Сибирский федеральный университет

Тип публикации: статья из журнала

Год издания: 2021

Идентификатор DOI: 10.15372/KhUR2021305

Ключевые слова: cenospheres, radioactive waste, Pollucite, plagioclase, tobermorite, ценосферы, радиоактивные отходы, поллуцит, плагиоклаз, тоберморит

Аннотация: Изучена возможность гидротермального синтеза Cs- и Sr-содержащих фаз каркасных алюмосиликатов в системах CsNO₃-NaOH-H₂O-(SiO₂-Al₂O₃)_стекло и Sr(NO₃)₂-NaOH-H₂O-(SiO₂-Al₂O₃)_стекло с использованием ценосфер летучих зол от сжигания угля как низкотемпературного способа перевода водорастворимых форм радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr в минералоподобную форму. Синтез проводили при температурах в интервале 80-200 °С и аутогенном давлении. В качестве алюмосиликатного стекла использовали узкие фракции ценосфер с содержанием стеклофазы 90-95 мас. %, а в качестве имитаторов радионуклидов ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr - соединения стабильных изотопов цезия и стронция. На основании результатов исследования твердых продуктов и постсинтетических растворов методами рентгенофазового анализа (РФА), растровой электронной микроскопии с энергодисперсионным анализом (РЭМ-ЭДС), атомно-абсорбционной спектроскопии (ААС) установлено, что в Cs-содержащей системе при 120-150 °С протекает кристаллизация Cs-содержащих фаз твердых растворов анальцим-поллуцит состава (Na _n Cs_{1- n} )AlSi₂O₆• n H₂O, при этом степень перевода Cs⁺ из раствора в твердый продукт достигает 98 %. В системе Sr(NO₃)₂-NaOH-H₂O-(SiO₂-Al₂O₃)_стекло при 150-200 °С кристаллизуются Sr-содержащие фазы структурных типов тоберморита и плагиоклаза при эффективности извлечения Sr²⁺ из раствора не менее 99.99 %. The possibility of hydrothermal synthesis of Cs and Sr bearing framework aluminosilicates in the CsNO₃-NaOH-H₂O-(SiO₂-Al₂O₃)_glass and Sr(NO₃)₂-NaOH-H₂O-(SiO₂-Al₂O₃)_glass systems using coal fly ash cenospheres was studied as a low-temperature method to include the water-soluble forms of radionuclides ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr in a mineral-like form. The syntheses were carried out at temperatures in the range of 80-200 °С and autogenous pressure. Narrow fractions of cenospheres with the glass phase content of 90-95 mass % were used as aluminosilicate glass, and compounds of stable isotopes of Cs and Sr were used as imitators of radionuclides ¹³⁷Cs и ⁹⁰Sr. Based on the data obtained in the studies of solid products and post-synthetic solutions by means of X-ray diffraction (XRD), scanning electron microscopy with energy-dispersive X-ray microanalysis (SEM-EDX) and atomic absorption spectroscopy (AAS), it was established that the Cs bearing analcime-pollucite solid solutions (Na _n Cs_{1- n} )AlSi₂O₆∙ n H₂O are crystallized in the Cs-containing system at 120-150 °C with 98 % Cs⁺ removal from solution to the solid product. The Sr bearing phases of tobermorite and plagioclase structural types are formed in the Sr(NO₃)₂-NaOH-H₂O-(SiO₂-Al₂O₃)_glass system. In this case, the effectiveness of Sr²⁺ extraction from solution is not less than 99.99 %.

Журнал: Химия в интересах устойчивого развития

Выпуск журнала: Т. 29, № 3

Номера страниц: 276-286

ISSN журнала: 08698538

Место издания: Новосибирск

Издатель: Сибирское отделение РАН, Институт химии твердого тела и механохимии СО РАН, Институт катализа им. Г.К. Борескова СО РАН, Новосибирский институт органической химии им. Н.Н. Ворожцова СО РАН, Федеральный исследовательский центр угля и углехимии СО РАН

• ВЕРЕЩАГИНА ТАТЬЯНА АЛЕКСАНДРОВНА (Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ “Красноярский научный центр СО РАН”)
• КУТИХИНА ЕКАТЕРИНА АНАТОЛЬЕВНА (Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ “Красноярский научный центр СО РАН”)
• МАЗУРОВА ЕЛЕНА ВАЛЕНТИНОВНА (Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ “Красноярский научный центр СО РАН”)
• ФОМЕНКО ЕЛЕНА ВИКТОРОВНА (Институт химии и химической технологии СО РАН ФИЦ “Красноярский научный центр СО РАН”)
• АНШИЦ АЛЕКСАНДР ГЕОРГИЕВИЧ (Сибирский федеральный университет)

• Ядро РИНЦ (eLIBRARY.RU)