고염/고방사성 폐액 내 Cs 제거를 위한 복합 흡착제 합성 및 특성 연구

• 영문명: Study of Composite Adsorbent Synthesis and Characterization for the Removal of Cs in the High-salt and High-radioactive Wastewater
• 발행기관: 한국방사성폐기물학회
• 저자명: 김지민 이근영 김광욱 이일희 정동용 문제권 현재혁
• 간행물 정보: 『Journal of Nuclear Fuel Cycle and Waste Technology (JNFCWT)』Vol.15 No.1, 1~14쪽, 전체 14쪽
• 주제분류: 공학 > 공학일반
• 파일형태: PDF
• 발행일자: 2017.03.31

국문 초록

본 연구에서는 고염/고방사성 폐액 내 함유된 주요 고방사성핵종인 Cs 제거를 목적으로 고효율의 복합 흡착제(potassium cobalt ferrocyanide (PCFC)-loaded chabazite (CHA)) 합성 및 이의 적용성을 평가하였다. 복합 흡착제는 Cs을 비롯한 다른 입자를 수용할 수 있는 CHA를 지지체로 선정하였으며, CoCl2 및 K4Fe(CN)6 용액의 단계적인 함침/침전을 통해 PCFC를CHA 세공 내에 고정화함으로써 합성하였다. 복합 흡착제의 합성 시 평균 입자크기가 10 ㎛ 이상의 CHA를 지지체로 사용할경우, PCFC 입자는 안정적인 형태로 고정화되었다. 또한, 합성 시 복합 흡착제의 정제를 증가시키는 세척 방법을 최적화함으로써, 복합 흡착제의 물리적 안정성이 향상되었다. 최적의 합성법을 통해 얻은 복합 흡착제에 의한 Cs 흡착 시, 담수(무염조건) 및 해수(고염 조건)에서 모두 빠른 흡착 속도를 보였으며, 염 농도와 무관하게 비교적 높은 분배계수 값(104 mL·g-1 이상)을 나타내었다. 그러므로, 본 연구에서 합성한 복합 흡착제는 CHA 및 PCFC가 각각 가지고 있는 물리적 안정성과 Cs 에 높은 선택성 등을 고려하여 촤적화한 소재이며, 고염/고방사성폐액에 함유되어 있는 Cs을 고효율로 신속하게 제거할 수있음을 알 수 있다.

영문 초록

For the removal of cesium (Cs) from high radioactive/high salt-laden liquid waste, this study synthesized a highly efficient composite adsorbent (potassium cobalt ferrocyanide (PCFC)-loaded chabazite (CHA)) and evaluated its applicability. The composite adsorbent used CHA, which could accommodate Cs as well as other molecules, as a supporting material and was synthesized by immobilizing the PCFC in the pores of CHA through stepwise impregnation/precipitation with CoCl2 and K4Fe (CN)6 solutions. When CHA, with average particle size of more than 10 ㎛, is used in synthesizing the composite adsorbent, the PCFC particles were immobilized in a stable form. Also, the physical stability of the composite adsorbent was improved by optimizing the washing methodology to increase the purity of the composite adsorbent during the synthesis. The composite adsorbent obtained from the optimal synthesis showed a high adsorption rate of Cs in both fresh water (salt-free condition) and seawater (high-salt condition), and had a relatively high value of distribution coefficient (larger than 104 mL·g-1) regardless of the salt concentration. Therefore, the composite adsorbent synthesized in this study is an optimized material considering both the high selectivity of PCFC on Cs and the physical stability of CHA. It is proved that this composite adsorbent can remove rapidly Cs contained in high radioactive/high salt-laden liquid waste with high efficiency.

키워드

방사성 세슘 흡착 제올라이트 금속 페로시아나이드 함침 Radioactive cesium Adsorption Zeolite Metal ferrocyanide Impregnation