ОЦЕНКА ВОЗМОЖНОСТИ ИЗВЛЕЧЕНИЯ УРАНА (VI) АНИОНИТОМ АМ-п-2 ИЗ ГРУНТОВЫХ ВОД ХВОСТОХРАНИЛИЩА «ЦЕНТРАЛЬНЫЙ ЯР»
В.Ю. Коровин1, А.М. Валяев1, А.В. Зонтов2, Л.В. Зонтова2
1 Институт Геотехнической механики ми. Н.С. Полякова НАН Украины, Днепр, Украина
2 Государственное предприятие «Смолы», Каменское, Украина
Хвостохранилище урановых отходов «Центральный Яр» бывшего ПО «Приднепровский химический завод» (ПО «ПХЗ») было одним из первых хвостохранилищ, функционировавшее в 1951-1954 гг. Хвостохранилище имеет общую площадь около 2,4 га и содержит 0,22 млн. т. радиоактивных отходов. Его отличительной чертой является то, что пульпа после переработки практически не подвергалась нейтрализации и имеет кислую реакцию. Согласно данным мониторинга, проведенного в 2005-2017 гг. [1], сделан вывод о протекании активных процессов выщелачивания урана из тела хвостохранилища и его способности мигрировать в грунтовые воды. Анионный состав поровой и подземной воды внутри хвостохранилища представлен сульфат-ионом (до 2,6 г/л SO42-) и гидрокарбонат-ионом (до 0,9 г/л HCO3-), а ее рН находится в пределах 2,5 - 4,0, что способствует нахождению урана в виде анионных комплексов уранил-иона.
В данных условиях применение сорбционных методов наиболее целесообразно для извлечения урана. Так, ранее нами была показана принципиальная возможность извлечения урана из отходов хвостохранилища «Западное» анионитом АМП [2]. Фосфорнокислый катионит на основе растительного сырья испытан [3] для извлечения урана из радиоактивно-загрязнённой воды подвала корпуса № 103 бывшего ПО «ПХЗ».
В работе проведена оценка возможности извлечения урана из грунтовых вод хвостохранилища «Центральный Яр» с применением сильноосновного макропористого анионита АМ-п-2 на основе стирол-дивинилбензольного сополимера с 2-гидроксиэтил-диметиламмониевыми функциональными группами. Оценку проводили на основании равновесного распределения урана между анионитом АМ-п-2 и модельным раствором уранилсульфата с содержанием сульфата натрия 25 г/дм3, pH=1,45 при температуре 20±2 °С и времени контакта 24 часа. Равновесие с высоким коэффициентом корреляции (R2=0,9980) описывается обобщенным уравнением Ленгмюра-Фрейндлиха:
и имеет следующие характеристики: максимальная емкость qm = 373,8 мг/г, константа KLF = 8,570×10-3 дм3/мг, эмпирический коэффициент nLF = 0,7612, Сe – равновесная концентрация урана, мг/дм3.
Эффективность извлечения урана можно оценить по коэффициенту распределения, который при его концентрации в поровой воде 7 мг/дм3 и подземных водах 4 мг/дм3 [1] составляет ~2000, что позволяет рассматривать анионит АМ-п-2 как перспективный материал для извлечения урана из верхних грунтовых и подземные вод хвостохранилища.
1. K.O. Korychenskyi, G. V. Laptev, O.V. Voitsekhovych, T.V. Lavrova, T.I. Dyvak. Speciation and mobility of uranium in tailings materials at the U-production legacy site in Ukraine. Nucl. Phys. At. Energy 19(3) (2018) 270.
2. Сорока, Ю.Н., Молчанов, А.И., Подрезов, А.А., Каулко, Е.А., Коровин, В.Ю., Погорелов, Ю.Н., Валяев, А.М. Оценка возможности доизвлечения урана из радиоактивных отходов хвостохранилища «Западное». 8 Межд. конф. «Сотрудничество для решения проблем отходов»: материалы, 23-24 февраля 2011 г. Режим доступа: https://waste.ua/cooperation/2011/theses/soroka.html.
3. Валяев, А.М., Коровин, В.Ю., Лаврова, Т.В. Очистка радиоактивно загрязненной воды фосфорнокислым катионитом на основе модифицированного растительного сырья, XXV щорічна наукова конференція ІЯД НАН України, Київ, 16 - 20 квітня 2018 року : тези доповідей. - Київ : Ін-т ядерних дослідж., С. 207-208.
