[發(fā)明專利]高水平鈾污染碳鋼或不銹鋼熔煉去污工藝

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210445470.X
• 申請日: 2012-11-08
• 公開（公告）號: CN103811091B
• 公開（公告）日: 2016-10-12
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 梁宇;劉東;張濤革;張曉文;安凱媛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國輻射防護(hù)研究院
• 主分類號: G21F9/30
• 分類號: G21F9/30;C21C5/52
• 代理公司: 北京天悅專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11311
• 代理人: 田明;任曉航

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及鈾污染的碳鋼或不銹鋼的處理技術(shù)，具體涉及一種高水平鈾污染碳鋼或不銹鋼熔煉去污工藝。

背景技術(shù)

目前，在我國核燃料循環(huán)、核能研究開發(fā)應(yīng)用、核設(shè)施退役以及伴生礦開采等應(yīng)用活動中，將會產(chǎn)生大量的鈾污染碳鋼和不銹鋼，其中絕大部分鋼鐵屬于污染水平高、結(jié)構(gòu)和形狀復(fù)雜的情況，很難使用常規(guī)方法進(jìn)行放射性去污處理，并進(jìn)行回收或再循環(huán)再利用。

縱觀國內(nèi)外，由于熔煉去污方法借助污染金屬中污染核素與助熔劑的高溫反應(yīng)，使污染核素進(jìn)入熔渣，而鋼水中殘留的極微量核素均勻地分布在鋼錠中，因此，絕大部分鈾污染的廢金屬經(jīng)熔煉去污后，可有限制再循環(huán)再利用，甚至可達(dá)到清潔解控水平。所以，國外多個國家常把熔煉去污工藝選作污染金屬材料再循環(huán)再利用或清潔解控前的最佳去污方法，也是金屬去污和放射性廢物最小化的最佳途徑。

熔煉去污方法二次廢物產(chǎn)生量少，既適用于表層污染金屬的去污，更是體污染金屬的唯一實用去污方法。熔煉去污的有效性取決于熔煉去污工藝條件（助熔劑加入量、熔煉溫度、保溫時間等）。

發(fā)明名稱為“鈾污染金屬熔煉去污方法”（公開號為CN1074778A）的中國發(fā)明專利提供了一種鈾污染金屬熔煉去污方法，該方法應(yīng)用于高水平鈾污染碳鋼和不銹鋼的去污處理時，存在著以下不足：（1）對表面污染水平≥25Bq/cm²（總U）的鈾污染碳鋼和不銹鋼，需先進(jìn)行金屬表面的預(yù)處理后，再進(jìn)行熔煉去污；（2）對體污染水平≥1000ppm的鈾污染碳鋼和不銹鋼，去污效果不是很理想。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的上述缺陷和不足，提供一種高水平鈾污染碳鋼或不銹鋼熔煉去污工藝，解決高水平鈾污染（表面污染水平≥25Bq/cm²（總U）和體污染水平≥1000ppm）的碳鋼和不銹鋼進(jìn)行去污處理和再循環(huán)再利用的問題。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種高水平鈾污染碳鋼或不銹鋼熔煉去污工藝，包括如下步驟：

（1）對鈾污染碳鋼或不銹鋼進(jìn)行切割解體，碳鋼或不銹鋼切割解體尺寸根據(jù)爐口尺寸而定；

（2）將解體后的鋼塊與助熔劑混裝入爐；

（3）通電加熱進(jìn)行熔化，并在熔煉溫度下保溫熔煉一段時間；

（4）撇渣

（5）按冶金規(guī)范對鋼液調(diào)性后出鋼澆鑄；

（6）采用激光熒光法分析鑄錠中鈾殘留水平。

進(jìn)一步，如上所述的高水平鈾污染碳鋼或不銹鋼熔煉去污工藝，其中，步驟（2）中所述的助熔劑含有重量百分含量0.5%～20％的堿金屬氧化物、20%～70％的堿土金屬化合物、1%～15％的過渡金屬化合物、20%～70％的非金屬氧化物。

更進(jìn)一步，上述助熔劑中，所述的堿金屬氧化物為Na₂O或K₂O；堿土金屬化合物為CaF₂或CaC₂或CaCO₃或CaO或MgO；過渡金屬化合物為MnO₂或FeSO₄或Fe₂O₃或Cr₂O₃或V₂O₅；非金屬氧化物為SiO₂或P₂O₅。

更進(jìn)一步，如上所述的高水平鈾污染碳鋼或不銹鋼熔煉去污工藝，其中，步驟（2）中助熔劑的加入量為待熔煉的鋼塊重量的1%~7%。

進(jìn)一步，如上所述的高水平鈾污染碳鋼或不銹鋼熔煉去污工藝，其中，步驟（3）中所述的熔煉溫度為1350～1850℃。

更進(jìn)一步，如上所述的高水平鈾污染碳鋼或不銹鋼熔煉去污工藝，其中，步驟（3）中所述的保溫熔煉時間為0.5～2h。

本發(fā)明的有益效果如下：本發(fā)明通過選擇不同的熔煉去污工藝條件（包括助熔劑、熔煉溫度、保溫時間、助熔劑的加入量），經(jīng)過系統(tǒng)的實驗室試驗和工業(yè)規(guī)模的現(xiàn)場驗證，獲得適用于高水平鈾污染碳鋼和不銹鋼熔煉去污的工藝條件。按本發(fā)明給出的熔煉去污工藝，可使高水平鈾污染的碳鋼或不銹鋼經(jīng)熔煉去污處理后，鋼錠中鈾殘留含量達(dá)到現(xiàn)行國家標(biāo)準(zhǔn)要求，使其可在一定范圍內(nèi)再循環(huán)再利用或清潔解控。利用本發(fā)明的去污工藝，不但可以實現(xiàn)放射性污染金屬的資源化，還可顯著地降低該類廢物的去污處理、整備與處置費用。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的方法流程圖。

具體實施方式