M., Posiva Oy. Radioactive characteristics of the spent fuel of the Finnish nuclear power plants. Helsinki.: ИЗДАТЕЛЬСТВО, 2005. 2005.
  2. Критерии классификации удаляемых радиоактивных отходов (утв. постановлением Правительств а РФ от 19 октября 2012 г. № 1069). С изменениями и дополнениями от: 4 февраля 2015 г.
  3. Троянов В. АЭС-2006 // Журнал Росэнергоатом. 2008. № 5. С. 18.
  4. Троянов В., Лавренюк П., Молчанов В. Ядерное топливо. Современное состояние и проблемы // Журнал Росэнергоатом. 2008. № 5. С. 22.
  5. E.D. Collins, G.D. DelCul, B.B. Spencer, R.R. Brunson, J.A. Johnson, D.S. Terekhov, N.V. Emmanuel. Process Development Studies for Zirconium Recovery/Recycle from Used Nuclear Fuel Cladding // Procedia Chemistry. 2012. V. 7. № 2. P. 72. https://doi.org/10.1016/j.proche.2012.10.013
  6. Травников С.С., Трофимов Т.И., Винокуров С.Е. и др. Способ отверждения жидких высокоактивных отходов. Пат. 2522274 РФ. 2014.
  7. Николаев А.И., Майоров В.Г. Новые подходы в технологии экстракции ниобия и тантала. // Доклады академии наук. 2007. Т. 415. № 1. С. 67.
  8. Гринвуд Н., Эрншо А. Химия элементов. Т. 2. М.: Лаборатория знаний, 2021.
  9. Спиридонова Е.А., Самонин В.В., Подвязников М.Л., Морозова В.Ю. Получение и исследование модифицированного фуллеренами химического поглотителя аммиака на основе активного угля // Журнал прикладной химии. 2020. Т. 93. № 5. С. 683.
  10. Самонин В.В., Никонова В.Ю., Подвязников М.Л. Селективность модифицированных фуллеренами активных углей по отношению к смесям катионов цветных металлов в водных растворах // Журнал физической химии. 2008. Т. 82. № 8. С. 1547.
  11. Нестеров Ю.В. Иониты и ионообмен. Сорбционная технология при добыче урана и других металлов методов подземного выщелачивания. М.: Атомредметзолото, 2007.
  12. Хенце М., Армоэс П., Ля-Кур-Янсен Й., Арван Э. Очистка сточных вод. М. : Мир, 2006.
  13. Николаева Л.А. Водоподготовка на тепловых электростанциях. Ионообменные технологии. / Учебное пособие / Челябинск: ЧФ ПЭИпк, 2013.
  14. Нестеров Ю.В. Иониты и ионообмен. Москва: Внешторгиздат, 2007.
  15. Шишкина Н.Д., Тагиров Б.Р., Бычкова Я.В., Волченкова В.А. Гидролиз и комплексообразование Zr и Hf в водных растворах HClO4, HCl и NaOH в равновесии с бадделеитом (Zr, Hf)O2 (кр.) при 250 ºС // Журнал физической химии. 2018. Т. 92. № 11. С. 1710.
  16. C. Peiffert, C. Nguyen-Trung, D.A. Palmer, J.P. Laval, E. Giffaut Solubility of B-Nb2O5 and the Hydrolysis of Niobium(V) in Aqueous Solution as a Function of Temperature and Ionic Strength // J. Solution Chem. 2010. V. 39. P. 197.
  17. A. Ultarakova, Z. Karshyga, N. Lokhova, A. Yessengaziyev, K. Kassymzhanov, A. Mukangaliyeva Studies of Niobium Sorption from Chloride Solutions with the Use of Anion-Exchange Resins // Processes 2023. V. 11. N 4. Paper 1288. https://doi.org/10.3390/pr11041288.

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать
2. Рис. 1. Механизм катионного обмена на катионите КУ-2-8.

Скачать (81KB)
Метаданные
3. Рис. 2. Структурная формула анионита АВ-17-8 в Cl– форме.

Скачать (78KB)
Метаданные
4. Рис. 3. Изотермы сорбции ионов циркония Zr4+ из индивидуальных растворов на КУ-2-8. 1 – эксперимент; 2 – расчет по уравнению (3).

Скачать (105KB)
Метаданные
5. Рис. 4. Изотерма сорбции катионов ниобия Nb5+ из индивидуальных растворов на катионите КУ-2-8 и анионите АВ-17-8. 1 – АВ-17-8 эксперимент; 2 – расчет по уравнению (5); 3 – КУ-2-8 эксперимент; 4 – расчет по уравнению (7).

Скачать (92KB)
Метаданные
6. Рис. 5. Выходные кривые сорбции ионов на анионите АВ-17-8, при концентрации соляной кислоты 0.1 н: 1 – ниобия; 2 – циркония.

Скачать (92KB)
Метаданные
7. Рис. 6. Выходные кривые сорбции ионов на анионите АВ-17-8 из 0.5 н раствора соляной кислоты: 1 – ниобия; 2 – циркония.

Скачать (90KB)
Метаданные
8. Рис. 7. Выходные кривые сорбции ионов на анионите АВ-17-8 из 1.0 н раствора соляной кислоты: 1 – ниобия; 2 – циркония.

Скачать (96KB)
Метаданные

© Российская академия наук, 2025