сорбент для очистки молока от радиоактивного цезия

Формула изобретения

Сорбент для очистки молока от радиоактивного цезия, содержащий ферроцианид меди-калия и клиноптилолит, отличающийся тем, что он дополнительно содержит пенополивинилформаль при следующем соотношении компонентов, мас.

Пенополивинилформаль 14 44

Клиноптилолит 50 80

Ферроцианид меди-калия 4 6о

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области сорбционной очистки жидкостей от радиоактивных загрязнений и может найти применение при очистке молока от радиоактивного цезия.

Наиболее близким к заявляемому сорбенту по технической сущности и достигаемому результату является сорбент для очистки молока от радиоактивного цезия, представляющий собой зерна клиноптилолита, на поверхность пор которых осажден ферроцианид переходного металла, в частности меди. При скорости пропускания молока 50 колоночных объемов/час средняя степень очистки 500 колоночных объемов (к.о.) составляет 90% т.е. коэффициент очистки около 10. После пропускания 500 к.о. сорбент необходимо удалить из фильтрующего устройства и заменить его на новый [1]

Недостатком сорбента является то, что он состоит из отдельных зерен и при замене отработавшего сорбента на новый происходит пыление и рассыпание частиц, содержащих радиоактивный цезий, приводящее к загрязнению окружающей среды. Кроме этого, в процессе очистки молока, а также при стерилизации сорбента кипячением из него вымывается мелкая фракция за счет истирания частиц.

Задачей данного изобретения является устранение указанных недостатков сорбента по прототипу путем замены зерненого материала на механически прочную, пористую матрицу, что исключает возможность радиоактивного загрязнения окружающей среды при замене сорбента в фильтрующем устройстве. Сорбент состоит из пенополивинилформаля, клиноптилолита и ферроцианида меди, калия при следующем соотношении компонентов, мас.

поливинилформаль 14 44

клиноплитолит 50 80

ферроцианид меди, калия 4 6

Кажущийся удельный вес сорбента зависит от его состава и колеблется в интервале 0,15-0,25 г/см³, водопоглощение 300 600 мас. Сорбент представляет собой механически прочный материал и не содержит каких-либо токсичных продуктов.

Способ приготовления сорбента заключается в том, что в матрицу пенополивинилформаля (ППВФ) вводят порошкообразный клиноптилолит (Кл) в весовом отношении ППВФ Кл 0,5-3,5 1. Полученный материал поочередно обрабатывают растворами аммиаката меди и ферроцианида калия, промывают и высушивают при температуре 40 80^oС. Эффективность работы сорбента зависит, главным образом, от содержания в нем ферроцианида меди, калия и характеризуется значениями коэффициентов распределения (Кр) цезия-137.

Для определения Кр цезия-137 навески образцов сорбента различного состава встряхивали до достижения равновесия с раствором, имитирующим по солевому составу молоко и содержащим 210⁴ Бк/л цезия-137. Отношение Т:Ж составляло 1000. В табл. 1 приведены результаты по определению Кр цезия-137.

Как видно из данных таблицы 1 наиболее высокие Кр цезия-137 получены при соотношении компонентов ППВФ:Кл:К₂Cu₃[Fe(CN)₆]₂ 14-44:50-80:4-6. Уменьшение содеpжания клиноптилолита меньше 50% и ферроцианида меди, калия меньше 4% приводит к снижению Кр цезия-137, особенно в расчете на единицу объема сорбента, а именно эта величина определяет эффективность работы сорбента в динамических условиях. Увеличение содержания клиноптилолита более 80% не сопровождается увеличением содержания ферроцианида меди, калия и не увеличивает Кр и поэтому нецелесообразно.

Пример очистки молока с использованием заявляемого сорбента. Сорбент состава ППВФ 19 масс. Кл 75 масс. K₂Cu₃[Fe(CN)₆]₂ 6 масс. в виде круглой пластины диаметром 2,8 см и высотой 1,6 см помещали в ячейку, через которую пропускали молоко, содержащее 210⁴ Бк/л цезия-137. Скорость пропускания молока составила около 500 см³/час (50 к.о./час).

В табл. 2 приведены результаты очистки молока от цезия-137 сорбентом, состава ППВФ-19% Кл-75 мас. K₂Cu[Fe(CH₆)]₂-6 мас.

В табл. 2 приведены показатели молока до очистки (в числителе) и после очистки (в знаменателе). Из таблицы 2 видно, что заявляемый сорбент позволяет уменьшить концентрацию цезия в молоке более чем в 10 раз, средняя степень извлечения цезия 94% при пропускании 500 к.о./ч. При этом не наблюдается забивания сорбента жиром. Физико-химические и органолептические показатели очищенного молока полностью сохраняются. Стерилизация кипячением предлагаемого сорбента не приводит к какому-либо изменению его свойств.