Sorption of Cs+ and Sr2+ Cations by Titanium(IV) Phosphates from Solutions Modeling the Nuclear Power Plant Bottom Residue

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Using a model solution, we have demonstrated the feasibility of using titanium(IV) oxyhydroxyphosphate-based ion-exchange materials for extraction of Cs+ and Sr2+ cations from multicomponent high-salt bottom residues. Conditions for the use of the ion exchangers have been optimized experimentally: liquid : solid = 50, t = 25°C. It has been shown that Cs+ is effectively extracted at pH 2, whereas Sr2+, at pH 8. The zirconium-modified sorbent has been shown to have a higher affinity for metal cations. The modified sorbent is especially selective for cesium in the acid pH region owing to the higher mobility of the protons of its hydrogen phosphate groups in comparison with the unmodified sorbent composition.

About the authors

R. I. Korneikov

Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials (separate subdivision), Kola Scientific Center (Federal Research Center), Russian Academy of Sciences, 184209, Akademgorodok, Apatity, Murmansk oblast, Russia

Email: r.korneikov@ksc.ru
Россия, 184209, Мурманская обл., Апатиты, Академгородок, 26а

E. L. Tikhomirova

Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials (separate subdivision), Kola Scientific Center (Federal Research Center), Russian Academy of Sciences, 184209, Akademgorodok, Apatity, Murmansk oblast, Russia

Email: r.korneikov@ksc.ru
Россия, 184209, Мурманская обл., Апатиты, Академгородок, 26а

S. V. Aksenova

Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials (separate subdivision), Kola Scientific Center (Federal Research Center), Russian Academy of Sciences, 184209, Akademgorodok, Apatity, Murmansk oblast, Russia

Email: r.korneikov@ksc.ru
Россия, 184209, Мурманская обл., Апатиты, Академгородок, 26а

A. M. Petrov

Tananaev Institute of Chemistry and Technology of Rare Elements and Mineral Raw Materials (separate subdivision), Kola Scientific Center (Federal Research Center), Russian Academy of Sciences, 184209, Akademgorodok, Apatity, Murmansk oblast, Russia

Author for correspondence.
Email: r.korneikov@ksc.ru
Россия, 184209, Мурманская обл., Апатиты, Академгородок, 26а

References

  1. Рябчиков Б.Е. Очистка жидких радиоактивных отходов. М.: ДеЛи принт, 2008. 516 с.
  2. Abdel-Karima A.M., Zaki A.A., Elwana W. et al. Experimental and Modeling Investigations of Cesium and Strontium Adsorption onto Clay of Radioactive Waste Disposal // Appl. Clay Sci. 2016. № 132–133. P. 391–401. https://doi.org/10.1016/j.clay.2016.07.005
  3. Mansy M.S., Hassana R.S., Selima Y.T. et al. Evaluation of Synthetic Aluminum Silicate modified by Magnesia for the Removal of 137Cs, 60Co and 152+154Eu from Low-Level Radioactive Waste // Appl. Radiat. Isot. 2017. № 130. P. 198–205. https://doi.org/10.1016/j.apradiso.2017.09.042
  4. Ярославцев А.Б. Ионный обмен на неорганических сорбентах // Успехи химии. 1997. Т.66. № 7. С. 641–660.
  5. Милютин В.В., Некрасова Н.А., Козлитин Е.А. Селективные неорганические сорбенты в современной прикладной радиохимии // Матер. II Всерос. науч. конф. с междунар. участием “Исследования и разработки в области химии и технологии функциональных материалов”. Апатиты: Изд-во КНЦ РАН, 2015. С. 418–421.
  6. Elghniji K., Saad M.E.K., Araissi M., Elaloui E., Moussaoui Y. Chemical Modification of TiO2 by / Anions Using the Sol-Gel Route with Controlled Precipitation and Hydrolysis: Enhancing Thermal Stability // Mater. Sci.–Pol. 2014. V. 32. № 4. P. 617–625. https://doi.org/10.2478/s13536-014-0237-610.2478/s13536-014-0237-6
  7. Ortiz-Oliveros H.B., Flores-Espinosa R.M., Ordonez-Regil E., Fernandez-Valverde S.M. Synthesis of α-Ti(HPO4)2·H2O and Sorption of Eu (III) // Chem. Eng. J. 2014. V. 236. P. 398–405. https://doi.org/10.1016/j.cej.2013.09.103
  8. Garcı’a-Glez J., Trobajo C., Khainakov S.A., Amghouz Z. α-Titanium Phosphate Intercalated with Propylamine: an Alternative Pathway for Efficient Europium(III) Uptake into Layered Tetravalent Metal Phosphates // Arab. J. Chem. 2017. № 10. P. 885–894. https://doi.org/10.1016/j.arabjc.2016.07.013
  9. Trublet M., Maslova M.V., Rusanova D., Antzutkin O.N. Mild Syntheses and Surface Characterization of Amorphous TiO(OH)(H2PO4)·H2O Ion-Exchanger // Mater. Chem. Phys. 2016. V. 183. P. 467–475. https://doi.org/10.1016/j.matchemphys.2016.09.002
  10. Иваненко В.И., Локшин Э.П., Аксенова С.В., Корнейков Р.И., Калинников В.Т. Термодинамика гетерогенного катионного замещения на гидрофосфате титанила // Журн. неорган. химии. 2008. Т. 53. № 4. С. 557–563.
  11. Корнейков Р.И., Иваненко В.И. Извлечение катионов цезия и стронция из растворов ионитами на основе фосфатов титана(IV) // Неорган. материалы. 2020. Т. 56. № 5. С. 528–532. https://doi.org/10.31857/S0002337X20050085
  12. Корнейков Р.И. Синтез и свойства сорбционных материалов на основе оксогидроксофосфатов титана(IV): Автореф. дис. ... канд. техн. наук. Апатиты, 2009. 23 с.
  13. Иваненко В.И., Якубович Е.Н., Владимирова С.В., Локшин Э.П. Синтез порошков твердых растворов титанатов и цирконатов бария, стронция и свинца // Неорган. материалы. 2015. Т. 51. № 9. С. 995–1002. https://doi.org/10.7868/S0002337X15090092

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
2.

Download (52KB)
3.

Download (53KB)

Copyright (c) 2023 Р.И. Корнейков, Е.Л. Тихомирова, С.В. Аксенова, А.М. Петров

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».