CN104562054B

CN104562054B - 一种化学高效去污剂及其制备方法和使用方法

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Publication number: CN104562054B
Application number: CN201410753323.8A
Authority: CN
Inventors: 姜长毅; 杜玉竹; 陈继钊; 杨洪生; 周红霞; 王锡才; 龚祖明; 李建民
Original assignee: Sichuan Environmental Protection Engineering Co Ltd Cnnc
Current assignee: Sichuan Environmental Protection Engineering Co Ltd Cnnc
Priority date: 2014-12-10
Filing date: 2014-12-10
Publication date: 2017-09-29
Anticipated expiration: 2034-12-10
Also published as: CN104562054A

Abstract

本发明公开了一种化学高效去污剂，其有机酸、特效助剂、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂的质量百分比分别为5‑10％、0.2‑2％、0.5‑5％、0.2‑0.5％、0.1‑0.3％，其余为去离子水。该化学高效去污剂的制备方法，具体包括将有机酸溶于去离子水——加入络合剂——加入表面活性剂、缓蚀剂、特效助剂等步骤。该化学高效去污剂去污清洗方式为静态浸泡、动态循环和擦拭，静态浸泡和动态循环的去污清洗温度控制在60－80℃。本发明无异味、毒性小、腐蚀性小，不含有影响废水处理系统的有害离子，成本低，污垢被溶解后不产生第二次沾污，易于被冲洗干净，使用方法简便。

Description

一种化学高效去污剂及其制备方法和使用方法

技术领域

本发明属于工程去污技术领域，主要涉及的是一种化学高效去污剂，及其制备方法和使用方法。

背景技术

去污技术的发展，从历史上看，60年代以美国为中心，对反应堆的去污技术重视，开始进行相应的技术开发，同时对几个反应堆一回路系统进行去污处理。但由于当时技术还不成熟，因此开发活动并没有坚持下去。到70年代，以加拿大原子能有限公司研究去污法为转机，世界上又重新掀起去污技术研究的高潮，并持续发展至今天。

在国外，美、法、日等国在化学去污方法和去污剂方面做了大量的研究工作，有20多种化学去污剂已成功地应用于核设施的去污。例如，美国汉福特放射性化学实验室采用氧化还原处理法对生产钚的设施用57％(质量分数)HNO3+1％H3BO3及57％HNO3+6％ALF3+1％H3BO3去污，或用AP(碱性高锰酸钾)和HNO3的两步去污交换试剂时用水清洗，去污系数达104。法国使用氧化还原法中的Ag(Ⅱ)/HNO3去污技术是针对废物的去污以及Pu的回收而开发的，已用于不锈钢和塑料的去污，该技术利用Ag(Ⅱ)的强氧化性，将钚溶解下来，实测的去污效率为80-95％。在国内，也开展了大量的去污方法和去污试剂的研发和应用工作。国内外经过多年的去污方法和去污化学试剂的研发，取得了不少的研究成果，化学去污方法和化学去污试剂的应用范围也日倾广泛。国外对核设施退役去污技术的研究，起步较早，涉及的范围也较广，相关的去污剂和去污工艺研究比较深入，但从国外使用去污剂的情况看来，一般操作难度都较高，去污时间长、废物量大；我国在放射性去污领域也开展了大量的探索研究，取得了一些成果，并在使用实践中积累了一定的实际经验。但从国内外大量的去污实践、效果、成本等方面综合看来，整体上仍存在或这或那的不足：(1)国外去污多采用有机酸，如草酸、柠檬酸等，溶解速度慢；(2)无机酸对氧化物溶解能力强，但设备、管道等的材质腐蚀严重；(3)有的方法(如一步去污)去污效果好，但采用较昂贵的EDTA等，成本高；(4)有的成本不高，但去污效果差，去污效率低；(5)有的去污实施条件苛刻，在实际应用中不易控制。因此，受去污方法、去污环境、试剂性能等多方面限制，现有成果在核设施去污过程中难以推广。

发明内容

本发明的目的是弥补现有技术的不足，研究开发一种适用于反应堆一回路、调回路、箱回路、工艺废水处理系统的一种化学高效去污剂。

为了实现上述目的，本发明的技术方案为，一种化学高效去污剂，其有机酸、特效助剂、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂的质量百分比分别为5-10％、0.2-2％、0.5-5％、0.2-0.5％、0.1-0.3％，其余为去离子水。

所述有机酸是氨基磺酸、柠檬酸中的一种，特效助剂是氟化胺、氟化钠中的一种，络合剂是羟基乙叉二磷酸，表面活性剂是OP-10、OP-15、OP-20中的任意一种，缓蚀剂是Lan826、CM-911中的一种。

所述有机酸、特效助剂、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂分别为氨基磺酸、氟化钠、HEDP、OP-10和Lan826，质量百分比分别为8～10％、1～2％、2～3％、0.5％和0.3％。

所述有机酸、特效助剂、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂分别为氨基磺酸、氟化钠、HEDP、OP-10和CM-911，质量百分比分别为5～7％、1～1.5％、1～1.5％、0.3％和0.2％。

所述有机酸、特效助剂、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂分别为氨基磺酸、氟化胺、HEDP、OP-10和Lan826，质量百分比分别为8～10％、0.2％、1～3％、0.5％和0.3％。

所述有机酸、特效助剂、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂分别为柠檬酸、氟化胺、HEDP、OP-10和CM-911，质量百分比分别为5～7％、1～2％、0.5％、0.5％和0.1％。

上述化学高效去污剂的制备方法，具体包括以下步骤：

步骤1，将有机酸溶于50～60℃的去离子水中，完全溶解；

步骤2，将络合剂加入有机酸溶液中搅拌溶解，放置1小时；

步骤3，依次加入表面活性剂、缓蚀剂、特效助剂，搅拌均匀即可。

一种上述化学高效去污剂的使用方法，其去污清洗方式为静态浸泡、动态循环和擦拭。

一种上述化学高效去污剂的使用方法，其静态浸泡和动态循环的去污清洗温度控制在60－80℃。

与国内外现有去污试剂相比，本发明所配制出的高效去污试剂，具有以下显著特点：(1)本发明选择有机酸作为去污主剂，添加了针对铝氧化物、铁氧化物、硅氧化物的特效助剂和对Ca2+、Mg2+、Fe2+、Co2+、Ni2+等金属离子具有良好的螯合能力的络合剂，使得去污剂的去污性能优，对表面放射性去污率＞99％，适用于因核裂变造成的表面放射性污染的清洗去污，如：反应堆的一回路、调回路、箱回路、工艺废水处理系统等。使用本发明的高效去污试剂对不锈钢、碳钢、铝材质去污至可回收利用的水平，变废为宝，有潜在的巨大经济效益和社会效益。(2)本发明的去污剂无异味、毒性小、腐蚀性小，针对是表面氧化物污垢，对不锈钢、碳钢材质的腐蚀率均低于国家化学清洗腐蚀率＜10g/m2.h的标准。去污剂不含有影响废水处理系统的有害离子，与废水蒸发处理系统、蒸残液贮存系统相容。(3)综合去污成本低，所用基础试剂为工业品，价格便宜，易于采购；去污剂可复用，产生的废物量少，污垢被溶解后不产生第二次沾污，易于被冲洗干净，使用方法简便。

具体实施方式

本发明提供了一种化学高效去污剂，由有机酸、特效助剂、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂和去离子水按照5-10％、0.2-2％、0.5-5％、0.2-0.5％、0.1-0.3％、77-92％的质量百分比混合得到。具体实施方案如表1：

表1 去污剂配制实例

表中，HEDP为化学用品羟基乙叉二膦酸，OP-10为化工原料烷基酚聚氧乙烯醚，Lan826为市售Lan-826酸洗缓蚀剂，CM-911为市售CM-911固体多用酸洗缓蚀剂。

上述化学高效去污剂配制步骤如下：有机酸，特效助剂、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂和去离子水按照表1中的质量百分比进行配制。

第一步,先将有机酸溶于50-60℃的去离子水中，完全溶解；

第二步，将络合剂加入有机酸溶液中搅拌溶解，放置1小时；

第三步，再依次加入表面活性剂、缓蚀剂、特效助剂，搅拌均匀即得。

实例1

将来自反应堆系统的表面放射性β污染活度为4.55Bq/cm2的不锈钢挂片悬在500ml去污剂1中进行去污试验。清洗温度应控制在75℃，清洗时间6小时，采用FJ2207α、β表面沾污仪对挂片去污后进行测量，去污率99.9％。

实例2

将来自反应堆系统的表面放射性β污染活度为48.27Bq/cm2的不锈钢挂片悬在500ml去污剂2中进行静态去污试验。清洗温度应控制在75℃，清洗时间7小时，采用FJ2207α、β表面沾污仪对挂片去污后进行测量，去污率99.7％。

实例3

将来自反应堆系统的表面放射性β污染活度为1059.9Bq/cm2的碳钢挂片悬在500ml去污剂3中进行静态去污试验。清洗温度控制在75℃，清洗时间8小时，采用FJ2207α、β表面沾污仪对挂片去污后进行定性测量为4.39Bq/cm2，去污率99.6％。

实例4

将来自反应堆系统的表面放射性β污染活度为12.33Bq/cm2的碳钢挂片悬在500ml去污剂4中进行静态去污试验。清洗温度控制在75℃，清洗时间8小时，采用FJ2207α、β表面沾污仪对挂片去污后进行定性测量为0.004Bq/cm2，去污率99.9％。

实例5

将来自反应堆系统的表面放射性β污染活度为102.71Bq/cm2的铝合金挂片悬在500ml去污剂3中进行静态去污试验。清洗温度控制在73℃，清洗时间2小时，采用FJ2207α、β表面沾污仪对挂片去污后进行定性测量为1.64Bq/cm2，去污率98.4％。

实例6

按照氨基磺酸10％、氟化钠2％、HEDP 2％、OP-100.5％、CM-9110.3％、去离子水85.7％的质量百分比进行配制。先将氨基磺酸溶于50-60℃的去离子水中，待完全溶解后，将HEDP加入有机酸溶液中搅拌溶解，放置1小时，再依次加入OP-10、CM-911、氟化钠，搅拌均匀即得去污剂5。

将不锈钢、碳钢、铝三种材质的标准挂片各2个分别悬挂在1000ml容积塑料瓶内有500ml去污剂中进行腐蚀实验，温度80±5℃，浸泡6h，取出挂片，观察挂片腐蚀情况，实测腐蚀速率，实验结果(见表3)表明去污过程对不锈钢、碳钢的腐蚀率低于国家化学清洗腐蚀率＜10g/m2.h的标准，铝挂片在去污过程中呈均匀腐蚀，腐蚀速度0.047mm/h。

表3 腐蚀实验结果

不锈钢腐蚀率	碳钢腐蚀率	铝腐蚀速度
			1.24g/m².h	5.16g/m².h	0.047mm/h

实例7

按照氨基磺酸5％、氟化钠1％、HEDP 1％、OP-100.3％、CM-9110.2％、去离子水85.7％的质量百分比进行配制。先将氨基磺酸溶于50-60℃的去离子水中，待完全溶解后，将HEDP加入有机酸溶液中搅拌溶解，放置1小时，再依次加入OP-10、CM-911、氟化钠，搅拌均匀即得去污剂6。将来自反应堆的不锈钢、碳钢等4个放射性污染挂片置于恒温循环去污装置内进行循环去污试验，去污温度66.4℃，流速～0.05m/s。试验结果见表4。

表4 循环动态去污试验结果

试验结果表明，去污率大于99.7％，动态去污效果明显好于静态去污效果，可以在相对低的温度下去污、也缩短去污时间。

上面对本发明的实施例作了详细说明，上述实施方式仅为本发明的最优实施例，但是本发明并不限于上述实施例，在本领域普通技术人员所具备的知识范围内，还可以在不脱离本发明宗旨的前提下作出各种变化。

Claims

1.一种化学高效去污剂，其特征在于：该去污剂为有机酸、特效助剂、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂，各组分质量百分比依次为5-10％、0.2-2％、0.5-5％、0.2-0.5％、0.1-0.3％，其余为去离子水；

所述的有机酸是氨基磺酸、柠檬酸中的一种，特效助剂是氟化胺、氟化钠中的一种，络合剂是羟基乙叉二磷酸，表面活性剂是OP-10、OP-15、OP-20中的任意一种，缓蚀剂是Lan826、CM-911中的一种。

2.如权利要求1所述的一种化学高效去污剂，其特征在于有机酸、特效助剂、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂分别为氨基磺酸、氟化钠、HEDP、OP-10和Lan826，质量百分比分别为8～10％、1～2％、2～3％、0.5％和0.3％。

3.如权利要求1所述的一种化学高效去污剂，其特征在于有机酸、特效助剂、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂分别为氨基磺酸、氟化钠、HEDP、OP-10和CM-911，质量百分比分别为5～7％、1～1.5％、1～1.5％、0.3％和0.2％。

4.如权利要求1所述的一种化学高效去污剂，其特征在于有机酸、特效助剂、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂分别为氨基磺酸、氟化胺、HEDP、OP-10和Lan 826，质量百分比分别为8～10％、0.2％、1～3％、0.5％和0.3％。

5.如权利要求1所述的一种化学高效去污剂，其特征在于有机酸、特效助剂、络合剂、表面活性剂、缓蚀剂分别为柠檬酸、氟化胺、HEDP、OP-10和CM-911，质量百分比分别为5～7％、1～2％、0.5％、0.5％和0.1％。

6.权利要求1所述的一种化学高效去污剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1，将有机酸溶于50～60℃的去离子水中，完全溶解；

步骤2，将络合剂加入有机酸溶液中搅拌溶解，放置1小时；

7.权利要求1所述的一种化学高效去污剂的使用方法，其特征在于去污清洗方式为静态浸泡、动态循环或擦拭。

8.如权利要求7所述的一种化学高效去污剂的使用方法，其特征在于静态浸泡和动态循环的去污清洗温度控制在60-80℃。