Oczyszczanie wód z nuklidów promieniotwórczych z wykorzystaniem zeolitów

Zeolity są uwodnionymi, krystalicznymi glinokrzemianami metali, w szczególności Na, K, Mg, Ca, Sr i Ba, I i II grupy układu okresowego. Obecnie znane jest ponad 35 zeolitów naturalnych i ponad 150 zeolitów syntetycznych. Wśród zeolitów syntetycznych do najważniejszych można zaliczyć zeolity typu NaP i Na-X, Na-Y, 4A-X a do naturalnych mordenit, klinoptylolit i chabazyt. Jedną z możliwości zastosowań zeolitów jest usuwanie z wód zanieczyszczeń promieniotwórczych. Podjęto badania dotyczące możliwości wykorzystania tych substancji do oczyszczania wód kopalnianych z nuklidów promieniotwórczych z wykorzystaniem zeolitów naturalnych i sztucznych. W badaniach skoncentrowano się na usuwaniu z wód naturalnych nuklidów promieniotwórczych. Prezentowane badania polegały na przepuszczaniu przez kolumny(ę) z zeolitami oczyszczanej wody i odbieraniu na wylocie z kolumny kolejnych porcji wody oczyszczonej. W ten sposób otrzymywano dla każdej z badanych mieszanin serię próbek, które następnie były poddawane preparatyce chemicznej i pomiarom z wykorzystaniem techniki spektrometrii ciekłoscyntylacyjnej. W badaniach wykorzystano zeolit syntetyczny typu NaP1. Zeolity typu NaP1 otrzymywane są w wyniku reakcji hydrotermalnej odpadów (popiołów lotnych – powstających w wyniku energetycznego spalania węgla) z ługiem sodowym (NaOH). Badania wykazały wysoką efektywność usuwania izotopów radu z wód przeznaczonych do spożycia oraz kopalnianych.

Zeolites are hydrated, crystalline aluminosilicate minerals, containing metals from I and II group of periodic table of elements, especially Na, K, Mg, Sr, Ca and Ba. Nowadays more than 35 different natural zeolites are known as well as 150 synthetic ones. Among the latter zeolites, the most important are zeolites of NaP1 and Na-X types, Na-Y and 4A-X, while among natural zeolites best known are clinoptylolite, chabazite and mordenite. One of the possibilities of zeolite application is removal of radioactive contamination from water. For removal of radionuclides from mine waters the investigations on use of natural and synthetic zeolites have been undertaken, aimed on removal of radium isotopes. Laboratory experiments were performed with use of columns, filled with zeolite materials, through which treated water was percolating and aliquots of purified water were collected at outlet. For each of zeolite bed a series of samples (aliquots) were analysed – the radiochemical preparation of samples was done to retrieve radium isotopes. The prepared samples were measured with use of liquid scintillation spectrometry. The tested zeolite materials were synthetic zeolite NaP1, produced in the hydrothermal reaction of fly ash and sodium base (NaOH) and clinoptylolite. The high efficiency of radium removal with application of this technique was found not only for mine waters but also for potable waters.