CN108560003A - 一种金属表面放射性污染去污剂及其使用方法 - Google Patents

一种金属表面放射性污染去污剂及其使用方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及化学化工领域，具体是指一种金属表面放射性污染去污剂及其使用方法，其特征在于：所述去污剂为氧化剂和络合剂等体积混合物，所述氧化剂为5‑10％Cl‑1+5‑10％ClO‑1的水溶液，所述络合剂为一系列可以与Fe+2,3、Ni+2、Cr+2,3、Co+2,3等阳离子在水溶液中形成水溶性络合物的无机阴离子水溶性化合物的水溶液，所述使用方法包含喷雾法、擦拭法和浸泡法，本发明的优点在于：蚀刻去污速度适中，蚀刻反应速度、蚀刻深度等可控，特别适用于高效去除封闭体系内表面的放射性污染物，去污因子很高，本发明所述方法去污过程不产生污染环境和腐蚀其他设备的NO2和酸雾，不产生***性气体H2等危险物质，去污过程产生的废液得到妥善处理，不产生核设施废物处理设施不能处理的二次废物。

Description

一种金属表面放射性污染去污剂及其使用方法
技术领域
本发明涉及化学化工领域，具体是指一种金属表面放射性污染去污剂及其使用方法。
背景技术
在核设施运行过程中，常常需要对各种被放射性污染的金属部件进行去污处理；在核设施退役领域，经常遇到各种操作过放射性物质的手套箱、通风橱、操作放射性物质的工艺管道的拆除退役，这些设备通常都存在严重的放射性表面污染，在拆除前，必须先去污再拆除，以避免拆除解体作业过程中工作人员和环境的辐射安全受到威胁。
目前，涉及金属表面去污的技术主要包括：①在污染表面刷可剥离膜，揭膜后放射性物质随膜去除表面放射性污染，这种方法主要用于表面放射性物质封闭，防止退役过程中表明放射性物质随意扩散，这种方法只能去除污染表面的松散污染，深入到基体材料浅表层的固定污染物不能彻底去除；②采用稀释的“王水”或其他含HNO的去污剂蚀刻污染表面，例如公开号为200510134673.7的专利技术，采用配方为HNO3-(NH4)2Ce(NO3)6的去污剂去除金属表面放射性污染，但这两类方法会产生大量酸雾和NO2，污染环境、腐蚀设施内其他有用设备，且产生的大量放射性去污废液未能及时处理，③基于电解电化学腐蚀+超声的组合去污方法，这类技术的公开专利申请包括：公开号为CN101079334、CN101210343、CN1080333、CN1986904、CN201220974、CN101714414A和CN101260527等，这些技术的共同特点是工艺过程复杂，去污过程中会产生一定量的***性气体氢，该方法不能很好解决管道、容器等内表面的去污问题。
随着我国核电事业的快速发展，核设施的运行维护急需解决污染部件的快速去污问题，大批老旧核设施相继超出其设计服役期，需要安排退役，故涉及内表面污染的去污技术有广阔的应用前景。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高效去污剂，特别用于解决放射性设施退役过程中放射性污染管道、大型放射性废液储罐、手套箱、通风橱等内表面的去污。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：一种金属表面放射性污染去污剂，所述去污剂为氧化剂和络合剂等体积混合物，所述氧化剂为5-10％Cl-1+5-10％ClO-1的水溶液，其中Cl-1由可溶性氯化物提供，其含量在1-5w.t％之间，其中ClO-1由可以溶于水的次氯酸盐提供，其含量在1-5w.t％之间，其余为去离子水，所述络合剂为一系列可以与Fe+2,3、Ni+2、Cr+2,3、Co+2,3等阳离子在水溶液中形成水溶性络合物的无机阴离子水溶性化合物的水溶液，含量在5-10％之间，其余为去离子水。
一种金属表面放射性污染去污剂的使用方法，包含喷雾法、擦拭法和浸泡法，所述喷雾法，采用耐强酸、强碱的商用喷雾器将去污剂喷洒于待去污的表面，静置5-10分钟，采用擦拭手段去除外表面蚀刻产物、放射性污染物质，通过多次重复上述过程；所述擦拭法，手持耐酸碱的擦拭头，擦拭头蘸去污剂后，再采用擦拭手段去除外表面污染；所述浸泡法，采用耐强酸、强碱的液体泵，将去污剂泵送进待去污的管道、储罐等封闭空间内，静置5-10分钟后，将去污剂排出，反复多次更换去污剂。
本发明采用上述工艺之后，优点在于：本发明所述去污剂蚀刻去污速度适中，蚀刻反应速度、蚀刻深度等可控，特别适用于高效去除封闭体系内表面的放射性污染物，去污因子很高；本发明所述方法去污过程不产生污染环境和腐蚀其他设备的NO2和酸雾，不产生***性气体H2等危险物质；去污过程产生的废液得到妥善处理，不产生核设施废物处理设施不能处理的二次废物。
作为改进，所述可溶性氯化物为NaCl，所述次氯酸盐为NaClO和Ca(ClO)2。
作为改进，所述络合剂为F-1、CN—、Ac—等配位体，这些物质单一使用，或者混合后使用。
具体实施方式
下面用具体实施例说明本发明，并不是对本发明的限制。
实施例1放射性污染表面的喷雾法去污
本去污方法所用喷雾装置为市场采购，该装置包括去污剂密封贮存罐、去污剂输送软管、去污喷枪，空气压缩机，将等比例的氧化剂，络合剂去污剂计量槽注入去污剂密封贮存罐，启动空气压缩机向密封贮存罐注入0.09Mpa压缩空气，开启去污喷枪阀门，将呈雾状喷出的去污剂喷洒到待去污的污染表面，静置5-10分钟后，采用擦拭法去除表面蚀刻产物，根据实际情况可采用多层重复去污。
测试结果表明：(1)本实施例对316不锈钢基材的腐蚀深度平均深度约0.5微米；(2)去污前表面污染水平：8000Bq/cm2，经过3次去污后，污染表面污染水平：1-4Bq/cm2，(3)产生固体放射性污染擦拭头100g。
实施例2去污剂配方对316不锈钢的蚀刻效果测试
向200ml烧杯内分别注入50ml氧化剂和络合剂混合均匀；取准确称重的、厚度约为0.1mm的316不锈钢带试样；浸试样入去污剂；观察蚀刻反应速度。
去污剂配方一：氧化剂：5％Cl-1+5％ClO-1水溶液；络合剂：5％Na F+5％KHC2O4水溶液，等比例混合。
去污剂配方一测试结果：蚀刻反应快，温度上升，10分钟内溶液变为黑绿色，试样表面腐蚀，蚀刻表面有黑色氧化物。
去污剂配方二：氧化剂：2％Cl-1+2％ClO-1水溶液；络合剂：2％Na F+2％KHC2O4水溶液，等比例混合。
去污剂配方二测试结果：有可观察的平缓蚀刻反应，15分钟内溶液变为黑绿色，试样表面腐蚀，蚀刻表面有黑色氧化物。
实施例3 316不锈钢质平板表面放射性核素铯污染的去污
去污步骤：将等比例的氧化剂，络合剂去污剂计量槽注入去污剂密封贮存罐；启动空气压缩机向密封贮存罐注入0.09Mpa压缩空气；开启去污喷枪阀门，将呈雾状喷出的去污剂喷洒到待去污的污染表面，静置5-10分钟后；采用擦拭法去除表面蚀刻产物；根据实际情况可采用多层重复去污；检测污染部位放射性表面污染水平。
测试结果表明：(1)本实施例对316不锈钢基材的腐蚀深度平均深度约0.1-1.0微米；(2)去污前热点表面污染水平：500Bq/cm2，去污后表面污染水平：0.5-1Bq/cm2。
实施例4 316不锈钢制含铀废液输送管道内表面污染的去污
本去污方法所用的去污剂输送装置为市场采购，该装置包括去污剂密封贮存罐、去污剂输送泵、输送管道等，将等比例的氧化剂，络合剂去污剂计量槽注入去污剂密封贮存罐，启动去污剂输送泵，开启输送管道阀门，将去污剂输送到316不锈钢制含铀废液输送管道内，控制管道阀门使去污剂从管道另一端以一定速度送入管道内，静置30分钟。
测试结果表明：(1)本实施例对316不锈钢基材的腐蚀深度平均深度约0.5-1.2微米；(2)去污前热点表面污染水平：100Bq/cm2，去污后表面污染水平：0.2-0.5Bq/cm2。
本发明为一种不向环境排方含硝(NO2)的废气、酸雾、不产生***气体氢的安全高效放射性表面污染技术，解决了其他专利或公开技术不能解决的封闭管道***、手套箱内壁、通风橱或容器内壁的放射性污染的深度去污难题，环境污染少，去污产生的放射性废水和放射性泥浆可直接排入核设施的中低放废水处理***或水泥固化***处理，不产生其他不能处理的二次污染物，具备新颖、先进的特点。

Claims (4)

1.一种金属表面放射性污染去污剂，其特征在于：所述去污剂为氧化剂和络合剂等体积混合物，所述氧化剂为5-10％Cl-1+5-10％ClO-1的水溶液，其中Cl-1由可溶性氯化物提供，其含量在1-5w.t％之间，其中ClO-1由可以溶于水的次氯酸盐提供，其含量在1-5w.t％之间，其余为去离子水，所述络合剂为一系列可以与Fe+2,3、Ni+2、Cr+2,3、Co+2,3等阳离子在水溶液中形成水溶性络合物的无机阴离子水溶性化合物的水溶液，含量在5-10％之间，其余为去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种金属表面放射性污染去污剂，其特征在于：所述可溶性氯化物为NaCl，所述次氯酸盐为NaClO和Ca(ClO)2。
3.根据权利要求1所述的一种金属表面放射性污染去污剂，其特征在于：所述络合剂为F-1、CN—、Ac—等配位体，这些物质单一使用，或者混合后使用。
4.一种金属表面放射性污染去污剂的使用方法，包含喷雾法、擦拭法和浸泡法，其特征在于：所述喷雾法，采用耐强酸、强碱的商用喷雾器将去污剂喷洒于待去污的表面，静置5-10分钟，采用擦拭手段去除外表面蚀刻产物、放射性污染物质，通过多次重复上述过程；所述擦拭法，手持耐酸碱的擦拭头，擦拭头蘸去污剂后，再采用擦拭手段去除外表面污染；所述浸泡法，采用耐强酸、强碱的液体泵，将去污剂泵送进待去污的管道、储罐等封闭空间内，静置5-10分钟后，将去污剂排出，反复多次更换去污剂。
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