Sorption separation of niobium-zirconium cations mixture

Мұқаба

Дәйексөз келтіру

Толық мәтін

Ашық рұқсат Ашық рұқсат
Рұқсат жабық Рұқсат берілді
Рұқсат жабық Рұқсат ақылы немесе тек жазылушылар үшін

Аннотация

The work shows for the first time the possibility of using sorption technologies to separate a mixture of radioactive niobium and zirconium cations, which are part of the waste generated in the nuclear fuel cycle. The separation of these atoms will significantly reduce the costs of waste disposal, as well as provide an opportunity to reuse zirconium ions. In this work the process of ion separation using anion exchanger AB-17-8 is investigated in detail, conditions for more effective realization of the process under dynamic conditions are selected and its mechanism is proposed.

Негізгі сөздер

Толық мәтін

Рұқсат жабық

Авторлар туралы

V. Samonin

Saint Petersburg State Institute of Technology (Technical University)

Хат алмасуға жауапты Автор.
Email: samonin@lti-gti.ru
Ресей, Saint Petersburg

Yu. Fedorova

Saint Petersburg State Institute of Technology (Technical University)

Email: samonin@lti-gti.ru
Ресей, Saint Petersburg

V. Morozova

Saint Petersburg State Institute of Technology (Technical University)

Email: samonin@lti-gti.ru
Ресей, Saint Petersburg

M. Sikoeva

Saint Petersburg State Institute of Technology (Technical University); Saint Petersburg State University

Email: samonin@lti-gti.ru
Ресей, Saint Petersburg; Saint Petersburg

Әдебиет тізімі

  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.

Қосымша файлдар

Қосымша файлдар
Әрекет
1. JATS XML
Жүктеу
2. Fig. 1. Mechanism of cation exchange on cationite KU-2-8.

Жүктеу (81KB)
Метадеректер
3. Fig. 2. Structural formula of anionite AB-17-8 in Cl– form.

Жүктеу (78KB)
Метадеректер
4. Fig. 3. Sorption isotherms of zirconium ions Zr4+ from individual solutions on KU-2-8. 1 – experiment; 2 – calculation according to equation (3).

Жүктеу (105KB)
Метадеректер
5. Fig. 4. Isotherm of sorption of niobium cations Nb5+ from individual solutions on cation exchanger KU-2-8 and anion exchanger AV-17-8. 1 – AV-17-8 experiment; 2 – calculation according to equation (5); 3 – KU-2-8 experiment; 4 – calculation according to equation (7).

Жүктеу (92KB)
Метадеректер
6. Fig. 5. Output curves of ion sorption on the anion exchanger AV-17-8, at a hydrochloric acid concentration of 0.1 N: 1 – niobium; 2 – zirconium.

Жүктеу (92KB)
Метадеректер
7. Fig. 6. Output curves of ion sorption on the anion exchanger AV-17-8 from a 0.5 N solution of hydrochloric acid: 1 – niobium; 2 – zirconium.

Жүктеу (90KB)
Метадеректер
8. Fig. 7. Output curves of ion sorption on the anion exchanger AV-17-8 from a 1.0 N solution of hydrochloric acid: 1 – niobium; 2 – zirconium.

Жүктеу (96KB)
Метадеректер

© Russian Academy of Sciences, 2025