[go: up one dir, main page]

RU2497213C1 - METHOD TO EXTRACT RADIONUCLIDE 60Co FROM LIQUID RADIOACTIVE WASTES OF NPP - Google Patents

METHOD TO EXTRACT RADIONUCLIDE 60Co FROM LIQUID RADIOACTIVE WASTES OF NPP Download PDF

Info

Publication number
RU2497213C1
RU2497213C1 RU2012116588/07A RU2012116588A RU2497213C1 RU 2497213 C1 RU2497213 C1 RU 2497213C1 RU 2012116588/07 A RU2012116588/07 A RU 2012116588/07A RU 2012116588 A RU2012116588 A RU 2012116588A RU 2497213 C1 RU2497213 C1 RU 2497213C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
npp
radionuclide
cations
iii
lrw
Prior art date
Application number
RU2012116588/07A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
Сергей Алексеевич Кулюхин
Наталья Андреевна Коновалова
Маргарита Петровна Горбачева
Игорь Андреевич Румер
Елена Петровна Красавина
Любовь Владимировна Мизина
Original Assignee
Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН) filed Critical Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина Российской академии наук (ИФХЭ РАН)
Priority to RU2012116588/07A priority Critical patent/RU2497213C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2497213C1 publication Critical patent/RU2497213C1/en

Links

Landscapes

  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: power engineering.
SUBSTANCE: invention relates to the technology of handling liquid radioactive wastes (LRW) of nuclear power plants (NPP) and may be used in process of recycling of floor drains and still bottoms of NPP LRW for removal of the radio nuclide 60Co with its concentration in the solid phase. The method to extract the radionuclide 60Co from liquid radioactive wastes of the NPP includes introduction of iron cations (III) and nickel cations (II) into the solution at the mole ratio of 1:1 and potassium ferrocyanide at the mole ratio with iron cations (III) from 2:1 to 4:1.
EFFECT: invention makes it possible to simpligy the process of extraction of radionuclide 60Co from NPP LRW, to reduce time of its performance.

Description

Изобретение относится к технологии обращения с жидкими радиоактивными отходами (ЖРО) атомных электростанций (АЭС) и может быть использовано в процессе переработки трапных вод и кубового остатка ЖРО АЭС для удаления радионуклида 60Co с концентрированием его в твердой фазе.The invention relates to a technology for the management of liquid radioactive waste (LRW) of nuclear power plants (NPPs) and can be used in the process of processing floor drain and bottoms of LRW of a nuclear power plant to remove 60 Co radionuclide with its concentration in the solid phase.

Некоторые жидкие отходы АЭС помимо высокой концентрации солей нерадиоактивных элементов (трапные воды) содержат и органические комплексообразователи, такие как этилендиаминтетрауксусная кислота (ЭДТА) (кубовый остаток). Образование в таких растворах устойчивых комплексов с кобальтом (II) препятствует его извлечению из растворов методами сорбции или осаждения.Some liquid waste from nuclear plants, in addition to a high concentration of salts of non-radioactive elements (floor drains), also contains organic complexing agents, such as ethylenediaminetetraacetic acid (EDTA) (VAT residue). The formation of stable complexes with cobalt (II) in such solutions prevents its extraction from solutions by sorption or precipitation.

Известны способы, в которых для выделения кобальта из таких растворов вначале проводят разрушение органических соединений окислителями [1, 2]. Однако применение этих методов либо дорого, либо недостаточно эффективно.Known methods in which to isolate cobalt from such solutions are first carried out the destruction of organic compounds by oxidizing agents [1, 2]. However, the application of these methods is either expensive or not effective enough.

Известен способ переработки кубового остатка ЖРО, который включает очистку от радионуклида 137Cs путем пропускания его через ферроцианидный сорбент; окисление кислородсодержащим окислителем при температуре не ниже температуры кипения кубового остатка и при давлении выше давления насыщенного пара жидкости для этой температуры; отделение шлама, содержащего 60Co (аналог) [RU №2297055, G21F 9/20, опубл. 10.04.2007, Бюл. №10].A known method of processing the bottom residue of LRW, which includes the purification of 137 Cs radionuclide by passing it through a ferrocyanide sorbent; oxidation with an oxygen-containing oxidizing agent at a temperature not lower than the boiling point of the bottom residue and at a pressure above the saturated vapor pressure of the liquid for this temperature; separation of sludge containing 60 Co (analog) [RU No. 2297055, G21F 9/20, publ. 04/10/2007, Bull. No. 10].

Недостатком данного способа является применение повышенных температуры и давления, а, следовательно, сложность проведения процесса.The disadvantage of this method is the use of elevated temperature and pressure, and, therefore, the complexity of the process.

Наиболее близким по технической сущности к заявляемому решению является способ извлечения радионуклида 60Co из жидких радиоактивных отходов АЭС, включающий введение катионов железа (III), выдержку раствора при комнатной температуре, термообработку, осаждение и отделение осадка (прототип) [Локшин Э.П., Иваненко В.И., Корнейков Р.И. // Атомная энергия. 2011. Т. 110, №5. С.285-288]. В этом способе катионы Co2+ вытесняются из комплексов с ЭДТА катионами Fe3+, после чего их удаляют из отходов путем соосаждения с гидроксидом железа без проведения предварительного окислительного разложения органических комплексообразователей.The closest in technical essence to the claimed solution is a method of extracting a 60 Co radionuclide from liquid radioactive waste of a nuclear power plant, including introducing iron (III) cations, holding the solution at room temperature, heat treatment, precipitation and separation of the precipitate (prototype) [Lokshin EP, Ivanenko V.I., Korneykov R.I. // Atomic Energy. 2011.V. 110, No. 5. S.285-288]. In this method, Co 2+ cations are displaced from complexes with EDTA by Fe 3+ cations, after which they are removed from the waste by coprecipitation with iron hydroxide without preliminary oxidative decomposition of organic complexing agents.

Недостатками указанного способа, предлагаемого для извлечения кобальта из жидких радиоактивных отходов АЭС, являются длительность проведения процесса (продолжительность выдержки раствора при комнатной температуре после введения ионов железа составляет от трех до 10 суток), а также повышенная температура последующей обработки в термостате.The disadvantages of this method, proposed for the extraction of cobalt from liquid radioactive waste of nuclear power plants, are the duration of the process (the exposure time of the solution at room temperature after the introduction of iron ions is from three to 10 days), as well as the increased temperature of the subsequent processing in a thermostat.

Технический результат заявленного изобретения является упрощение процесса извлечения радионуклида кобальта из жидких радиоактивных отходов АЭС и уменьшение времени его проведения.The technical result of the claimed invention is to simplify the process of extracting cobalt radionuclide from liquid radioactive waste of a nuclear power plant and to reduce its time.

Технический результат достигается тем, что способ извлечения радионуклида 60Co из жидких радиоактивных отходов АЭС, включающий введение катионов железа (III), выдержку раствора при комнатной температуре, осаждение и отделение осадка, отличающийся тем, что к раствору добавляют катионы никеля (II) и ферроцианид калия в мольном соотношении с катионами железа (III) 1:1 и от 2:1 до 4:1 соответственно.The technical result is achieved in that a method for extracting a 60 Co radionuclide from liquid radioactive waste of nuclear power plants, including introducing iron (III) cations, keeping the solution at room temperature, precipitating and separating the precipitate, characterized in that nickel (II) cations and ferrocyanide are added to the solution potassium in a molar ratio with iron (III) cations 1: 1 and from 2: 1 to 4: 1, respectively.

Железо (III) и двухвалентные d-элементы могут образовывать с ферроцианидом калия смешанные ферроцианиды состава KFeIII[FeII(CN)6] и K2MII[FeII(CN)6], где MII=Cu, Ni, Zn, Co [3]. Таким образом, при добавлении в ЖРО, содержащие радионуклиды цезия и кобальта, катионов железа (III) и никеля (II), происходит замещение в комплексных соединениях катионов Со2+ катионами Fe3+ и Ni2+, а при добавлении ферроцианида калия образуются труднорастворимые смешанные ферроцианиды KFe[Fe(CN)6] и K2Ni[Fe(CN)6], вместе с которыми в осадок переходят радионуклиды 60Со и 137Cs. Одновременное удаление также и 137Cs из ЖРО является преимуществом перед прототипом.Iron (III) and divalent d-elements can form mixed ferrocyanides of the composition KFe III [Fe II (CN) 6 ] and K 2 M II [Fe II (CN) 6 ] with potassium ferrocyanide, where M II = Cu, Ni, Zn , Co [3]. Thus, when iron, cesium and cobalt radionuclides, cations of iron (III) and nickel (II) are added to LRW, substitution of Fe 3+ and Ni 2+ cations in complex compounds of Co 2+ cations occurs, and when potassium ferrocyanide is added, sparingly soluble mixed ferrocyanides KFe [Fe (CN) 6 ] and K 2 Ni [Fe (CN) 6 ], together with which 60 Co and 137 Cs radionuclides precipitate. The simultaneous removal of 137 Cs from LRW is also an advantage over the prototype.

Предлагаемый способ осуществляется следующим образом.The proposed method is as follows.

К жидким радиоактивным отходам: трапным водам или кубовому остатку, содержащим нитраты цезия и кобальта с концентрацией 0,5·10-5 M каждый, добавляют раствор смеси нитратов железа и никеля и раствор ферроцианида калия. Причем мольное соотношение катионов никеля (II) с катионами железа (III) составляет 1:1, а ферроцианида калия и катионов железа (III) - от 2:1 до 4:1. Полученный осадок перемешивают в течение 30 мин и отделяют его от жидкой фазы.To liquid radioactive waste: floor drain or bottoms containing cesium and cobalt nitrates with a concentration of 0.5 · 10 -5 M each, add a solution of a mixture of iron and nickel nitrates and a solution of potassium ferrocyanide. Moreover, the molar ratio of nickel (II) cations to iron (III) cations is 1: 1, and potassium ferrocyanide and iron (III) cations are from 2: 1 to 4: 1. The resulting precipitate was stirred for 30 minutes and separated from the liquid phase.

Радиоактивность нуклидов измеряли методом гамма-спектрометрии на многоканальном анализаторе с помощью Ge-Li детектора. Радионуклиды 60Со и 137Cs, поставляемые ОАО "Изотоп", в виде азотнокислых растворов без носителя, использовались как радиоактивные метки для весовых количеств неактивных Co2+ Cs+. В связи с этим обозначения 60Со и 137Cs относятся к меченым соединениям, а не к соединениям чистых радионуклидов.Nuclide radioactivity was measured by gamma spectrometry on a multichannel analyzer using a Ge-Li detector. Radionuclides 60 Co and 137 Cs, supplied by Isotope OJSC, in the form of nitric acid solutions without a carrier, were used as radioactive labels for weighted amounts of inactive Co 2+ Cs + . In this regard, the designations 60 Co and 137 Cs refer to labeled compounds, and not to compounds of pure radionuclides.

Приведенные в таблице примеры подтверждают предлагаемое изобретение.The examples in the table confirm the invention.

При проведении опытов использовали следующие составы растворов:When conducting experiments used the following solutions:

Трапные воды, г/лFloor drain, g / l Кубовый остаток, г/лVAT residue, g / l NaNO3-3,0NaNO 3 -3.0 NaNO3-300,0NaNO 3 -300.0 Na2B4O7-l,0Na 2 B 4 O 7 -l, 0 KNO3-41,5KNO 3 -41.5 NaCl-0,1NaCl-0.1 ЭДТА4--1,0EDTA 4- -1.0 рН-9pH 9 рН-11pH 11

Из таблицы видно, что в случае добавления катионов железа (III) и никеля (II) происходит очистка ЖРО от 60Со на 97,5% и более, а от 137Cs более, чем на 99,5%. При добавлении только катионов железа (III) показатели очистки ЖРО от 60Со снижаются. Эффективность очистки снижается также и при несоблюдении соотношений между компонентами.The table shows that in the case of the addition of iron (III) and nickel (II) cations, LRW is purified from 60 Co by 97.5% or more, and from 137 Cs by more than 99.5%. With the addition of only iron (III) cations, the LRW purification from 60 Co is reduced. The cleaning efficiency is also reduced if the ratios between the components are not observed.

РастворSolution Концентрация добавляемых компонентов в растворе, МThe concentration of added components in solution, M Мольное соотношение компонентовThe molar ratio of components Содержание радионуклидов в осадке, %The content of radionuclides in the sediment,% K4[Fe(CN)6]K 4 [Fe (CN) 6 ] Fe(NO3)3 Fe (NO 3 ) 3 Ni(NO3)2 Ni (NO 3 ) 2 K4[Fe(CN)6]:Fe3+ K 4 [Fe (CN) 6 ]: Fe 3+ Ni2+:Fe3+ Ni 2+ : Fe 3+ 60Со 60 Co 137Cs 137 Cs Кубовый остатокVAT residue 0,10.1 0,050.05 0,050.05 2:12: 1 1:11: 1 99,099.0 99,999.9 0,20.2 0,050.05 0,050.05 4:14: 1 1:11: 1 96,196.1 99,699.6 0,150.15 0,10.1 0,050.05 1,5:11.5: 1 2:12: 1 91,191.1 99,299,2 0,120.12 0,060.06 -- 2:12: 1 -- 60,260,2 95,195.1 Трапные водыFloor drain 0,10.1 0,050.05 0,050.05 2:12: 1 1:11: 1 98,698.6 100one hundred 0,20.2 0,050.05 0,050.05 4:14: 1 1:11: 1 97,797.7 99,999.9 0,10.1 0,10.1 0,10.1 1:11: 1 1:11: 1 82,082.0 92,892.8 0,120.12 0,060.06 -- 2:12: 1 -- 59,759.7 99,099.0 * 0,1* 0.1 0,050.05 0,050.05 2:12: 1 1:11: 1 95,895.8 100one hundred * В состав трапных вод входит ЭДТА с концентрацией 0,5·10-5М* The drainage system includes EDTA with a concentration of 0.5 · 10 -5 M

Преимуществами предлагаемого изобретения по сравнению с прототипом являются упрощение процесса извлечения радионуклида кобальта из жидких радиоактивных отходов АЭС, уменьшение времени его проведения, отсутствие операций при повышенной температуре, а также одновременная очистка от радионуклида 137Cs.The advantages of the invention in comparison with the prototype are the simplification of the process of extracting cobalt radionuclide from liquid radioactive waste of nuclear power plants, the reduction of its time, the absence of operations at elevated temperatures, and the simultaneous purification of the 137 Cs radionuclide.

Литература:Literature:

1. Селиверстов А.Ф., Ершов Б.Г, Лагунова Ю.О. и др. Окислительное разложение ЭДТА в водных растворах при действии УФ-излучения. // Радиохимия, 2008. Т.50, №1. С.62-65.1. Seliverstov A.F., Ershov B.G., Lagunova Yu.O. et al. Oxidative decomposition of EDTA in aqueous solutions under the influence of UV radiation. // Radiochemistry, 2008.V.50, No. 1. S.62-65.

2. Авраменко В.А., Братская С.Ю., Войт А.В. и др. Применение проточной гидротермальной технологии переработки концентрированных жидких отходов атомных станций. // Хим. технология. 2009. Т.10, №5. С.307-314.2. Avramenko V.A., Bratskaya S.Yu., Voit A.V. and others. The use of flowing hydrothermal technology for processing concentrated liquid waste from nuclear plants. // Chem. technology. 2009. V. 10, No. 5. S.307-314.

3. Тананаев И.В., Сейфер Г.Б., Харитонов Ю.Я. и др. Химия ферроцианидов. М.: Наука, 1971. С.59, 78.3. Tananaev IV, Seifer GB, Kharitonov Yu.Ya. and others. Chemistry of ferrocyanides. M .: Nauka, 1971.P.59, 78.

Claims (1)

Способ извлечения радионуклида 60Со из жидких радиоактивных отходов АЭС, включающий введение катионов железа (III), выдержку раствора при комнатной температуре, осаждение и отделение осадка, отличающийся тем, что к раствору добавляют катионы никеля (II) и ферроцианид калия в мольном соотношении с катионами железа (III) 1:1 и от 2:1 до 4:1 соответственно. A method for extracting 60 Co radionuclide from liquid radioactive waste of nuclear power plants, including introducing iron (III) cations, keeping the solution at room temperature, precipitating and separating the precipitate, characterized in that nickel (II) cations and potassium ferrocyanide are added to the solution in a molar ratio with cations iron (III) 1: 1 and from 2: 1 to 4: 1, respectively.
RU2012116588/07A 2012-04-25 2012-04-25 METHOD TO EXTRACT RADIONUCLIDE 60Co FROM LIQUID RADIOACTIVE WASTES OF NPP RU2497213C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116588/07A RU2497213C1 (en) 2012-04-25 2012-04-25 METHOD TO EXTRACT RADIONUCLIDE 60Co FROM LIQUID RADIOACTIVE WASTES OF NPP

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2012116588/07A RU2497213C1 (en) 2012-04-25 2012-04-25 METHOD TO EXTRACT RADIONUCLIDE 60Co FROM LIQUID RADIOACTIVE WASTES OF NPP

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2497213C1 true RU2497213C1 (en) 2013-10-27

Family

ID=49446871

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2012116588/07A RU2497213C1 (en) 2012-04-25 2012-04-25 METHOD TO EXTRACT RADIONUCLIDE 60Co FROM LIQUID RADIOACTIVE WASTES OF NPP

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2497213C1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3296123A (en) * 1964-04-01 1967-01-03 William E Prout Removal of cesium from aqueous solutions by ion exchange
SU552105A1 (en) * 1975-03-26 1977-03-30 Пермский политехнический институт Inorganic ion exchanger based on nickel and potassium mixed ferrocyanide for the extraction of rubidium from solutions and its preparation
RU2113024C1 (en) * 1996-02-20 1998-06-10 Шарыгин Леонид Михайлович Inorganic spherically granulated composite zirconium hydroxide-based sorbent and method of preparation thereof
KR20110024221A (en) * 2009-09-01 2011-03-09 한국원자력연구원 How to remove cobalt and cesium from radioactive waste liquid

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3296123A (en) * 1964-04-01 1967-01-03 William E Prout Removal of cesium from aqueous solutions by ion exchange
SU552105A1 (en) * 1975-03-26 1977-03-30 Пермский политехнический институт Inorganic ion exchanger based on nickel and potassium mixed ferrocyanide for the extraction of rubidium from solutions and its preparation
RU2113024C1 (en) * 1996-02-20 1998-06-10 Шарыгин Леонид Михайлович Inorganic spherically granulated composite zirconium hydroxide-based sorbent and method of preparation thereof
KR20110024221A (en) * 2009-09-01 2011-03-09 한국원자력연구원 How to remove cobalt and cesium from radioactive waste liquid

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Li et al. Highly efficient extraction of actinides with pillar [5] arene-derived diglycolamides in ionic liquids via a unique mechanism involving competitive host–guest interactions
Zhang et al. Enhanced removal of iodide ions by nano Cu2O/Cu modified activated carbon from simulated wastewater with improved countercurrent two-stage adsorption
ES2435795T3 (en) Production of thorium 228 from a natural thorium salt
EP2131369A1 (en) A process for the production of no-carrier added 99Mo
RU2467419C1 (en) Method of cleaning still residues of liquid radioactive wastes from radioactive cobalt and caesium
Kumar et al. Removal of cesium and strontium from acid solution using a composite of zirconium molybdate and zirconium tungstate
RU2497213C1 (en) METHOD TO EXTRACT RADIONUCLIDE 60Co FROM LIQUID RADIOACTIVE WASTES OF NPP
Clark Separation and determination of radiostrontium in calcium carbonate matrices of biological origin
CN112939132B (en) A kind of method for stepwise extraction and recovery of strontium and thorium in wastewater with two aqueous phases
RU2226726C2 (en) Method for recovering liquid radioactive wastes of nuclear power plant
Stokely et al. New separation method for americium based on liquid-liquid extraction behavior of americium (V)
Raje et al. Purification of arsenic contaminated ground water using hydrated manganese dioxide
KR20110024221A (en) How to remove cobalt and cesium from radioactive waste liquid
Wang et al. Stability of iso Hex-BTP/SiO2-P adsorbent against acidic hydrolysis and γ-irradiation
Guzii et al. Magnetite-ferrocyanide-copper sorbents for recovery of cesium ions from low-activity liquid radioactive waters
US9388478B1 (en) Technetium recovery from high alkaline solution
JP2012225892A (en) Method for removing radioactive material from solution
RU2012144791A (en) METHOD FOR PROCESSING A RADIACTIVE SOLUTION
Nakajima et al. Removal of selenium (VI) from simulated wet flue gas desulfurization wastewater using photocatalytic reduction
KR900003608B1 (en) Recovery or removal of uranium by the utilization of acrons
Bhatki et al. Preparation of Carrier-free 228Ac (MsTh2).
RU2419902C1 (en) Method of reagent decontamination of soils from caesium radionuclides
US8425654B2 (en) Purification process for 153Gd produced in natural europium targets
RU2523823C2 (en) Method of extracting caesium radionuclides from aqueous solutions
Lee et al. Chemical study on the separation and purification of promethium-147