Zeitschrift für Kernenergiewissenschaft und Energieerzeugungstechnologie

Selektive Entfernung von Cs + und Sr 2+ aus Meerwasser durch neuartige Zeolith-Wabenmodellierung

Md. Shakilur Rahman, Hitoshi Mimura, Minoru Matsukura und Fatema Binte Amin

Die Sorptionsentfernung von Cäsium- und Strontiumionen aus chemisch synthetisiertem faserförmigem Mordenit (M) und Zeolith Typ „A“ in Form von Waben in Meerwasser, bestehend aus den konkurrierenden Kationen Na ⁺ , Mg ²⁺ , Ca ²⁺ und K ^+, wurde untersucht. Die Batch-Experimente wurden durchgeführt, um die Wirkung verschiedener Parameter zu untersuchen, wie beispielsweise anfängliche Kontaktzeit, Aufnahme zum Volumen-Masse-Verhältnis, Verteilungskoeffizienten ( K _d )-Faktor und Wirkung auf die Temperatur. Die Aufnahme (%) von Cs ⁺ -Ionen für Mordenitwaben bei V/m = 100 cm ³ /g wurde mit 86,8 % bzw. 57,9 % innerhalb von 18 Stunden in reinem Wasser und 15 Stunden in Meerwasser gemessen. Andererseits betrug die Aufnahme (%) von Sr2 ⁺ -Ionen für Zeolithwaben des Typs „A“ 99,2 % innerhalb von 24 Stunden und 69,0 % innerhalb von 3 Stunden in reinem Wasser bzw. Meerwasser. Die Adsorption von Cs ⁺ und Sr2 ⁺ durch eine kompakte Säule auf Mordenit und Zeolithwaben des Typs „A“ bei einem Fluss von 1 cm3 ^/ min und 3 cm3 ^/ min wurde beobachtet und nahm mit der Zirkulationszeit und dem Fluss zu und erreichte nach 7 Tagen ein Maximum von 64,5 % bzw. 70,3 % für Cs und 52,7 % bzw. 71,2 % für Sr. Die mit zunehmendem Fluss zunehmende Adsorption weist darauf hin, dass die Gesamtkinetik mit der Zeit des Sorptionsprozesses in der Säule vom externen Massentransfer dominiert wurde, was ein günstiger Indikator ist. Es wurde eine mathematische Beziehung zwischen Adsorption und Zeit und Masse-Volumen-Verhältnis festgestellt. Die Verfestigung des Zeoliths zeigt eine ausgezeichnete Immobilisierung von weniger als 1 % bei 1200ºC für beide erhaltenen Zeolithe.