Журнал прикладной химии. 2006. Т. 79. Вып. 5 —СОРБЦИОННЫЕ И ИОНООБМЕННЫЕ ПРОЦЕССЫ УДК 547.992.3-414:[546.791+546.432+546.841] СОРБЦИЯ УРАНА, РАДИЯ И ТОРИЯ ИЗ РАСТВОРОВ СЛОЖНОГО СОЛЕВОГО СОСТАВА ГИДРОЛИЗНЫМ ЛИГНИНОМ ДРЕВЕСИНЫ © Н.Г.Рачкова, И.И.Шуктомова, А.И.Таскаев Институт биологии Коми НЦ УрО РАН, Сыктывкар Поступило в Редакцию 22 июля 2005 г.; после исправления в январе 2006 г. Исследованы эффективность и прочность поглощения урана, радия и тория из водных растворов сложного солевого состава гидролизным лигнином древесины. На основе данных, полученных с использованием метода последовательных вытяжек, в совокупности с литературными данными предложены механизмы сорбции радионуклидов из минерализованных сред. Выбор сорбентов для дезактивации природных растворов представляет собой сложную задачу. Предназначенные для использования в этом качестве материалы должны отвечать ряду требований, главным из которых является способность к эффективному и прочному поглощению радионуклидов из загрязненных сред. Ввиду сложного состава природных растворов и многообразия представленных в них физико-химических форм радиоактивных элементов немаловажное значение для успешной сорбции может иметь поливариантный характер поглотительных свойств сорбента. Перечисленным требованиям в полной мере соответствует гидролизный лигнин древесины. Ранее было показано [1, 2], что он эффективно и прочно поглощает торий, уран и радий из водных растворов их солей с различной кислотностью. При этом радий и торий эффективно сорбируются в интервале рН от 3 до 9, а уран - из сред с рН 6-9. Согласно полученным данным, сорбция радионуклидов на лигнине может протекать по нескольким механизмам: поверхностное поглощение кодлоидов и псевдоколлоидов, ионный обмен и комплексообразование ионно-дисперсных химических форм радиоэлементов, образование прочных сорбционных комплексов с их органически связанными формами. При ИК спектроскопическом исследовании сорбента, насыщенного ураном, вп^эвые экспериментально обнаружено, что взаимодействие карбоксильных и фенольных групп лигнина с радионуклидом происходит путем ионного обмена иона водорода с уранил- ионом (ЦС>2+-ионом) и его гидролизованными формами и по координационному механизму с образованием комплексов оксониевого типа. Настоящее исследование посвящено оценке сорбционной способности гидролизного лигнина древесины на фоне сложного солевого состава жидкой фазы. Экспериментальная часть В растворы нитрата диоксоурана [ЦО2(КО3)2], хлоридов радия и тория предварительно добавляли нитраты калия, кальция и аммония, дигидрофосфат аммония, сульфаты магния и аммония. Их количества обеспечивали создание в жидкой фазе таких концентраций ионов водорода и макроэлементов (Са2+, М§2+, К+), которые характерны для лизиметрических вод подзолистой суглинистой почвы [3]. При этом минерализованность растворов достигала 3.3 мг-эквх хл-1 (табл. 1). Радионуклиды были представлены в них природной смесью изотопов [4]. Исходные концентрации тория в растворах составляли 1.0 и 10.0, урана - 1.0 и 10.0 мг-л-1, радия - 1.19 и 11.90 нгл-1, что на один-три порядка превышает соответствующие уровни вмешательства, установленные по тоТаблица 1 Минеральный состав модельных растворов № К+ ин; м§2+ Са2+ Н2РО4 80^“ ПОз раствора мг-эквл 1 0 0 0 0 0 0 0 2 0.012 0.10 0.028 0.024 0.024 0.066 0.075 3 0.06 0.50 0.14 0.12 0.12 0.33 0.37 4 0.12 1.00 0.28 0.24 0.24 0.66 0.75 725 Коми научный центр Уро РАН
RkJQdWJsaXNoZXIy MjM4MTk=