DE3942027A1 - Removing radioactive mineral from plant or animal material - by extn. with opt. aq. carboxylic acid or deriv. - Google Patents
Removing radioactive mineral from plant or animal material - by extn. with opt. aq. carboxylic acid or deriv.Info
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Abtrennung radioaktiver Mineralstoffe aus Materialien pflanzlicher oder tierischer Herkunft.The invention relates to a method for separation radioactive minerals from plant materials or animal origin.
Die geordnete Deponierung von Materialien pflanzlicher oder tierischer Herkunft, die mit radioaktiven Mineralstoffen kontaminiert sind, beispielsweise mit Salzen, die radioaktives Cäsium, Kalium, Strontium oder Kobalt enthalten, hat sich in Folge des in jüngster Zeit erheblich vermehrten Anfalls solcher Materialien zu einem großen Problem entwickelt. Ein weithin bekanntes entsprechend problematisches Material ist beispielsweise das in vielen Gegenden Europas nach dem Unglück von Tschernobyl erzeugte, mit radioaktiven Mineralstoffen kontaminierte Molkenpulver. Problematisch ist, daß die Radioaktivität erst nach Jahrzehnten abklingt, daß die Materialien daher nicht verwendbar sind, andererseits für die unmittelbare Deponierung ein viel zu großes Volumen besitzen.The orderly deposition of materials of vegetable or animal origin associated with radioactive Minerals are contaminated, for example with Salts containing radioactive cesium, potassium, or strontium Containing cobalt has been a consequence of this in recent times significantly increased seizure of such materials to one big problem developed. A well known one accordingly problematic material is for example in many areas of Europe after the Chernobyl disaster generated, contaminated with radioactive minerals Whey powder. The problem is that radioactivity it only decays after decades that the materials therefore are not usable, on the other hand for the immediate Landfill have a volume that is much too large.
Es ist zwar bekannt, zur Abtrennung radioaktiver Mineralstoffe aus wasserlöslichem Material, beispielsweise aus dem bereits erwähnten Milch- oder Molkenpulver, dieses in Wasser zu lösen und die wäßrige Lösung über einen Ionenaustauscher zu leiten. Die Mineralstoffe, auch die radioaktiven Mineralstoffe, werden zunächst vom Ionenaustauscher gebunden. Durch geeignete Behandlung des Ionenaustauschers kann man die Mineralstoffe isolieren und nach entsprechender Konditionierung (Konzentrieren oder Trocknen, Einbetonieren, Einschmelzen in Glas usw.) deponieren.Although it is known to separate radioactive Minerals from water-soluble material, for example from the milk or whey powder already mentioned, this dissolve in water and the aqueous solution over a To conduct ion exchangers. The minerals, also the radioactive minerals are initially from the ion exchanger bound. By suitable treatment of the ion exchanger you can isolate the minerals and after appropriate conditioning (concentration or drying, Pour in concrete, melt in glass, etc.).
Dieses Verfahren ist jedoch einerseits sehr energieaufwendig, da in wäßriger Lösung gearbeitet wird, und auch sehr umständlich.On the one hand, this process is very energy-intensive, since working in aqueous solution, and also very inconvenient.
Aufgabe der Erfindung war es, ein einfaches, energiesparendes Verfahren zur Abtrennung von radioaktiven Mineralstoffen aus Materialien pflanzlicher oder tierischer Herkunft anzugeben. Diese Aufgabe wird durch das erfindungsgemäße Verfahren gelöst.The object of the invention was to provide a simple, energy-saving Process for the separation of radioactive minerals from materials of vegetable or animal Indicate origin. This object is achieved by the invention Procedure solved.
Das erfindungsgemäße Verfahren zur Abtrennung radioaktiver Mineralstoffe aus Materialien pflanzlicher oder tierischer Herkunft ist dadurch gekennzeichnet, daß man getrocknete Materialien einsetzt und mit einem Extraktionsmittel behandelt, welches Carbonsäuren und/oder Carbonsäurederivate in einer Menge von etwa 40 bis 100 Gew.-% und Wasser in einer Menge von 0 bis etwa 60 Gew.-% enthält, wobei sich ein an radioaktiven Mineralstoffen angereicherter Extrakt und ein an radioaktiven Mineralstoffen abgereicherter Rückstand bildet, Extrakt und Rückstand trennt und gewünschtenfalls vom Lösungsmittel befreit, trocknet und/oder weiterverarbeitet.The method according to the invention for the separation of radioactive Minerals from materials of vegetable or animal origin is characterized in that one uses dried materials and with an extractant treated, which carboxylic acids and / or carboxylic acid derivatives in an amount of about 40 to 100% by weight and contains water in an amount from 0 to about 60% by weight, where a radioactive mineral enriched Extract and one of radioactive minerals depleted residue forms, extract and residue separates and, if desired, frees the solvent, dries and / or processed.
Unter "trocken" werden im erfindungsgemäßen Verfahren Materialien verstanden, deren (nicht als Kristallwasser gebundener) Wassergehalt zwischen 0 und etwa 20 Gew.-% beträgt.Under "dry" in the process according to the invention Understood materials whose (not as crystal water bound) water content is between 0 and about 20% by weight.
Bevorzugt setzt man Extraktionsmittel ein, deren Wassergehalt zwischen 0 und etwa 15 Gew.-% beträgt.It is preferred to use extractants whose Water content is between 0 and about 15 wt .-%.
Als Carbonsäuren verwendet man gegebenenfalls durch Halogen, Hydroxy- oder Oxogruppen substituierte Carbonsäuren oder Carbonsäurederivate wie Niedrigalkylester oder Anhydride. The carboxylic acids used are, if appropriate, Halogen, hydroxy or oxo groups substituted carboxylic acids or carboxylic acid derivatives such as lower alkyl esters or Anhydrides.
Besonders geeignet sind Carbonsäuren mit 2 bis 6 Kohlenstoff-Atomen, insbesondere Essigsäure, Mono- und dihalogenierte Essigsäure, Propionsäure und Glykolsäure. Sofern man den Rückstand noch im Lebensmittelbereich verwenden will, setzt man zweckmäßigerweise gesundheitlich unbedenkliche Säuren oder Säurederivate ein. Hervorragend geeignet ist Essigsäure, insbesondere wasserfreie Essigsäure.Carboxylic acids with 2 to 6 are particularly suitable Carbon atoms, especially acetic acid, mono- and dihalogenated Acetic acid, propionic acid and glycolic acid. Provided you can still use the residue in the food sector if you want, you are expecting health harmless acids or acid derivatives. Outstanding acetic acid is suitable, in particular anhydrous acetic acid.
Die Extraktion kann in üblichen Extraktionsvorrichtungen kontinuierlich oder satzweise durchgeführt werden. Die Temperatur kann in einem weiten Bereich schwanken, z. B. zwischen etwa 10 und 95°C. Bevorzugt wird sie zwischen etwa 10 und etwa 50°C, besonders bevorzugt bei Umgebungstemperatur durchgeführt.The extraction can be carried out in conventional extraction devices be carried out continuously or batchwise. The temperature can fluctuate over a wide range, e.g. B. between about 10 and 95 ° C. It is preferred between about 10 and about 50 ° C, particularly preferably at Ambient temperature.
Im flüssigen Extrakt reichern sich Mineralstoffe, auch die radioaktiven Mineralstoffe, wie Cäsium-, Kalium-, Strontium- oder Kobaltsalze an, während der verbleibende Rückstand an Mineralstoffen abgereichert ist. Die Trennung von Extrakt und Rückstand erfolgt in bekannter Weise, beispielsweise durch Filtrieren, Zentrifugieren oder Dekantieren.Minerals accumulate in the liquid extract, also the radioactive minerals, such as cesium, potassium, Strontium or cobalt salts while the remaining Mineral residue is depleted. The separation extract and residue are carried out in a known manner, for example by filtering, centrifuging or decanting.
Der abgetrennte, nicht lösliche Rückstand ist an radioaktiven Mineralstoffen abgereichert. Gewünschtenfalls kann das erfindungsgemäße Verfahren auch wiederholt angewendet werden, bis ein gewünscht niedriger Gehalt an radioaktiven Mineralstoffen vorliegt und der Rückstand, gewünschtenfalls nach Entfernen des Lösungsmittels und Trocknen und/oder weiterem Fraktionieren, als Lebens- oder Futtermittel verwendet werden kann.The separated, insoluble residue is on depleted of radioactive minerals. If desired the method according to the invention can also be used repeatedly until a desired low level of radioactive minerals and the residue, if desired after removing the solvent and Drying and / or further fractionation, as life or Feed can be used.
Der Extrakt, der die radioaktiven Mineralstoffe angereichert enthält, kann vom Lösungsmittel befreit, getrocknet und deponiert werden. Gewünschtenfalls kann der Extrakt auch weiterfraktioniert werden. Man kann den extraktionsmittelhaltigen Extrakt beispielsweise einengen, wobei ein Teil der Mineralstoffe, u. a. radioaktives Cäsium, ausfällt. Eine weitere Möglichkeit liegt darin, den Extrakt vom Extraktionsmittel zu befreien, ihn in Wasser aufzunehmen und bestimmte Metallionen mit selektiven Fällmitteln abzutrennen.The extract that enriches the radioactive minerals contains, can be freed from the solvent, dried and be deposited. If desired, the extract can also be further fractionated. You can use the extractant Concentrate extract, for example some of the minerals, u. a. radioactive cesium, fails. Another option is to use the extract to get rid of the extractant in water absorb certain metal ions with selective precipitants cut off.
Das bei der Trocknung gewonnene Extraktionsmittel kann, gegebenenfalls nach Reinigungsoperationen wie Destillation oder Filtration, in das erfindungsgemäße Verfahren rückgeführt werden. Das erfindungsgemäße Verfahren kann also als geschlossenes System betrieben werden.The extractant obtained during drying can, if necessary after cleaning operations such as distillation or filtration, in the process according to the invention be returned. The method according to the invention can therefore be operated as a closed system.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich zur Abtrennung radioaktiver Mineralstoffe aus einer Vielzahl von getrockneten Materialien, insbesondere Lebens- und Futtermitteln pflanzlicher oder tierischer Herkunft. Beispielsweise kann man es zur Abtrennung radioaktiver Mineralstoffe aus getrockneter Fruchtpulpe, Fruchtsaftpulvern und getrockneten Stärkelösungen oder zuckerhaltigen Lösungen anwenden. Sehr gut geeignet ist es beispielsweise zur Abtrennung von radioaktiven Mineralstoffen aus getrockneter Milch oder getrockneten Milcherzeugnissen, beispielsweise Milchpulver, Molkenpulver, Molkeerzeugnisse, Permeatpulver der Ultrafiltration von Milch oder Molke und aus dem bei der Trocknung der Mutterlauge aus der Lactosekristallisation entstehenden Pulver.The method according to the invention is suitable for separation radioactive minerals from a variety of dried materials, especially food and Feed of plant or animal origin. For example you can use it to separate radioactive minerals from dried fruit pulp, fruit juice powder and dried starch solutions or sugar-containing solutions apply. It is very suitable, for example for the separation of radioactive minerals from dried Milk or dried milk products, for example Milk powder, whey powder, whey products, Permeate powder for ultrafiltration of milk or whey and from the drying of the mother liquor from the lactose crystallization emerging powder.
Besonders vorteilhaft ist die technisch einfache Durchführbarkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens. Weiterhin kann es energiesparend und mit geringem Wasserbedarf durchgeführt werden. Das Verfahren kann im geschlossenen System durchgeführt und das Extraktionsmittel im Kreislauf geführt werden. Die Belastung der Umwelt und des Abwassers ist entsprechend gering. The technically simple is particularly advantageous Feasibility of the method according to the invention. Farther it can save energy and use little water be performed. The process can be closed System carried out and the extractant in the circuit be performed. Pollution of the environment and wastewater is accordingly low.
Das folgende Beispiel soll die Erfindung weiter erläutern, ohne ihren Umfang einzuschränken. Durchgeführt wurde das Beispiel aus Sicherheitsgründen mit nicht radioaktivem Cäsium. In chemischer Hinsicht unterscheiden sich die radioaktiven Isotope des Cäsiums, besonders ¹³⁷Cs, vom natürlich vorkommenden nichtradioaktiven Isotop ¹³³Cs jedoch nicht. Für den Fachmann ist es deshalb selbstverständlich, daß die bei der Abtrennung von ¹³³Cs gewonnenen Ergebnisse ohne weiteres auf die Abtrennung von ¹³⁷Cs übertragen werden können.The following example is intended to explain the invention further, without restricting its scope. Carried out For safety reasons, the example was made with non-radioactive Cesium. They differ chemically the radioactive isotopes of cesium, especially ¹³⁷Cs, from naturally occurring non-radioactive isotope 13 Cs, however Not. It is therefore self-evident for the expert that those obtained in the separation of 13 Cs Results readily on the separation of ¹³ .Cs can be transferred.
Verwendet wurde eine Permeatlösung der Ultrafiltration von Süßmolke. Diese Permeatlösung enthielt Cäsiumchlorid in einer Menge von etwa 9,2 ppm Cäsium, bezogen auf die Trockenmasse. Die Permeatlösung wurde sprühgetrocknet, und 150 g des hierbei erhaltenen Permeatpulvers wurden viermal mit insgesamt 850 ml wasserfreier Essigsäure (Eisessig) extrahiert. Der bei der Extraktion übrigbleibende, in Essigsäure unlösliche Rückstand wurde getrocknet. Im getrockneten Rückstand war das Cäsium nur noch in einer Menge von 0,7 ppm enthalten.A permeate solution from ultrafiltration was used from sweet whey. This permeate solution contained cesium chloride in an amount of about 9.2 ppm cesium on the dry matter. The permeate solution was spray dried and 150 g of the permeate powder thus obtained were four times with a total of 850 ml of anhydrous acetic acid (Glacial acetic acid) extracted. The one that remains during the extraction, residue insoluble in acetic acid was dried. The cesium was only in the dried residue still contained in an amount of 0.7 ppm.
Die flüssigen Phasen wurden vereinigt und das Extraktionsmittel durch Destillation entfernt. Im nunmehr extraktionsmittelfreien Extrakt war das Cäsium auf 68,2 ppm angereichert.The liquid phases were combined and the extractant removed by distillation. Im now extractant-free The cesium extract was enriched to 68.2 ppm.
Das Beispiel zeigt, wie sich aus Cäsium enthaltenden Permeatpulver nach dem erfindungsgemäßen Verfahren in technisch einfacher Weise das Cäsium abtrennen und anreichern läßt. Dieses Beispiel läßt sich natürlich ohne weiteres auf die Abtrennung von radioaktivem Cäsium als auch auf andere Kationen und Anionen übertragen.The example shows how cesium containing Permeate powder according to the inventive method in technically simple way to separate and enrich the cesium leaves. This example can of course be done without further on the separation of radioactive cesium than also transferred to other cations and anions.
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1989
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |