Bentoniitin kationinvaihdon ja selektiivisyyden kokeellinen määritys
Huotari, Marco (2014)
Huotari, Marco
Metropolia Ammattikorkeakoulu
2014
All rights reserved
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405127237
https://urn.fi/URN:NBN:fi:amk-201405127237
Tiivistelmä
Suomessa käyttöönotettavaksi suunnitellussa ydinjätteen loppusijoituskonseptissa käytetään ydinjätekapselien ympärillä bentoniittia puskurimateriaalina. VTT mallintaa ydinjätteen loppusijoitustilan lämpö-, vesi- ja kemiallisia olosuhteita pitkällä aikavälillä. Luotettavien mallinnustulosten pohjaksi tarvitaan kuitenkin kokeellisia mittaustuloksia.
Tässä insinöörityössä tutkittiin bentoniitin kationinvaihtokapasiteettia ja -selektiivisyyttä ioniselektiivisillä elektrodeilla. Vertailumittaukset ICP-AES-analyysimenetelmällä saatiin kaupallisesti tilauspalveluna.
Näytteiden kationinvaihtokapasiteetti saatin laskettua natriumin ja kalsiumin yhteismäärästä. Kaikki ISE- ja ICP-AES –menetelmillä saadut tulokset eivät vastaa toisiaan ja osa tuloksista poikkeavat aiemmin määritetyistä kationinvaihtokapasiteetin arvoista. Samoin mittaustulosten perusteella laskettu Gaines-Thomasin selektiivisyyskerroin poikkeaa huomattavasti aiemmin määritetyistä arvoista. Tuloksista kuitenkin ilmeni, että osa mittauksista on mahdollista suorittaa ioniselektiivisillä elektrodeilla, vaikka projektin tavoitteiden kannalta ei kummallakaan mittausmenetelmällä saatu tyydyttäviä tuloksia. Jatkossa nesteiden erottamista voisi harkita toteutettavan suodattamalla, jolloin saataisiin kaikki neste erotettua, eikä tulisi tarvetta sentrifugoida montmorilloniittia.
Tässä insinöörityössä tutkittiin bentoniitin kationinvaihtokapasiteettia ja -selektiivisyyttä ioniselektiivisillä elektrodeilla. Vertailumittaukset ICP-AES-analyysimenetelmällä saatiin kaupallisesti tilauspalveluna.
Näytteiden kationinvaihtokapasiteetti saatin laskettua natriumin ja kalsiumin yhteismäärästä. Kaikki ISE- ja ICP-AES –menetelmillä saadut tulokset eivät vastaa toisiaan ja osa tuloksista poikkeavat aiemmin määritetyistä kationinvaihtokapasiteetin arvoista. Samoin mittaustulosten perusteella laskettu Gaines-Thomasin selektiivisyyskerroin poikkeaa huomattavasti aiemmin määritetyistä arvoista. Tuloksista kuitenkin ilmeni, että osa mittauksista on mahdollista suorittaa ioniselektiivisillä elektrodeilla, vaikka projektin tavoitteiden kannalta ei kummallakaan mittausmenetelmällä saatu tyydyttäviä tuloksia. Jatkossa nesteiden erottamista voisi harkita toteutettavan suodattamalla, jolloin saataisiin kaikki neste erotettua, eikä tulisi tarvetta sentrifugoida montmorilloniittia.