В лаборатории радиохимии Института геохимии и аналитической химии им. В.И. Вернадского РАН предложили новый экономически выгодный способ синтеза минералоподобного фосфатного компаунда на основе магний-калий-фосфатной (МКФ) матрицы — известного получаемого при комнатной температуре материала для эффективного отверждения жидких радиоактивных отходов. Для получения такого компаунда предложено использовать широкодоступное минеральное сырье — доломит (MgCa(CO₃)₂).

Доломит является источником оксида магния (MgO) — необходимого связующего компонента для образования МКФ матрицы. Исследователи продемонстрировали, что в результате мягкого прокаливания порошка доломита (условия: 720°С, 1,5 ч) из него получается смесь, включающая необходимый MgO, а также карбонат кальция (CaCO₃), устойчивый в водных средах и играющий роль армирующей добавки в образующемся компаунде. Показано, что получаемый компаунд обладает свойствами, соответствующими российским нормативным требованиям к материалам для отверждения РАО. Результаты опубликованы в журнале Energies.

Ключевым реагентом для синтеза матрицы является порошок MgO. Ранее специалисты отметили, что доступные на рынке образцы MgO, во-первых, могут быть дорогостоящими, и, во-вторых, их возможно использовать только после дополнительного прокаливания при высоких температурах (обычно 1300 °C и выше) для снижения скорости растворения MgO в отверждаемых растворах-отходах, что также увеличивает стоимость используемого реагента.

В то же время известно, что доломит (MgCa(CO₃)₂) является самой распространённой в России высокомагнезиальной горной породой, его запасы огромны, а если учесть то, что значительная часть доломита уже добыта и находится в отвалах, то это подтверждает перспективность этого сырья для производства вяжущих материалов. По этим причинам в ГЕОХИ РАН был предложен способ получения оксида магния из доломита Таензинского месторождения (Кемеровская область, Россия) и проведены лабораторные исследования по отверждению имитаторов жидких радиоактивных отходов.

Исследования проведены при финансовой поддержке Российского научного фонда № 22-73-10202. По результатам работы опубликован пресс-релиз в журнале «Аналитика» (№5, 2023).

Источник: ГЕОХИ РАН.