Barium이 함침된 4A 제올라이트 (BaA)에 의한 고방사성해수폐액에서 Sr의 흡착 제거

이일희; 이근영; 김광욱; 김익수; 정동용; 문제권; 최종원

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자료유형: 학술저널

저자정보: 이일희 (한국원자력연구원) 이근영 (한국원자력연구원) 김광욱 (한국원자력연구원) 김익수 (한국원자력연구원) 정동용 (한국원자력연구원) 문제권 (한국원자력연구원) 최종원 (한국원자력연구원)

저널정보: 한국방사성폐기물학회 방사성폐기물학회지 방사성폐기물학회지 제14권 제2호

발행연도: 2016.1

수록면: 101 - 112 (12page)

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이 논문의 연구 히스토리 (8)

2016

Barium이 함침된 4A 제올라이트 (BaA)에 의한 고방사성해수폐액에서 Sr의 흡착 제거

이일희 , 이근영 , 김광욱 외 4명 방사성폐기물학회지 2016.01 학술저널

AgX (Ag-함침 X 제올라이트)에 의한 고방사성해수폐액으로부터 요오드(I)의 흡착 제거

이일희 , 이근영 , 김광욱 외 5명 방사성폐기물학회지 2016.01 학술저널

고방사성해수폐액에서 PCFC-Cs 계의 흡착속도

이일희 , 이근영 , 김광욱 외 7명 한국방사성폐기물학회 학술대회 2016.01 학술대회자료

AgX 제올라이트에 의한 고방사성고염/해수폐액에서 I 흡착제거

이일희 , 김지민 , 오맹교 외 8명 한국방사성폐기물학회 학술대회 2016.01 학술대회자료

PCFC에 의한 고방사성해수폐액에서 Cs의 흡착특성

이일희 , 이근영 , 김광욱 외 7명 한국방사성폐기물학회 학술대회 2016.01 학술대회자료

2015

IE911 (crystalline silicotitanate) 의한 고방사성해수폐액으로부터 Cs의 흡착 제거

이일희 , 이근영 , 김광욱 외 3명 방사성폐기물학회지 2015.01 학술저널

IE96 zeolite에 의한 고방사성해수폐액에서 Cs의 흡착특성

이일희 , 이근영 , 김광욱 외 5명 한국방사성폐기물학회 학술대회 2015.01 학술대회자료

고방사성해수폐액에서 IE96 zeolite-Cs 계의 흡착속도

이일희 , 이근영 , 김광욱 외 5명 한국방사성폐기물학회 학술대회 2015.01 학술대회자료

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본 연구는 고방사성해수폐액 (HSW)으로부터 Barium (Ba)이 함침된 4A 제올라이트 (BaA)에 의한 고방사성핵종 중에 하나인 Sr의 흡착 제거를 수행하였다. BaA에 의한 Sr의 흡착 (BaA-Sr)은 Ba의 함침농도 20.2wt% 이상에서 Ba의 함침농도가 증가할수록 감소하며 Ba 함침농도는 20.2wt% 정도가 적당하였다. 그리고 BaA-Sr 흡착은 BaA 내 4A에 의한 Sr 흡착 (4A-Sr)에 $BaSO_4$ 침전에 따른 Sr 공침이 첨가되어, Sr의 농도가 0.2 mg/L 이하 (HSW 내 실제 Sr 농도 수준)에서 BaA는 m/V (흡착제량/용액 부피)=5 g/L, 4A는 m/V >20 g/L에서 99% 이상의 Sr 제거가 가능하였다. 이는 흡착제 단위 g 당 Sr의 처리용량 및 2차 고체폐기물 (폐흡착제 등) 발생량 저감화 차원에서 BaA-Sr 흡착이 4A-Sr 흡착보다 우수함을 나타낸다. 또한 BaA-Sr 흡착이 증류수보다 해수폐액에서 Sr의 제거능이 우수하여 HSW로부터 직접 Sr을 제거하는 데 효과적일 것으로 보인다. 반면에 BaA에 의한 Cs의 흡착 (BaA-Cs)은 주로 BaA 내 4A에 의해서 이루어지고 있어 함침 Ba의 영향은 거의 없는 것 같다. 한편 BaA-Sr 흡착속도는 유사 2차 속도식으로 표현할 수 있으며, Sr의 초기농도 및 V/m 비 증가에 따라서 속도상수 ($k_2$)는 감소하지만 평형흡착량 ($q_e$)은 증가하고 있다. 그러나 용액의 온도증가에 따라서는 반대로 $k_2$는 증가하지만 $q_e$는 감소하고 있다. BaA-Sr 흡착 활성화에너지는 약 38 kJ/mol 로 강력한 결합 형태를 이룬 화학흡착은 아니더라도 물리적 흡착보다 화학적 흡착이 지배적일 것으로 보인다.

This study investigated the removal of Sr, which was one of the high radioactive nuclides, by adsorption with Barium (Ba) impregnated 4A zeolite (BaA) from high-radioactive seawater waste (HSW). Adsorption of Sr by BaA (BaA-Sr), in the impregnated Ba concentration of above 20.2wt%, was decreased by increasing the impregnated Ba concentration, and the impregnated Ba concentration was suitable at 20.2wt%. The BaA-Sr adsorption was added to the co-precipitation of Sr with $BaSO_4$ precipitation in the adsorption of Sr by 4A (4A-Sr) within BaA. Thus, it was possible to remove Sr more than 99% at m/V (adsorbent weight/solution volume)=5 g/L for BaA and m/V >20 g/L for 4A, respectively, in the Sr concentration of less than 0.2 mg/L (actual concentration level of Sr in HSW). It shows that BaA-Sr adsorption is better than 4A-Sr adsorption in for the removal capacity of Sr per unit gram of adsorbent, and the reduction of the secondary solid waste generation (spent adsorbent etc.). Also, BaA-Sr adsorption was more excellent removal capacity of Sr in the seawater waste than distilled water. Therefore, it seems to be effective for the direct removal of Sr from HSW. On the other hand, the adsorption of Cs by BaA (BaA-Cs) was mainly performed by 4A within BaA. Accordingly, it seems to be little effect of impregnated Ba into BaA. Meanwhile, BaA-Sr adsorption kinetics could be expressed the pseudo-second order rate equation. By increasing the initial Sr concentrations and the ratios of V/m, the adsorption rate constants ($k_2$) were decreased, but the equilibrium adsorption capacities ($q_e$) were increasing. However, with increasing the temperature of solution, $k_2$ was conversely increased, and $q_e$ was decreased. The activation energy of BaA-Sr adsorption was 38 kJ/mol. Thus, the chemical adsorption seems to be dominant rather than physical adsorption, although it is not a chemisorption with strong bonding form.

#스트론튬 #흡착/제거 #흡착 속도 #방사성해수폐액 #4A 제올라이트 #$BaSO_4-Sr$ 공침전

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