Radwaste Treatment

Radwaste Treatment Applications

O íon amônio se forma quando o pH é menor que 9 (de preferência menor que 8). O amônio é um cátion monovalente. As resinas catiônicas, como CG8 e CG10, têm seletividade modesta para o íon amônio em comparação com o sódio, mas baixa seletividade em comparação com os íons de dureza, como o cálcio e o magnésio. SIR-600 tem seletividade muito alta para amônio, mas capacidade bastante baixa e requer uma dose de sal bastante grande (normalmente pelo menos 30 libras de NaCl por pé cúbico).

O antimônio é um elemento químico com o símbolo Sb (do latim: stibium) e o número atômico 51. Um metalóide cinza brilhante, é encontrado na natureza principalmente como o mineral de sulfeto estibnita (Sb2S3). Os compostos de antimônio são conhecidos desde os tempos antigos e eram pulverizados para uso como remédios e cosméticos, geralmente conhecidos pelo nome árabe, kohl. O antimônio metálico também era conhecido, mas foi erroneamente identificado como chumbo ao ser descoberto. No Ocidente, foi isolado pela primeira vez por Vannoccio Biringuccio e descrito em 1540.
Por algum tempo, a China foi o maior produtor de antimônio e seus compostos, com a maior parte da produção vindo da mina Xikuangshan em Hunan. Os métodos industriais de refino do antimônio são torrefação e redução com carbono ou redução direta da estibnita com ferro.
O antimônio puro é um metal macio e quebradiço. O antimônio forma compostos semelhantes ao seu elemento irmão arsênico e é mais comumente encontrado em seu estado de oxidação +3. As maiores aplicações do antimônio metálico são as ligas de chumbo e estanho e as placas de chumbo-antimônio em baterias de chumbo-ácido. Ligas de chumbo e estanho com antimônio têm propriedades melhoradas para soldas, balas e bronzinas. Também é usado como um componente em retardadores de fogo e em certas sínteses químicas orgânicas.

Os híbridos de ânions de base forte à base de ferro são eficazes para remover o antimônio de águas boratadas encontradas em usinas nucleares.

Césio ou césio é um elemento químico com símbolo Cs e número atômico 55. É um metal alcalino macio e prateado com um ponto de fusão de 28,5 ° C (83,3 ° F), o que o torna um dos apenas cinco metais elementares que são líquidos à temperatura ambiente ou próximo a ela. O césio tem propriedades físicas e químicas semelhantes às do rubídio e do potássio. É o elemento menos eletronegativo. Ele tem apenas um isótopo estável, césio-133. O césio é extraído principalmente da polucita, enquanto os radioisótopos, especialmente o césio-137, um produto da fissão, são extraídos dos resíduos produzidos por reatores nucleares.
O químico alemão Robert Bunsen e o físico Gustav Kirchhoff descobriram o césio em 1860 pelo método recém-desenvolvido de espectroscopia de chama. As primeiras aplicações em pequena escala do césio foram como “getter” em tubos de vácuo e em células fotoelétricas. Em 1967, a partir da prova de Einstein de que a velocidade da luz é a dimensão mais constante do universo, o Sistema Internacional de Unidades usou duas contagens de ondas específicas de um espectro de emissão de césio-133 para codificar a segunda e o metro. Desde então, o césio tem sido amplamente utilizado em relógios atômicos de alta precisão.
O césio metálico é altamente reativo no ar e especialmente na água, reagindo de forma explosiva, mesmo em temperaturas tão baixas quanto −116 ° C (−177 ° F). O césio forma exclusivamente um cátion monovalente. Quase todos os sais de césio são facilmente solúveis em água.

O SIR-600 tem uma seletividade extremamente alta para o césio. O césio é capturado por peneiramento molecular e também em troca. As resinas catiônicas da forma de hidrogênio, como CG8-H, também podem ser usadas, mas sua capacidade de remover o césio é limitada por outros íons em solução. Em geral, ao usar resinas do tipo SAC para remover o césio, é necessário remover todos os outros cátions junto com o césio.

Como o césio, o estrôncio é um radionuclídeo produto da fissão que pode aparecer em águas subterrâneas impactadas.

O iodo radioativo é um isótopo artificial com propriedades semelhantes a outros isótopos de iodo. O rádio-iodo está presente na água como iodeto. Como um íon traço, pode ser removido por vários tipos de resinas de ânions de base forte, favorecendo as aminas superiores. Prata e mídias impregnadas de prata mostram afinidade aumentada para iodetos.

Pertecnetato, Tc-99, é um composto técnico usado em algumas aplicações de radioisótopos farmacêuticos.

O rádio é um elemento químico com o símbolo Ra e número atômico 88. É o sexto elemento do grupo 2 da tabela periódica, também conhecido como metais alcalino-terrosos. O rádio puro é branco prateado, mas se combina prontamente com o nitrogênio (em vez do oxigênio) quando exposto ao ar, formando uma camada superficial preta de nitreto de rádio (Ra3N2). Todos os isótopos de rádio são altamente radioativos, com o isótopo mais estável sendo o rádio-226, que tem meia-vida de 1600 anos e decai em gás radônio (especificamente o isótopo radônio-222). Quando o rádio se decompõe, a radiação ionizante é um produto que pode excitar produtos químicos fluorescentes e causar radioluminescência.
O rádio é o produto filho da decomposição do urânio e é o metal alcalino-terroso mais pesado. Foi descoberto na forma de cloreto de rádio por Marie e Pierre Curie em 1898. Eles extraíram o composto de rádio da uraninita e publicaram a descoberta na Academia Francesa de Ciências cinco dias depois. O rádio foi isolado em seu estado metálico por Marie Curie e André-Louis Debierne por meio da eletrólise do cloreto de rádio em 1911.
Ele tem a propriedade de luminescência e já foi usado para fazer os mostradores dos relógios brilharem no escuro, bem como para vários produtos charlatães.

O rádio forma um cátion divalente na água e pode ser removido por resinas amaciantes de água, junto com outros íons de dureza. Exceto para o primeiro ciclo de exaustão, o vazamento de rádio ocorre logo após o vazamento de dureza, portanto, a resina é usada como um amaciante comum com regeneração de salmoura em intervalos regulares.

A resina catiônica macroporosa altamente reticulada estendeu a operação de primeiro ciclo além da quebra de dureza e pode ser usada em aplicações de uso único quando a dureza e o TDS não são muito altos. RSM-50 possui sulfato de bário depositado nos poros da resina. O rádio é primeiro trocado e depois transferido para o precipitante, permitindo uma carga muito maior e um rendimento mais longo.

Os níveis de sílica devem ser mantidos em níveis muito baixos no ciclo nuclear. A maioria dos métodos de remoção também remove o boro, que é usado no sistema como moderador. Formas especiais de resina de troca iônica borada removerão seletivamente a sílica nesses ambientes e manterão o nível de boro desejado.

O desenvolvimento da energia nuclear deixou um legado de contaminação das águas subterrâneas em alguns locais que incluem a presença de alguns metais pesados e cromato.

O urânio é um elemento químico com o símbolo U e o número atômico 92. É um metal branco prateado da série dos actinídeos da tabela periódica. Um átomo de urânio tem 92 prótons e 92 elétrons, dos quais 6 são elétrons de valência. O urânio é fracamente radioativo porque todos os seus isótopos são instáveis (com meia-vida dos seis isótopos naturalmente conhecidos, urânio-233 a urânio-238, variando entre 69 anos e 4,5 bilhões de anos). Os isótopos mais comuns no urânio natural são o urânio-238 (que tem 146 nêutrons e é responsável por mais de 99%) e o urânio-235 (que tem 143 nêutrons). O urânio tem o maior peso atômico dos elementos que ocorrem primordialmente. Sua densidade é cerca de 70% superior à do chumbo e ligeiramente inferior à do ouro ou do tungstênio.
Ocorre naturalmente em baixas concentrações de algumas partes por milhão no solo, rocha e água, e é extraído comercialmente de minerais contendo urânio, como a uraninita.
Na natureza, o urânio é encontrado como urânio-238 (99,2739–99,2752%), urânio-235 (0,7198–0,7202%) e uma quantidade muito pequena de urânio-234 (0,0050–0,0059%). Embora o U238 seja quase estável, o U235 é significativamente radioativo e também físsil (pode suportar reações em cadeia). O urânio decai lentamente, emitindo uma partícula alfa. A meia-vida do urânio-238 é de cerca de 4,47 bilhões de anos e a do urânio-235 é de 704 milhões de anos, o que os torna úteis na datação da idade da Terra.

O urânio em água potável é facilmente removido por uma variedade de resinas de ânions de base forte. Embora as resinas aniônicas sejam consideradas a melhor tecnologia disponível para pequenos sistemas, seu uso é complicado por limitações no descarte de resíduos que contêm resíduos de urânio.

O urânio pode ser removido dos resíduos de mineração ácida por uma variedade de resinas catiônicas de ácido forte.

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