Gas-Phase Conversion of Cation-Exchange Resin KU-2×8-M (M = Cs, Ni, Cu, Fe, Nd, U) in a Nitrating Atmosphere

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

A new approach to the destructive processing of the cation-exchange resin KU-2×8-M (M = Cs, Ni, Cu, Fe, Nd, U) based on its gas-phase treatment in a nitrating atmosphere with subsequent chemical treatment of the conversion products is considered. It is shown that exposure of KU-2×8-M samples (M = Cs, Ni, Cu, Fe, Nd, U) in an HNO3(vapour)-air atmosphere at temperatures of 403-443 K for 8 and 24 h followed by dissolution conversion products in 0.5 mol∙L-1 NaOH and ozonation of the resulting solutions allows e cient utilization of the KU-2×8-M resin (M = Cs, Ni, Cu, Fe, Nd, U).

About the authors

S. A. Kulyukhin

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

Email: kulyukhin@ipc.rssi.ru

A. V. Gordeev

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

A. F. Seliverstov

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

A. Yu. Kazberova

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

G. V. Kostikova

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

E. P. Krasavina

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

Yu. M. Nevolin

Frumkin Institute of Physical Chemistry and Electrochemistry, Russian Academy of Sciences

References

  1. Зубакова Л.Б., Тевлина А.С., Даванков А.Б. Синтетические ионообменные материалы. М.: Химия, 1978. 184 с.
  2. Kamaruzaman N.S., Kessel D.S., Kim Ch.-L. // J. Nucl. Fuel Cycle Waste Technol. 2018. Vol. 16, N 1. P. 65-82. https://doi.org/10.7733/jnfcwt.2018.16.1.65
  3. Особые радиоактивные отходы / Под ред. И.И. Линге. М.: САМ полиграфист, 2015. 240 с. ISBN 978-5-00077-364-2
  4. Final Comparative Environmental Evaluation of Alternatives for Handling Low-Level Radioactive Waste Spent Ion Exchange Resins from Commercial Nuclear Power Plants: U. S. N. R. Commission Report. 2013.
  5. Сорокин В.Т., Прохоров Н.А., Павлов Д.И. // Радиоактивные отходы. 2021. № 2(15). С. 39-48.
  6. Савкин А.Е., Осташкина Е.Е., Павлова Г.Я., Карлина О.К. Вопр. атом. науки и техники. Сер.: Материаловедение и новые материалы. 2016. № 3 (86). С. 40-49.
  7. Wan Zh., Xu L., Wang L. // Chem. Eng. J. 2016. Vol. 284. P. 733-740. https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.09.004
  8. Савкин А.Е., Карлина О.К. // Радиоактивные отходы. 2018. № 1 (2). С. 54-61.
  9. Treatment of Spent Ion-Exchange Resins for Storage and Disposal: Tech. Report Ser. N 254. Vienna: IAEA, 1985. 103 p.
  10. Смольников М.И., Марков В.Ф., Маскаева Л.Н., Бобылев А.Е., Мокроусова О.А. // Бутлеровские сообщения. 2017. Т. 49, № 3. С. 119-134. ROI: jbc-01/17-49-3-119
  11. Hanaoka T., Arao Y., Kayaki Y., Kuwata S., Kubouchi M. // Polym. Degrad. Stab. 2021. Vol. 186. Article 109537. https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2021.109537
  12. Ryu S., Noh K., Jang M., Kim S. // Nucl. Technol. 2021. Vol. 208, N 1. P. 154-159. https://doi.org/10.1080/00295450.2020.1864174
  13. Palamarchuk M., Egorin A., Golikov A., Trukhin I., Bratskaya S. // J. Hazard. Mater. 2021. Vol. 416. Article 125880. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2021.125880
  14. Huang C.-P., Tsai M.-T., Li Y.-J., Huang Y.-H., Chung T.-Y. // Prog. Nucl. Energy. 2020. Vol. 125. Article 103377. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2020.103377
  15. Kozlova M.M., Markov V.F., Maskaeva L.N., Smol'nikov M.I., Savinykh S.D. // Russ. J. Phys. Chem. A. 2020. Vol. 94, N 12. P. 2450-2458.
  16. Milyutin V.V., Kharitonov O.V., Firsova L.A., Nekrasova N.N., Kozlitin E.A. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2020. Vol. 325. P. 667-671. https://doi.org/10.1007/s10967-020-07277-4
  17. Hanaoka T., Arao Y., Kayaki Y., Kuwata S., Kubouchi M. // ACS Sustain. Chem. Eng. 2021. Vol. 9. P. 12520-12529. https://doi.org/10.1021/acssuschemeng.1c01737
  18. Feng W., Li J., Gao K., An H., Wang Y. // Prog. Nucl. Energy. 2020. Vol. 130. Article 103566. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2020.103566
  19. Андреева Е.В., Костов М.А., Наземцева Г.И., Чупрынин С.А. // Энергетические установки и технологии. 2015. Т. 1, № 1. С. 71-77.
  20. Сорокин В.Т., Прохоров Н.А., Гатауллин Р.М., Бабкин А.Н., Березовский А.В., Павлов Д.И. // Радиоактивные отходы. 2022. № 2 (19). С. 25-34. https://doi.org/10.25283/2587-9707-2022-2-25-34
  21. Осташкина Е.Е., Савкин А.Е., Камаева Т.С., Кузнецова Н.М. // Радиоактивные отходы. 2022. № 4 (21). С. 6-12. https://doi.org/10.25283/2587-9707-2022-4-6-12
  22. Катионит КУ-2-8. Электронный ресурс: https://waterhim.ru/ionoobmennye-smoly/kationit-ku-2-8-02 (дата посещения: 20 февраля 2023 г.)
  23. Kulyukhin S.A., Krasavina E.P., Gordeev A.V., Seliverstov A.F., Zakharova Yu.O., Nevolin Yu.M. // Prog. Nucl. Energy. 2022. Vol. 149. Article 104277. https://doi.org/10.1016/j.pnucene.2022.104277
  24. Brahler G., Slametschka R., Kanda M., Matsuzaki S. // Nucl. Environ. Safety. 2013. N 3-4. P. 62-66.
  25. Selemenev V.F., Zagorodni A.A. // React. Funct. Polym. 1999. Vol. 39. P. 53-62. PII: S1381-5148(97)00173-9
  26. Zagorodni A.A., Kotova D.L., Selemenev V.F. // React. Funct. Polym. 2002. Vol. 53. P. 157-171. PII: S1381-5148(02)00170-0
  27. Ghosh S., Dhole K., Tripathy M.K., Kumar R., Sharma R.S. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2015. Vol. 304. P. 917-923. https://doi.org/10.1007/s10967-014-3906-3
  28. Nakanishi K. Infrared Absorption Spectroscopy, Practical. San Francisco: Holden-Day, 1962. 233 p.
  29. Smith A.L. Applied Infrared Spectroscopy: Fundamentals, Techniques, and Analytical Problem-Solving. New York: Wiley, 1979. 336 p.ISBN: 978-0-471-04378-2
  30. Тарасевич Б.Н. ИК спектры основных классов органических соединений. М.: МГУ им. М.В. Ломоносова, 2012. 55 с.
  31. NIST Standard Reference Database Number 69 // Электронный ресурс: http://webbook.nist.gov/chemistry/ (дата посещения: 20 февраля 2023 г.)
  32. JCPDS-Int. Centre for Diffraction Data. PDF 00-080-0845, Na2CO3·H2O.
  33. Безрукова С.А. Карбоновые кислоты и их функциональные производные. Северск: Северский технол. ин-т, 2011.
  34. Beltran F.J. Ozone Reaction Kinetics for Water and Wastewater Systems. London: Lewis, 2003. 384 p. ISBN 9781566706292.
  35. JCPDS-Int. Centre for Diffraction Data. PDF 00-001-1047, Ni(OH)2.
  36. JCPDS-Int. Centre for Diffraction Data. PDF 00-035-0505, Cu(OH)2.
  37. JCPDS-Int. Centre for Diffraction Data. PDF 00-043-0347, Na2U2O7.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences