Одержання високоефективних силікатних матеріалів для захисту водного басейну від радіоактивного забруднення

Застосування сучасних підходів хімії поверхні та колоїдної хімії дає змогу цілеспрямовано підвищити сорбційні ємність та селективність матеріалів на основі глинистих мінералів за рахунок регулювання характеристик пористої структури та зміни природи активних сорбційних центрів. Важливою особливістю глинистих мінералів є їх значна обмінна ємність, що пов’язана з широко розвиненим гетеровалентним ізоморфізмом, а також з Si – OН та Al – OН функціональними групами на бічних гранях алюмокремнекисневих пакетів. Однак, широке використання більшості шаруватих силікатів у водоочисних технологіях є суттєво обмеженим у зв'язку з їх недостатньою селективністю та високою дисперсністю в природному стані, що робить неможливим створення безперервних виробничих процесів.

Модифікування поверхні молекулами катіонних поверхнево-активних речовин та крупно розмірних полігідроксокомплексів металів обумовлює можливість формування бажаної пористої структури та хімії поверхні, що забезпечує підвищення селективності по відношенню до найнебезпечніших токсикантів як в катіонних, так і в аніонних формах (уран, арсен, хром та ін.).

Встановлено основні фізико-хімічні закономірності процесів одержання високоефективних по відношенню до радіонуклідів та важких металів сорбуючих силікатних матеріалів на основі шаруватих та шарувато-стрічкових силікатів з використанням крупних неорганічних полігідроксокомплексів металів та нанорозмірного заліза з підвищеними сорбційною ємністю та селективністю.
Одержано стовпчасті (пілар-) монтморилоніти, які можуть бути використані як перспективні сорбенти для вилучення важких металів та радіонуклідів із водного середовища, в тому числі і з мінералізованих розчинів, а також як ефективні каталізатори. Досліджено структуру та фізико-хімічні властивості синтезованих мікро-мезопоруватих сорбентів. Показано, що отримані матеріали ефективно видаляють катіонні, аніонні форми та негативно заряджені комплекси неорганічних токсикантів в широкому діапазоні рН на відміну від вихідного мінералу.

Синтезовано композиційні сорбційні матеріали з нанесеним шаром нанорозмірного Fe0 та встановлено сорбційно-відновлювальний механізм видалення окиснених форм токсикантів (урану, хрому). Досліджено реологічні властивості суспензії нанодисперсного реакційноактивного матеріалу на основі глинистого мінералу палигорськіту та показано можливість його використання для очищення підземних вод від забруднення сполуками урану. Запропоновано технологічну схему одержання активних сорбційно-відновлювальних матеріалів для очищення підземних вод від забруднення стічними водами переробки уранових руд Східного гірничо-збагачувального комбінату (м. Жовті Води), яка базується на використанні дешевої силікатної сировини (природних глин) та доступних реагентів і не потребує складного технологічного обладнання.