Localization of iodine and uranyl carbonate complex on metal-containing clay materials from aqueous media

Cover Page

Cite item

Full Text

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

Abstract

The processes of localization of I2, I–, and [UO2(CO3)3]4– from aqueous solutions under static conditions on metal-containing clay powders from kaolin clays of the Kampanovskoye deposit and from bentonite clays of the 10th Khutor and Dinozavrovoe deposits were investigated. The studies were carried out with Cu-, Ni-, Zn-, and Fe-containing clay powders treated with a 2 mol/L solution of hydrazine hydrate. It was shown that the [UO2(CO3)3]4– complex is not sorbed on the synthesized clay materials from aqueous solutions under static conditions. It has been established that the synthesized clay materials are capable of not only reducing the amount of the molecular form of iodine in an aqueous solution, but also sorbing the ionic form of iodine from an aqueous solution of KI to almost 100% at a concentration of I– less than 10–2 mol/L.

Full Text

Restricted Access

About the authors

E. P. Krasavina

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

Email: kulyukhin@ipc.rssi.ru
Russian Federation, Moscow, 119071

K. V. Martynov

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

Email: kulyukhin@ipc.rssi.ru
Russian Federation, Moscow, 119071

K. G. Arzumanova

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

Email: kulyukhin@ipc.rssi.ru
Russian Federation, Moscow, 119071

A. V. Gordeev

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

Email: kulyukhin@ipc.rssi.ru
Russian Federation, Moscow, 119071

A. Y. Bomchuk

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

Email: kulyukhin@ipc.rssi.ru
Russian Federation, Moscow, 119071

V. O. Zharkova

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

Email: kulyukhin@ipc.rssi.ru
Russian Federation, Moscow, 119071

S. A. Kulyukhin

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

Author for correspondence.
Email: kulyukhin@ipc.rssi.ru
Russian Federation, Moscow, 119071

References

  1. Geological Repository Systems for Safe Disposal of Spent Nuclear Fuels and Radioactive Waste / Eds M.J. Apted, J. Ahn. Duxford: Woodhead, 2017. 2nd Ed. ISBN: 978-0-08-100652-8
  2. Мартынов К.В., Захарова Е.В., Дорофеев А.Н., Зубков А.А., Прищеп А.А. // Радиоактивные отходы. 2020. № 3 (12). С. 39–53. https://doi.org/10.25283/2587-9707-2020-3-39-53
  3. Мартынов К.В., Захарова Е.В., Дорофеев А.Н., Зубков А.А., Прищеп А.А. // Радиоактивные отходы. 2020. № 4 (13). С. 42–57. https://doi.org/10.25283/2587-9707-2020-4-42-57
  4. Sellin P., Leupin O.X. // Clays Clay Miner. 2013. Vol. 61. N 6. P. 477–498. https://doi.org/00010.1346/CCMN.2013.0610601
  5. Tan Y., Xu X., Ming H., Sun D. // Ann. Nucl. Energy. 2022. Vol. 165. ID 108660. https://doi.org/10.1016/j.anucene.2021.108660
  6. Медведева Н.А., Ситева О.С., Середин В.В. // Вестн. ПНИПУ. Геология. Нефтегазовое и горное дело. 2018. Т. 18. № 2. С. 118–128. https://doi.org/10.15593/2224-9923/2018.4.2
  7. Liu C., Xu Q., Xu Y., Wang B., Long H., Fang S., Zhou D. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2022. Vol. 331. N 1. P. 597–607. https://doi.org/10.1007/s10967-021-08123-x
  8. Blokhin P.A., Bogatov S.A., Boldyrev K.A., Sobolev D.A. // Radioactive Waste. 2024. N 1 (26). P. 57–68. https://doi.org/10 25283/2587-9707-2024-1-57-68
  9. Goo J.-Y., Kim B.-J., Kwon J.-S., Jo H.Y. // Appl. Clay Sci. 2023. Vol. 245. ID 107141. https://doi.org/10.1016/j.clay.2023.107141
  10. Tsai T.-L., Tsai S.-C., Chang D.-M., Cheng W.-H. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2021. Vol. 330. N 3. P. 1317–1327. https://doi.org/10.1007/s10967-021-08041-y
  11. Fukatsu Y., Yotsuji K., Ohkubo T., Tachi Y. // Appl. Clay Sci. 2021. Vol. 211. ID 106176. https://doi.org/10.1016/j.clay.2021.106176
  12. Niu X., Elakneswaran Y., Islam C.R., Provis J.L., Sato T. // J. Hazard. Mater. 2022. Vol. 429. ID 128373. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2022.128373
  13. Никитина Н.В., Казаринов И.А., Фартукова Е.В. // Изв. Саратовск. ун-та. Нов. Сер. Сер. Химия. Биология. Экология. 2018. Т. 18. N 1. С. 20–24. https://doi.org/10.18500/1816-9775-2018-18-1-20-24.
  14. Никитина Н.В., Комов Д.Н., Казаринов И.А., Никитина Н.В. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2016. Т. 16. № 2. С. 191–199.
  15. Buzetzky D., Kovacs E.M., Nagy M.N., Konya J. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2019. Vol. 322. N 3. P. 1771–1776. https://doi.org/10.1007/s10967-019-06852-8
  16. Тюпина Е.А., Прядко А.В. // Сорбционные и хроматографические процессы. 2023. Т. 23. № 1. С. 74–85. https://doi.org/10.17308/sorpchrom.2023/10995
  17. Шарло Г. Методы аналитической химии. Количественный анализ неорганических соединений. М.: Химия, 1957. Т. 2.
  18. Ксензенко В.И., Стасиневич Д.С. Химия и технология брома, иода и их соединений. М.: Химия, 1995. С. 69.
  19. Метод Фольгарда // Электронный ресурс: https://referatwork.ru/category/obrazovanie/view/212766_metod_fol_gardaс (дата посещения: 25.04.2024)
  20. Красавина Е.П., Мартынов К.В., Арзуманова К.Г., Бессонов А.А., Гордеев А.В., Бомчук А.Ю., Жаркова В.О., Кулюхин С.А. // Радиохимия. 2024. Т. 66, № 2. С.
  21. JCPDS—Int. Centre for Diffraction Data. PDF 01-075-0938, Al2Si2O5(OH)4 (каолинит).
  22. JCPDS—Int. Centre for Diffraction Data. PDF 01-085-0798, кварц.
  23. JCPDS—Int. Centre for Diffraction Data. PDF 00-002-0291, Al2O3H2O (диаспор).
  24. JCPDS—Int. Centre for Diffraction Data. PDF 00-031-0582, H2Si2O5 (кремневая кислота).
  25. JCPDS—Inter. Centre for Diffraction Data. PDF 01-074-1879, AlO(OH) (диаспор).
  26. JCPDS—Int. Centre for Diffraction Data. PDF 00-033-0252, Ca2Al2O5 (алюминат кальция).
  27. JCPDS—Inter. Centre for Diffraction Data. PDF 00-035-0061, H8Si8O20∙ xH2O (кремневая кислота, гидрат).
  28. JCPDS—Inter. Centre for Diffraction Data. PDF 00-045-0423, H2Si14O29∙xH2O (кремневая кислота, гидрат).
  29. JCPDS—Int. Centre for Diffraction Data. PDF 00-038-1429, Ca3Al2O6 (алюминат кальция).
  30. JCPDS—Int. Centre for Diffraction Data. PDF 01-070-0839, Ca9Al6O18 (алюминат кальция).
  31. JCPDS—Int. Centre for Diffraction Data. PDF 00-029-1498, Na0.3(Al,Mg)2Si4O10(OH)2∙4H2O (монтмориллонит в Na-форме).
  32. JCPDS—Int. Centre for Diffraction Data. PDF 00-013-0125, Ca0.2(Al,Mg)2Si4O10(OH)2∙4H2O (монтмориллонит в Ca-форме).
  33. JCPDS—Int. Centre for Diffraction Data. PDF 00-048-0539, CaAl13.2O20.8 (алюминат кальция).
  34. JCPDS—Int. Centre for Diffraction Data. PDF 00-029-0281, CaAl2O48.5H2O (алюминат кальция).
  35. JCPDS—Int. Centre for Diffraction Data. PDF 00-016-0339, Ca2Al(OH)7∙6.5H2O (гидроксиалюминат кальция).
  36. Кулюхин С.А., Неволин Ю.М., Красавина Е.П., Румер И.А., Кулемин В.В. // Материалы Всеросс. научн. конф. «IV Байкальский материаловедческий форум (БМФ 2022)». Улан-Удэ – оз. Байкал, Россия, 2022. С. 339–340.
  37. Patil K.C., Nesamani C., Pai Verneker V.R. // Synth. React. Inorg. Met.-Org. Chem. 1982. Vol. 12. N 4. P. 383–395.
  38. Кулюхин С.А., Мизина Л.В., Тишина А.А., Румер И.А., Красавина Е.П. // Радиохимия. 2010. Т. 52. № 2. С. 165–171.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download
2. Fig. 1. Initial and metal-containing clay materials after GG treatment. Arrangement of samples from left to right, 1st row from top: KGPO-23-GG, KGPO-23-Fe-GG, KGPO-23-Ni-GG, KGPO-28-GG; 2nd row from top: KhBGP-GG, KhBGP-Fe-GG, KhBGP-Cu-GG, DB-GG; 3rd row from top: DB-Fe-GG, DB-Ni-GG, DB-Cu-GG, DB-Zn-GG.

Download (432KB)
Indexing metadata
3. Fig. 2. Initial and metal-containing clay KGPO-23 before and after GG treatment. 1 – KGPO-23-W, 2 – KGPO-23-GG, 3 – KGPO-23-Fe, 4 – KGPO-23-Fe-GG, 5 – KGPO-23-Ni, 6 – KGPO-23-Ni-GG; K – kaolinite [21], Q – quartz [22], D – diaspore Al2O3Ч.

Download (210KB)
Indexing metadata
4. Fig. 3. Clay KGPO-28 before and after processing with GG. 1 – KGPO-28-W, 2 – KGPO-28-GG; K – kaolinite [21], Q – quartz [22], D – diaspore AlO(OH) [25], S – silicic acid [24], A – calcium aluminate Ca2Al2O5 [26].

Download (145KB)
Indexing metadata
5. Fig. 4. Initial and metal-containing clay CBGP before and after treatment with GG. 1 – CBGP-W, 2 – CBGP-GG, 3 – CBGP-Fe, 4 – CBGP-Fe-GG, 5 – CBGP-Cu, 6 – CBGP-Cu-GG; Q – quartz [22], S – silicic acid HxSiyOz∙nH2O (x = 8, 2; y = 8, 14; z = 20, 29) [27, 28], A – calcium aluminate Ca3Al2O6 [29] (or Ca9Al6O18 [30]), Na-Mt – montmorillonite in the Na form [31], Ca-Mt – montmorillonite in the Ca form [32].

Download (191KB)
Indexing metadata
6. Fig. 5. Initial and metal-containing clay DB before and after treatment with GG. 1 – DB-W, 2 – DB-GG, 3 – DB-Fe, 4 – DB-Fe-GG, 5 – DB-Ni, 6 – DB-Ni-GG, 7 – DB-Cu, 8 – DB-Cu-GG, 9 – DB-Zn, 10 – DB-Zn-GG; Ca-Mt – montmorillonite in the Ca-form [32], Q – quartz [22], S – silicic acid H2Si14O29∙ xH2O [28], A – calcium aluminate Ca3Al2O6 [29], A1 – calcium aluminate CaAl13.2O20.8 [33] (or CaAl2O4∙ 8.5H2O [34]), HA – calcium hydroxyaluminate aqueous Ca2Al(OH)7∙ 6.5H2O [35].

Download (248KB)
Indexing metadata

Copyright (c) 2024 Russian Academy of Sciences

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».