CN1135568C - 消除污染物的有机矿物凝胶及其用于消除表面污染物的应用 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于消除表面污染物，特别是消除金属表面污染物的有机矿物除污凝胶，本发明的有机矿物凝胶包括粘性溶液，该粘性溶液包括矿物粘附剂和有机粘附剂(相互粘附剂)的混合物，所述的有机粘附剂选自水溶性有机聚合物和表面活性剂。使用有机粘附剂特别能够极大地改善凝胶的流动变特性，大大减少矿物用量，这样所产生的固体废物少。本发明还涉及消除金属表面上的污染物的方法，该方法在于将有机矿物凝胶涂覆到待消除污染物的表面上，将这种凝胶维持在所述表面上，主要通过冲洗再将表面上的凝胶除去。

Description

消除污染物的有机矿物凝胶及 其用于消除表面污染物的应用
技术领域
本发明涉及的是用于消除表面放射性污染，特别是消除金属表面放射性污染的有机矿物凝胶。
背景技术
通过对金属表面进行处理，或者通过进行化学处理即可消除由放射元件对构件产生的放射性污染。
利用机械处理的方法所出现的问题在于会使构件表面或多或少产生变形，此外，很难对复杂形状的构件进行处理。
利用浸泡进行处理的方法主要在于用能够消除放射性污染的合适活性剂溶液，特别是用在强浓酸中(例如硝酸或硫酸)能够稳定的Ce4+溶液，来除去固定到构件表面上的放射性元件，这些方法的问题在于会产生大量排放体，而以后需用很大的代价对这些排液进行浓缩处理。
另外，对于处理大尺寸的构件来讲，使用同样的浸泡方法存在一些问题，即难以将大尺寸的构件浸入，而且难以将大尺寸的构件完全浸泡在在反应溶液内。
因为消除污染的溶液只能通过浸泡处理尺寸有限的可拆卸的金属构件，也就是说，实际上这些只能用在可拆卸的放射设备范围内。
此外，通过喷射水溶液就地消除放射设备的污染时，由于与各构件的接触时间短，会产生大量的放射性污染，其效率也有限。
因此，曾建议利用粘附剂/胶化剂，特别是利用比面积大，单位颗粒尺寸小以及化学上为惰性的分散固体使含有活性剂的消除污染的溶液变粘。
在满足这些要求的固体中，氧化铝以及硅土一类的矿物载体在市场上是很多的，它们的特性有很大的差别，例如吸水性，疏水性，pH...，这些矿物载体看来是使溶液变粘/胶化的最好物质。
与溶液相反的是，雾化这些凝胶可以就地消除大金属表面上的污染，不需要将这些大金属水平放置，使这些大金属可以斜置甚至垂直放置。
因此消除放射性污染的凝胶可以看成包括普通矿物粘附剂的胶质溶液，例如氧化铝或硅石以及消除放射性污染物的活化剂，例如酸、碱、氧化剂、还原剂或它们的混合物，混合物根据表面污染物的性能和表面性能进行选择。
因此，用于不锈钢和铁素体钢的碱性凝胶对于消除不固定污染物具有脱脂特性。
用于不锈钢的凝胶不论在加热条件下还是在冷却条件下均可以消除固定放射性污染物。最好将还原凝胶剂用作氧化凝胶剂的补充成分，以及用作溶解加热时形成的氧化剂的物质，例如加压水反应器(REP)的初级回路中加热形成的氧化剂。
最后，用于铁素体钢的酸性凝胶可以消除冷却状态下的固定放射性污染物。
法国专利文献FR-A-2380624中描述了用凝胶来消除构件放射性污染物。
在该文献中，所用的消除放射性污染物的凝胶由有机或矿物组分的胶体溶液构成，在有机或矿物组分中可以添加消除污染物的物质，例如添加盐酸，氯化亚锡，喔星和/或氟化钠。
尽管这些凝胶具有理想的结果，但它们仍有一些问题：它们只能消除构件表面上渗透厚度很薄的放射性物质，例如约1μm的厚度。
法国专利文献FR-A-2656949描述的消除放射性污染物的氧化凝胶剂可以消除沉积在构件上的放射性元素以及渗透到表面中的放射性元素。
这种消除放射性污染物的凝胶由包括下列组分的胶性溶液组成：
a)8-25重量％的矿物凝胶剂，最好为硅基，而最好是干馏硅石或氧化铝，
b)3-10摩尔/升的矿物碱或矿物酸，和
c)0.1-1摩尔/升的氧化剂，例如Ce4+，Co3+或Ag2+，其标准电极势或正常氧化还原电极势E0在浓酸(pH＜1)中或在使该氧化剂成为还原形式的酸中大于1400mV/ENH(氢的正常电极或称标准氢电极)。
而且，所述消除放射性污染物的凝胶还可以进一步包括0.1-1摩尔/升能够使该氧化剂的还原形式氧化的化合物d)。
在上述消除放射性污染物的凝胶中，具有组分b)和c)可以分别确保消除构件表面上形成的放射沉淀物以及消除因腐蚀产生的放射性现象，这种腐蚀受到将要消除污染物的表面控制。
但这种氧化凝胶对于粘附在合金表面上的金属氧化层没有足够的效果，合金例如有奥氏体钢，因科镍合金600和Incoloy。
因此法国专利文献FR-A-2695839描述了一种消除放射性污染物的还原剂凝胶，这种凝胶可以消除粘附的金属氧化层，该凝胶包括：
a)20-30重量％的矿物凝胶剂，最好为氧化铝基的凝胶剂，
b)0.1-14摩尔/升的矿物碱，例如NaOH或KOH，和
c)0.1-4.5摩尔/升的还原剂，其标准电极势或正常氧化还原电极势E0在强碱(pH≥13)中低于-600mV/ENH，强碱选自氢硼化物，亚硫酸盐，连二亚硫酸盐，硫化物，次磷酸盐，锌和联氨。
最好利用喷枪将凝胶喷射在表面(例如金属表面)上来涂覆凝胶，例如可以是50-160巴压力的压力喷枪，此外，在雾化以前摇晃凝胶，使凝胶均匀化。在进行合适的反应时间以后，先通过喷射水来冲刷凝胶，然后对产生的液体进行中和，倾析和过滤处理。
上述所有凝胶为碱性凝胶，酸性凝胶，还原凝胶或氧化凝胶，除了上面已经提到的优点以外，这些凝胶对于形状复杂的构件也有一些好处，特别是操作方便，单位面积雾化的化学反应物少，因而通过冲刷涂覆的凝胶所产生的液体少，这样很好地抑制与处理表面的接触时间，所以在消除放射性污染物时控制了腐蚀。此外，因为可以在远处对凝胶进行雾化，所以大大减少了负责净化放射性物质人员的试剂吸收的剂量。
现有技术中的主要凝胶由FEVDI公司(法国公司)生产，品名为“FEVDIRAD”的凝胶。
上述所有凝胶为酸性凝胶，碱性凝胶，还原凝胶或氧化凝胶，特别是对于氧化凝胶来讲，好处在于具有良好的腐蚀能力。
遗憾的是，这些凝胶不能承受因雾化引起的快速剪切，这种雾化是使用凝胶时最常用的方法。
因为，所有这些凝胶都含有矿物粘胶剂，特别是硅石的矿物粘胶剂，所述的硅石为亲水、疏水、碱性或酸性硅石，而所有这些凝胶都有流变性能，其特征表现在触变特性；当进行喷射时，粘度在剪切力下减少，因此就要在剪切停止以后调节凝胶，使其粘附到表面上。滞后的流变图体现了这种流体性能。
根本问题在于控制这种触变，以便能够最佳地喷射凝胶，使凝胶很好地粘附到需处理的表面上。加快恢复凝胶的性能，或进行局部或全部调整构成了凝胶喷射的基本概念。
因为所谓调整就是要恢复胶化作用，因而要恢复所述表面上的粘性，短时间恢复凝胶的性能在于在喷射以后凝胶快速恢复足够的粘度，以便防止所有飞边。
不论上述凝胶或市场上供应的矿物粘胶剂的用量有多少，恢复时间总是很长。例如，对于不同用量的由DEGUSSA公司(德国公司)出售的亲水火成硅石和酸性的Cab-O-SilM5，恢复时间通常多于5秒，这显然太长了。
为使凝胶粘附到壁上，当然可以减少恢复足够粘性的时间，但这需要大大增加矿物用量。
喷射之前处于搅拌状态下的粘度是大的，但雾化就成了困难。此外，矿物用量的增加产生大量冲洗液体以及大量需处理的固体废物。
例如，现在一般用20Kg凝胶，利用冲洗液体进行过滤处理以后，会产生200升放射性废物。
因此，有必要改善现有凝胶的流变性能，这种凝胶包括仅为硅石或氧化铝基的凝胶/粘附剂，特别是需要有更短的恢复时间，从而在对系统进行储存时提高凝胶的调整能力，所述系统在搅拌过程中有足够的液体进行喷射。
这种改善必需由少量的矿物用量实现，所述用量最好明显少于现有技术的凝胶所用的矿物，以便使产生的固体废物最少。
最后，应当在不使腐蚀性能受到影响以及不使这些消除污染物的凝胶的其它性能受到影响的条件下来改善这些流变性能。
具体地说，所得到的消除污染物的因数应当至少等于现有凝胶的消除污染物的因数。
发明内容
所以本发明的目的在于提供一种消除污染物的凝胶，这种凝胶特别满足上述所有要求。
根据本发明，利用消除放射性污染物的有机矿物凝胶就可以达到上述目的和其它目的，所述的凝胶由胶体溶液构成，该凝胶包括：
a)粘附剂或称粘合剂；
b)消除污染物的活性剂，
其特征在于粘附剂a)包括矿物粘附剂和有机粘附剂(相互粘附剂)的混合物，所述的有机粘附剂选自水溶性有机聚合物和表面活性剂。
根据本发明，令人吃惊的是，除了矿物粘附剂以外，在消除污染物的凝胶的粘附剂中掺有有机粘附剂(相互粘附剂)可以大大改善凝胶的流变性能，大幅度地减少这类凝胶的矿物用量，而且不会使这些凝胶的腐蚀性能和其它性能受到影响。
减少矿物量可以减少伴随产生的固体废物。
用本发明的凝胶所得到的消除污染物的因数完全可与现有技术的类似凝胶比拟，甚至比现有技术的还好，所述现有技术的类似凝胶也就是含有相同的消除污染物凝胶，但没有相互粘附剂。
所做成的污染物消除剂的效率决不会因在本发明的凝胶中存在相互粘附剂而受到影响。
例如，上述本发明的称作“酸性氧化凝胶”的凝胶的腐蚀性能决不会因为添加相互粘附剂而减弱。
此外，这些凝胶可以在非常长的时间内保证它们的特征结构，而且这些凝胶特别便于利用冲洗除去凝胶，并减少冲洗引起的排放液体。
最后，所用反应物很容易得到，其费用低廉，本发明的凝胶还可在工厂中进行批量生产。
在将成分a)，也就是粘附剂/粘接剂添加到水溶液中即可得到本发明的凝胶，上述粘附剂/粘接剂包括矿物粘附剂和有机粘附剂的混合物。
矿物粘附剂通常是不易氧化的矿物粘附剂，而且不受消除污染物的活性成分b)的影响，这种粘附剂最好有较高的比面积，例如大于100m2/g。
根据本发明，由于两种粘附剂(矿物粘附剂和相互粘附剂)之间的协同作用，将粘附剂a)中掺入有机粘附剂即可大幅度地减少为保证凝胶的形成所需要的矿物粘附剂的浓度，这种凝胶的粘度足以使其在构件表面上形成涂层，而构件并不一定水平设置，它可以垂直或倾斜设置。
通常，凝胶的粘度达10-3-10-1Pa.sec较佳，在使用过程中以10-2Pa.sec最佳，也就是说，要处于强的剪切力下，以便保证能够方便地利用喷枪的喷射将凝胶涂到构件的表面上。
根据本发明，与现有技术的粘附剂只含有矿物粘附剂的凝胶不同的是，该矿物粘附剂的含量例如通常至少可以减少到20％以下(重量)，例如还可以为1-15％(重量)，1-8％较佳(重量)，甚至1-7％(重量)时为最佳，例如4-6％(重量)，特别是5％(重量)。
在氧化铝的情况下，矿物粘附剂含量例如可以减少到1-15％(重量)，1-8％较佳(重量)，甚至1-7％(重量)时为最佳，例如4-6％(重量)，特别是5％溶液(重量)。
在硅石的情况下，矿物粘附剂含量例如可以减少到8％(重量)以下，例如1-7％(重量)，通常为4-6％(重量)，例如是5％溶液(重量)。
这种含量只是作为例子给出的，它主要取决于矿物粘附剂和消除污染物所用的活性剂。
对于类似的凝胶，本发明凝胶的矿物用量总是比只含有矿物粘附剂的相同凝胶的少得多。
矿物粘附剂/粘接剂可以是以氧化铝Al2O3为基的，通过在高温下水解以后得到矿物粘附剂/粘接剂。对于常用的矿物粘附剂/粘接剂可以列举有市场供应的商标为“Alumine C”的产品。
矿物粘附剂/粘接剂也可以是以硅石为基的，这种硅石可以是亲水硅石，疏水硅石，碱性硅石，例如由RHONE-POULENC公司出售的品名为“TIXOSIL 73”的硅石，或RHONE-POULENC公司出售的品名为“TIXOSIL 331”和“TIXOSIL 38AB”的硅石。
在酸性硅石中，可以例举有Nissan化学工业公司(日本公司)出售的品名为“SNOWTEX O”和“SNOWTEX OL″的液体硅石，以及Degussa公司出售的品名为“Cab-O-Sil”的硅石，例如“Cab-O-Sil”M5，“Cab-O-Sil”H5和“Cab-O-Sil”EH5。
在这些硅石中，比面积为200m2/g的酸性亲水的“Cab-O-Sil”M5的火成硅石较佳，这种硅石的结果很好，也就是说，用最少矿物用量得到最大的粘接特性，特别是当它用在称作“氧化凝胶”的凝胶中时更是如此。
根据本发明的基本特征，除了上述矿物粘附剂之外，粘附剂a)还包括有机粘附剂。
这种有机粘附剂也称作“相互粘附剂”，它通常选自水溶性聚合物和表面活化剂。
这种聚合物或表面活化剂应当满足与核装置中的使用有关的某些条件。
所述聚合物或表面活化剂既不应该有硫，也不应该有卤素，该聚合物或表面活化剂的存在对整体有机物用量产生最少影响，该聚合物或表面活化剂在具有消除污染物的活性剂b)时非常耐用：例如，能够很好地耐酸和/或耐氧化。此外，它在通常为0-50℃的区域内应当具有热稳定性能。最后，对于矿物粘附剂，特别是对于硅石来讲，它具有很好的亲和性。
在比较好的有机水溶性聚合物中，可以例举有丙烯酸的聚合物以及它与丙烯酸酰胺的共聚合物。
这些聚合物在凝胶中的含量可以非常少，例如0.1-5％(重量)，0.1-2％较佳(重量)，最好为0.5-1％(重量)，在这种含量下，聚合物可以大大改善凝胶的流变性能，并可以大大减少氧化铝和/或硅石的矿物含量，这种含量例如可以减少到15％，甚至减少到5％(重量)。
根据本发明，粘附剂a)中所含的表面活化剂通常应当满足上述条件。
根据本发明，非常惊奇地发现了下列公式的聚氧化乙烯醚族表面活化剂：
             CH3-(CH2)n-1-(O-CH2-CH2)m-OH
这些醚也叫做满足所需标准的CnEm，也就是说，它们对硅石矿物颗粒特别亲和，在酸性很大、电解很强以及非常容易氧化的环境中，具有很强的化学惰性和足够的稳定性，例如消除污染物的凝胶。
即使在用量很少的情况下，这些表面活化剂都能确保触变形凝胶的三维网状结构。
在没有引用任何理论的情况下，可以假设硅石颗粒和极性端之间会产生相互作用，与此同时疏水的脂肪链与疏水的脂肪链之间也会产生相互作用。
在上面的公式中，n限定脂肪链的长度，它是一个6-18，最好6-12的整数，m决定极性端的大小，它是一个1-23，最好2-6的整数。
在这些表面活化剂中，较好的化合物为C6E2(二乙二醇己醚)C10E3和C12E4。
这些化合物CnEm在ALDRICH和SEPPIC公司中是很多的。
表面活性剂的性能与所用的消除污染物的凝胶型号有关，也就是说与消除污染物的活性剂b)的特性和含量有关，并与矿物粘附剂的特性和含量有关。
这样，化合物CnEm特别适于用在包括硅石的酸性氧化凝胶中。
同样，表面活化剂的含量取决于消除污染物的凝胶特性以及矿物粘附剂的浓度和特性。
表面活化剂的这种含量通常为0.1-5％(重量)，0.2-2％较佳(重量)，最好为0.5-1％(重量)。
不论消除污染物的凝胶如何，也就是说不论消除污染物的凝胶中所用的消除污染物的活性剂如何，本发明的粘附剂a)都可以用在消除污染物的凝胶中。
粘附剂特别适用于纯矿物粘附剂的场所，所述的纯矿物粘附剂用在现有技术的用于消除污染物的任一种凝胶中，例如FR-A-2380624，FR-A-2656949和FR-A-2695839中所描述的凝胶中。
已经发现消除污染物的凝胶根据消除污染物的活性剂b)具有不同的特性；通常将凝胶分成听述的碱性凝胶，酸性凝胶，还原凝胶以及氧化凝胶。
这样，本发明的消除污染物的凝胶的用于消除污染物的活化剂b)中含有酸，最好是矿物酸，矿物酸最好选自盐酸，硝酸，硫酸，磷酸和它们的混合物。
酸的浓度通常为1-10mol/l，最好为3-10mol/l。
这种称作“酸性凝胶”的凝胶特别适用于在冷却状态下消除固定在铁素体钢上的污染物。
在这种酸性凝胶中，矿物粘附剂最好是硅石，相互粘附剂最好是聚氧化乙烯醚。
本发明的消除污染物的凝胶的用于消除污染物的活性剂b)中含有碱，最好是选自苏打或碳酸钠，钾碱或碳酸钾和它们的混合物的矿物碱。
碱的浓度通常为0.1-14mol/l。
这种称作“碱性凝胶”的凝胶具有理想的除油特性，它特别适用于消除固定在不锈钢和铁素体钢上的污染物。
在这种碱性凝胶中，矿物粘附剂最好是氧化铝。
本发明的消除污染物的凝胶的用于消除污染物的活化剂b)中还可含有还原剂，这种还原剂例如可以是象FR-A-2695839文献中描述的还原剂，在该文献中，所用的还原剂是其标准电极势E0在强碱中(pH(13)低于-600mV/ENH(氢的正常电极或标准氢电极)的还原剂。
作为这些还原剂的例子可以例举有氢硼化物，亚硫酸盐，连二亚硫酸盐，硫化物，次磷酸盐，锌，联氨和它们的混合物。
当使用氢硼化物，亚硫酸盐，连二亚硫酸盐，硫化物或次磷酸盐时，它们通常为金属盐状态，例如为碱金属盐，例如钠盐。
当还原剂使用的是氢硼化钠时，胶态溶液的pH值最好大于或等于14，以便使氢硼化物保持稳定状态。
还原剂例如是FR-A-2695839文献中描述的还原剂，这些还原剂通常与矿物碱结合，矿物碱例如是浓度通常为0.1-14mol/l的NaOH或KOH，还原剂的浓度通常为0.1-4.5mol/l。
在这种还原剂中，矿物粘附剂最好为氧化铝基。
这种称作“还原凝胶”的凝胶通常用作补充物，以及用作象上面所述的氧化凝胶的替换物。
这种凝胶主要能够使表面粘附的金属氧化层弱化，并可除去这些氧化层，所述的金属例如是奥氏体钢，因科镍合金和Incoloy，它们形成高压水反应器(REP)的第一回路，这类反应器对消除污染物的氧化凝胶的反应不灵敏。
本发明的消除污染物的凝胶的消除污染物的活化剂b)还包括氧化剂。
这些氧化剂的例如可以是象FR-A-2656949文献中描述的氧化剂，在该文献中，所用的氧化剂是其标准电极势Eo在强酸中(pH＜1)高于1400mV/ENH的氧化剂，也就是说，氧化能量高于高锰酸盐的能量。
作为这些氧化剂的例子可以例举有Ce4+，Co3+和Ag2+以及它们的混合物。
因为对应于这些氧化剂的氧化还原力偶具有如下数值：
        Ce3+/Ce4+        Eo/ENH＝1610mv
        Co2+/Co3+        Eo/ENH＝1820mv
        Ag+/Ag2+         Eo/ENH＝1920mv
当待消除污染物的表面是金属表面时，例如是贵合金，贵合金例如是不锈钢304和316L，因科镍合金和Incoloy时，使用这些大能量的氧化剂特别合适。
此外，这些氧化剂也可以使某些不易溶解的粘性氧化物氧化，这些粘性氧化物例如有PuO2，以便使它们转变成例如PuO2 2+的可溶形式。
在本发明的用于消除污染物的凝胶中，还可以用还原形式的氧化剂，例如可以在将能够使这种还原形式氧化的化合物添加到凝胶中的条件下，或在将凝胶与另一种凝胶或与另一种粘性溶液选配的条件下使用Ce3+，Co2+，Ag+，所述的粘性溶液包括能够使这种氧化剂的还原形式氧化的化合物。
能够使这种氧化剂的还原形式氧化的化合物例如可以由碱金属的过硫酸盐构成。
在这些氧化剂中最好的是铈(Ce4+)，这些氧化剂通常与矿物碱，或为了稳定性与矿物酸进行选配，所述的矿物酸例如是HCl，H3PO4，H2SO4，最好是浓度通常为1-10mol/l，较好为3-10mol/l，最限为2-3mol/l，例如2.88mol/l的HNO3，氧化剂的浓度通常为0.1-2mol/l，较好为0.6-1.5mol/l，该浓度最好为1mol/l。
当氧化剂使用的是阳离子，例如Ce4+，Ag2+或Co3+时，推荐这种氧化剂的形式为盐的形式，例如硝酸盐，硫酸盐等，但它也可以是电解形式或电离形式的氧化剂。
这些氧化凝胶最好含有电解形式或电离形式存在的铈(Ce4+)、硝酸铈Ce(NO3)4形式的铈(Ce4+)或六硝酸根合铈二铵盐(NH4)2Ce(NO3)6，因为在浓硝酸中硝与铈(Ce4+)4+之间的相互不稳定性，所以最好含有后一种化合物。
硝酸使铈氧化到Ce4+，以使其稳定，该硝酸参与腐蚀，除此之外，还保证维持在粘接溶液中，也就是说保证维持在构成金属合金的过渡金属的配位氧代硝酸基的溶液中。
这类凝胶例如包括矿物粘附剂，最好是硅石，例如含量最好为4-6％(重量)的“Cab-O-Sil”M5，例如重量为5％，而且包括有机粘附剂，最好是聚氧化乙烯剂，例如含量最好为0.2-2％(重量)的C6E2，C10E3或C12E4式的聚氧化乙烯醚，例如含量为1％。
这样，本发明的消除污染物的氧化凝胶的典型例子由粘接溶液构成，该粘接溶液包括：
0.6-1.5mol/l，较好为1mol/l的(NH4)2Ce(NO3)6或Ce(NO3)4；
2-3mol/l，较好为2.88mol/l的NHO3；
4-6重量％，最好为5重量％的硅石；
0.2-2重量％，最好为1重量％的聚氧乙烯醚。
上述消除污染物的凝胶主要可以用于消除金属表面上的污染物，在现有装置中定期保养的效果与拆除核装置的效果同样好。
本发明的凝胶例如可以用于消除箱，燃料储存容器，手套盒等上的污染物。
本发明的目的还在于消除金属表面上的污染物的方法，该方法包括在待消除污染物的表面上涂覆本发明的消除污染物的凝胶，将该凝胶维持在所述表面上足够的时间，以便消除污染物，所述维持时间例如延续10分钟至24小时，30分钟至10小时较佳，最好为2至5小时，再通过冲洗或机械方法进行处理，将金属表面上的凝胶除去。
在待消除污染物的表面上沉积的凝胶用量一般为100-2000g/m2，较理想的是100-1000g/m2，最好是200-800g/m2。
显然，当在连续不同的步骤中每次用同一种凝胶或性能不同的一些凝胶时，可以反复处理多次，每个步骤都包括涂覆凝胶，将该凝胶维持在所述表面，再通过例如冲洗或机械方法将表面上的凝胶除去。
同样，也可以在待处理的成批表面上进行处理，或可以根据表面某些需要进行强化处理的特定位置处的辐射吸收剂量(mRad/h)，在部分表面上进行处理，例如这种表面的形状复杂。
特别是在第一次涂覆凝胶之前，还可以利用水或水溶液对需消除污染物的表面进行冲洗，水和水溶液最好处于高压下，以便使待消除污染物的表面清洁和/或除油。
例如，消除污染物的方法可以包括下面的连续步骤，这和FR-A-2695839文献中描述的相同：
1〕在待消除污染物的表面上涂覆本发明的消除污染物的还原凝胶，将该凝胶维持在所述表面上10分钟至5小时，冲洗已处理的金属表面，以便除去凝胶。
2〕在处理的表面上涂覆在酸性介质中的氧化凝胶，将该凝胶维持在所述表面上30分钟至5小时，冲洗已处理的金属表面，以便除去凝胶。
消除污染物的方法或者可以包括如下步骤：
在待处理的表面上喷射碱溶液一段时间，例如喷射30分钟；
用水冲洗；
在处理的表面上涂覆在酸性介质中的氧化凝胶，将该凝胶维持在所述表面上30分钟至5小时，最好维持2小时；
用水冲洗。
接触时间可以在很大的范围内变化，该接触时间还与消除污染物的活化剂的性能以及“相互粘接”凝胶的性能有关。例如，对于包括表面活化剂(例如相互粘接剂)的酸性氧化凝胶来讲，它的接触时间在30分钟至5小时，最好为2-5小时。
对于还原凝胶来讲，其接触时间最好为10分钟至5小时。
可以利用传统方法，例如利用喷枪喷射、利用浸泡和滴落、利用包装或通过刷子将凝胶涂覆到待消除污染物的金属表面上。最好利用喷枪(无空气压缩机)进行例如高压喷射/雾化涂覆凝胶，所述喷枪和喷射器相当，压力为10-200kg/cm2，例如为10-160kg/cm2，例如还可以是50-100kg/cm2。
最好利用冲洗来除去处理表面上的凝胶，也可以利用其它方法，例如利用机械方法或利用气体喷射，例如高压空气喷射来除去凝胶。
为了进行冲洗，通常利用脱矿水或利用其中所用的凝胶可以溶解或所用的凝胶会因水而形成可分开除去的膜的水溶液进行冲洗。
可以在高压下，也就是说例如在10-160kg/cm2的压力下进行冲洗。
根据本发明的更有效的特征，因为本发明的凝胶包括例如硅石的矿物粘附剂和例如表面活化剂的有机粘附剂构成的组合物，而这些凝胶可以将它们的组织保存很长时间，即保存期长达48小时和以上，所以很容易进行表面冲洗，即可以在低压下进行冲洗，例如15kg/cm2的低压，甚至可以在没有压力的情况下进行冲洗，这种冲洗要求少量的例如10升/m2脱矿水(脱矿质水/去掉矿质的水)等。
当进行消除污染物的工作时，冲洗以后所规定的排液中的矿物(例如消除污染物的过程中，燃料储存容器水中的SiO2和Al2O3的含量)含量减少，即使本发明的凝胶中含有少量的矿物，冲洗处理次数仍然减少。
另外由于本发明产生的排液量大幅度减少，而此排液量主要由冲洗排液量所确定。
反之，现有技术中的没有相互粘接剂的凝胶，例如只含有硅石而无表面活化剂的凝胶在使用很短时间以后变干，碎裂，很难对它们进行冲洗，而且需要大量的高压水。为此会产生大量的排液。
然后要对冲洗排放液进行合适的处理，例如在用酸性凝胶时用碳酸钠对排液进行中和。
然后，通常要对排液进行固-液分离，例如利用套筒式过滤器进行过滤，从而得到排放液体和固体废物，因为本发明的凝胶的矿物用量很少，所以固体废物也很少。
这样，由于本发明凝胶的矿物用量比只有矿物粘附剂的现有技术的凝胶的用量少3-4倍，所以所含的固体废物(例如在过滤器上)也少3-4倍。
在某些情况下，本发明凝胶中的矿物用量很少，以致于可以在没有进行任何预处理的情况下将冲洗的排液送到蒸发器。
利用很简单的方法，例如将粘附剂a)添加到组分b)的水溶液，例如消除污染物的活性剂中即可制得本发明的消除污染物的凝胶。通常在有机粘附剂(相互粘接剂)以前添加例如硅石的矿物粘附剂。
本发明的凝胶通常可以储存很长时间，但是，虽然某些表面活性剂的化学惰性较好，但化学惰性是受时间限制的，例如当存在象Ce4+的氧化剂时就是这样。
当这些表面活性剂掺入到凝胶中时，这些表面活性化剂因有很强的溶解性而迅速均质化。最好在使用凝胶以前很短时间内就应将凝胶加到溶液中，以便使效果最佳。
本发明的其它特征和优点在阅读了结合附图对仅作为非限定性例子的实施例作的描述以后将会更清楚，其中：
附图说明
图1是现有技术的粘度(用Pa.sec表示)和各种凝胶的恢复时间之间的关系，现有技术的粘附剂只包括重量含量分别为6％(实线)，8％(点线)，10％(虚线)和12％(混合线)的“Cab-O-Sil”M5。
图2是本发明的粘度(用Pa.Sec表示)和各种凝胶的恢复时间之间的关系，本发明的粘附剂是分别包括重量含量为6％的“Cab-O-Sil”和Texipol(1％)的组合物(点线)，重量含量为5％的“Cab-O-Sil”和C12E4(1％)的组合物(虚线)，重量含量为5％的“Cab-O-Sil”和C10E3(1％)的组合物(混合线)，以及重量含量为5％的“Cab-O-Sil”和C6E2(1％)的组合物(上面的实线)的。
同时表示的一条曲线给出的是粘度与只有10％“Cab-O-Sil”作为粘附剂(下面的实线)的凝胶的恢复时间之间的关系。
具体实施方式
实施例1
在测量了不同时间下的粘度以后我们已经研究了现有技术的水溶凝胶的流变特性，其中时间0为开始喷射凝胶的时间。
这些结果得到表示各个曲线的图1的支持，图1的曲线给出了粘度与各种凝胶的恢复时间之间的关系，这些凝胶的粘附剂只包括矿物粘附剂，即含量分别为6％，8％，10％和12％的“Cab-O-Sil”M5的硅石。
我们发现不管这些凝胶的“Cab-O-Sil”M5的含量有多少，即使硅石的含量很多，恢复时间总是超过5秒，因而恢复时间很长。
实施例2
在测量了不同时间下的粘度以后我们已经研究了本发明的凝胶的流变特性，其中时间0为开始喷射凝胶的时间。
这些结果得到表示各个曲线的图2的支持，图2的曲线给出了粘度与各种凝胶的恢复时间之间的关系，本发明的这些凝胶的粘附剂包括矿物粘附剂(“Cab-O-Sil”的硅石)和表面活化剂(“C6E2”，“C10E3”或“Cl12E4”)或聚合物(“Texipol”)的组合物，表面活化剂或聚合物每次的重量含量1％。
为了进行比较，图2中还有已经在图1上作出的曲线，该曲线表示粘度与只有10％“Cab-O-Sil”作为粘附剂的凝胶的恢复时间之间的关系。
图2的曲线表明本发明制备的各种凝胶的流动性得到了很大的改善。本发明的凝胶在大剪切力下的弱小粘度(t＝o)仍比图1所示的现有技术的凝胶的低，该粘度小于0.1Pa.sec。
所以根据本发明由粘附剂的组合物制备的凝胶和现有技术的凝胶一样，也是处于搅拌状态，有足够的液体进行喷射。
而除此之外，根据本发明由粘附剂的组合物制备的凝胶具有自调整能力，这种能力以完全意想不到的大比例增大。
在静止状态，根据本发明由硅石粘附剂和表面活化剂或聚合物的“相互粘接剂”的组合物制备的凝胶的粘度大幅度增加，即使聚合物或表面活化剂的浓度很少(1％)也是如此。
在静止状态，根据本发明由重量含量为5％的“Cab-O-Sil”和重量含量为1％的表面活化剂C6E2的组合物制备的凝胶的粘度增加了高达50倍，以达到20-25Pa.s。
图2的曲线表示本发明凝胶的还原时间很少，本发明凝胶基本在瞬时就能进行自调整，这样就能在处理表面上具有基本直接的粘附力。
在凝胶中除有矿物粘附剂之外因还掺有专用的有机粘附剂(相互粘接剂)，所以本发明粘附剂的流变特性得到了改善，伴随这种改善的是大幅度减少了矿物粘附剂的含量。掺有少到5％硅石(重量)的本发明凝胶的流变特性比掺有相同数量的硅石而没有有机相互粘附剂的现有技术的凝胶好许多。
因此可以讲是矿物粘附剂和相互粘附剂之间的真实协同作用。
如果希望制备特性和现有技术的没有相互粘附剂的凝胶的特性相同的凝胶，实际上可以减少矿物粘附剂的含量，例如少于1％的硅石，甚至是少于0.1％的硅石。
由于本发明凝胶的矿物含量很少，所以废物量也很少。
实施例3
该实施例与制备本发明的氧化凝胶有关，作为消除污染物的活化剂来讲，这种凝胶包括氧化剂，这种氧化剂是铈(Ce4+)，而作为有机粘附剂(相互粘附剂)，这种凝胶包括聚氧化乙烯醚或水溶的聚合物。
在不活跃的条件下，也就是说在型号为316L的奥氏体不锈钢(其成分为70％的铁，17％的铬，11％的镍和2％的钼)的金属板上没有放射污染物时，进行腐蚀实验。
为了制备1公斤凝胶，在脱矿以后的水中加入如下组分制备实验凝胶：370g由Aldrich公司提供的六硝酸根合铈二铵盐(NH4)2Ce(NO3)6，其浓度为1mol/l；
105ml的65％硝酸，这种硝酸由Aldrich公司提供，即其NHO3的浓度为2.88mol/l；
50g或60g由Degussa公司提供的“Cab-O-Sil”M5，即硅石根据凝胶的重量浓度为5％或6％；
10g由SCOTT BATER公司提供的TEXIPOL 63-510，其重量浓度为1％。
或者根据Aldrich公司提供的10g C6E2类型的二乙二醇己醚的聚氧乙烯醚，或Seppic公司提供的C10E3，或Aldrich公司提供的C12E4(称作“BRIJ 30”)进行制备。
因此表面活性剂的重量浓度为1％。
将制备的凝胶涂覆到待处理的钢板上，涂覆厚度为1mm，也就是说在每平方米待处理表面上涂覆1kg凝胶。
利用称重校正腐蚀结果。
在该实施例中所用的铈为1mol/l，这样对于1mm厚的凝胶，平均在一个小时以内可以为钢板减厚1微米。
下面的表1精确地说明用各种凝胶时对型号为316L的新不锈钢板所消除的物质量，其中铈(Ce4+)1M的浓度不变。
 相互粘合剂 矿物含量(重量)   期限     凝胶量(kg/cm2)   时间     腐蚀(μm)
 C6E21％ 5％Cab-O-Sil   1天     1.12   2h     1.2
 C6E21％ 5％Cab-O-Sil   1天     1.26   2h     1.2
 C6E21％ 5％Cab-O-Sil   1天     1.40   2h     1.6
 C10E31％ 5％Cab-O-Sil，没有Ce   1天     0.99   1h     0
 C10E31％ 5％Cab-O-Sil   20分钟     1.04   1h     1.1
 C10E31％ 5％Cab-O-Sil   1天     0.7   2h     0.9
 C10E31％ 5％Cab-O-Sil   5天     1.53   2h     0.3
 C12E41％ 5％Cab-O-Sil   2天     1.62   1h     1.3
 C12E41％ 5％Cab-O-Sil   2天     1.21   2h     1.5
 C12E41％ 5％Cab-O-Sil   2天     1.24   7h     1.5
 Texipol 1％ 6％Cab-O-Sil   26天     0.7   30min     0.8
 Texipol 1％ 6％Cab-O-Sil   26天     0.97   2h     1
 Texipol 1％ 6％Cab-O-Sil   26天     1.55   1h     1.3
 Texipol 1％ 6％Cab-O-Sil   26天     0.74   2h     0.9
腐蚀掉的合金量取决于凝胶中所用铈(Ce4+)含量，因为所有这些数值都是可比较的，所以这十分正常。
这些结果表明，在本发明的氧化凝胶中具有活性剂或聚合物完全不会妨碍溶解物质溶解在这些胶凝的溶液中。
实施例4
在与实施例3相同的条件下对型号为316L的金属板进行腐蚀实验。实验凝胶的公式如下：
(NH4)2Ce(NO3)61摩尔(M)，
HNO3 2.88摩尔
重量为5％的SiO2“Cab-O-Sil”M5，
重量为1％的C6E2，C10E3或C12E4形式的聚氧化乙烯醚。
作为比较，粘性较差的氧化凝胶的活性剂包括1摩尔六硝酸根合铈二铵盐，硝酸2.88摩尔，而氧化凝胶的相互粘附剂包括8％重量的“Cab-O-Sil”M5，但是相互粘附剂没有用作对比实验。
需要强调指出的是，现有技术的这种凝胶的流变特性较差，这样就不易喷射凝胶。
所涂覆的凝胶厚度约为1mm，即每平方米表面上涂覆1kg凝胶。腐蚀效果由称重进行核实。
下面的表2精确地说明对型号为316L的不锈钢板所消除的物质量，所述不锈钢板通常是市场上供应的材料。
                                  表2
    样品     相互粘合剂     Cab-O-Sil矿物含量(重量)     凝胶量kg/m2     时间小时   腐蚀μm
    1     无表面活化剂     8     1.10     1   0.4
    2     无表面活化剂     8     1.12     2   1
    3     无表面活化剂     8     1.14     5   1.4
    4     无表面活化剂     8     1.13     24   1.5
    5     C6E21％     5     1.11     1   0.4
    6     C6E21％     5     1.10     2   0.9
    7     C6E21％     5     1.13     5   1.2
    8     C6E21％     5     1.11     24   1.2
    9     C10E31％     5     1.20     1   0.4
    10     C10E31％     5     1.12     2   0.8
    11     C10E31％     5     1.1     5   1.2
    12     C10E31％     5     1.10     24   1.2
    13     C12E41％     5     1.10     1   0.4
    14     C12E41％     5     1.10     2   0.8
    15     C12E41％     5     1.10     5   1.3
    16     C12E41％     5     1.11     24   1.3
表2中例举的腐蚀数据表明，不论试验什么样的凝胶，对于每平方米为1.1kg的凝胶来讲，产生的腐蚀基本相同，平均：
1小时0.4微米，
2小时0.9微米，
5小时和24小时1.2微米。
应当留意接触5小时和24小时以后凝胶的状态：
样品4，没有表面活化剂
在接触5小时和24小时以后，“凝胶”保持桔红色，并保持其具有Ce4+物质的特性。在24小时结束时，凝胶完全干燥开裂，所以难以对板材进行冲洗，板材表面具有“纹”面。
样品8，1％的C6E2
在接触5小时以后，因为过渡金属尚具有配位氧化物或氧代硝酸基，所以凝胶如果不是出现淡蓝色，那么凝胶就没有任何颜色。
在24小时以后，即使重量少了25％，但仍保持凝胶的结构，与没有表面活化剂的凝胶相比，对板材的清洗要容易得多，而且清洗板材时每平方米只需要10升低压水。
样品12，1％的C10E3和样品16，1％的C12E4
在24小时结束时，凝胶的重量即使少了27％，这些凝胶仍有一些残留的黄颜色，但它们并没有开裂。它们仍保持凝胶的结构，它们的冲洗仍很方便。
这种现象由下面的所有结果产生：
在没有表面活化剂的凝胶中，即使腐蚀量很大，接触24小时也不能消耗所有的Ce4+。此外，出现冲洗的问题。
5小时以后，具有表面活化剂的凝胶没了桔红颜色表示所有Ce4+都还原到Ce3+了。
另外，涂覆时间到达以后，由产生的腐蚀量确认停止腐蚀。因此将接触时间延长到5小时以上似乎是无用的。
此外，用少量的水，也就是说每平方米用10升以下的低压水很容易冲洗凝胶。
对于相同量的腐蚀来讲，侵蚀5小时以后，具有表面活化剂(无色)的凝胶和没有表面活化剂(桔红色)的凝胶之间存在颜色差别，这种差别表明有一部分Ce4+氧化了表面活化剂。这有利于限定因表面活化剂的降解所造成的DCO排液。
注意：对具有相同量的凝胶的第5个样品进行第二次侵蚀表明腐蚀量为0.9μm，而第一次涂覆时用一小时的减量为0.4μm。因此，由于自然氧化，每小时产生的腐蚀约为1μm，这和上述实施例3的相符。
连续对该同一板件侵蚀四次后显示出的腐蚀量为：0.9-1-1.1和0.9μm。不论使用何类凝胶或有无表面活化剂，总能得到相同的结果。
实施例5
该实施例涉及的是制备本发明的凝胶，这种凝胶的矿物粘附剂包括重量为5％或6％的硅石“Cab-O-Sil”，而凝胶的有机粘附剂(相互粘接剂)包括重量为0.7或1％的C6E2，而凝胶的氧化剂包括1mol/l的六硝酸根合铈二铵盐和2.88mol/l的HNO3。
涂覆条件与上述实施例3和4的条件相同，但腐蚀实验在氧化的316L型的板材上进行。
利用W.N.Rankin在“Decontamination processes for waste glasscanisters.Nuclear technology，vol.59，1982”中所述的方法，在气流环境中用600℃的炉子对类似于实施例3和4的板材进行加热，制备成上述样品。
该热处理使不锈合金表面上形成一层化合物氧化层，氧化层的厚度和形态均适于处在钢材的需消除污染物的表面上。
下面的表3精确地说明用各种凝胶时对型号为316L的不锈钢板所消除的物质量，其中钢板经600℃的温度加热氧化4天(氧化层是均匀的)。
                                 表3
    样品     相互粘合剂     Cab-O-Sil矿物含量(重量)     凝胶量kg/m2     时间小时   腐蚀μm
    20     无表面活化剂     8     1.11     2   1.6
    21     无表面活化剂     8     1.11     5   2.2
    22     无表面活化剂     8     1.11     24   2.6
    23     C6E21％     5     1.07     2   0.6
    24     C6E21％     5     1.09     5   1.4
    25     C6E21％     5     1.11     24   2.3
下面的表4精确地说明型号为316L的不锈钢板所消除的物质量，其中钢板经600℃的温度加热氧化2天，钢板表面上的氧化层是不均匀的。
                              表4
    样品     相互粘合剂 Cab-O-Sil矿物含量(重量)   凝胶量kg/m2   时间小时   腐蚀μm
    26     C6E21％ 5   1.08   1   1.1
    27     C6E21％ 5   1.08   2   1.6
    28     C6E20.7％ 6   1.09   1   0.6
    29     C6E20.7％ 6   1.10   2   1.6
    30     C6E20.7％ 6   1.11   5   2.0
上面的实施例3-5表明，根据本发明，通过在氧化凝胶中使用相互粘接剂，除了流变性能得到意想不到的改进以及矿物用量减少以外，表面活化剂的存在对凝胶的腐蚀能力只有很小的影响，因为表面活化剂只消耗一小部分Ce4+。
在腐蚀期间，与没有表面活化剂的情况相反的是，凝胶的结构得到了保存，不论腐蚀还是被腐蚀，都可保证物质具有最佳的扩散性能。此外，冲洗也很方便。
另外，凝胶的腐蚀会少许改变板材表面的状态和成分。
下面的实施例表示本发明凝胶的应用以及现有凝胶的应用。
实施例6
在该实施例中，利用本发明的方法消除型号为316L的不锈钢容器的污染物，容器的容量为500m3，也就是说需要消除污染物的表面积为120m2。
所用的本发明的氧化凝胶具有如下成分：
“Cab-O-Sil”M5：                       5％
相互粘接剂(聚乙烯酯“C6E2”)：        1％
Ce4+：                                 0.5摩尔(M)
HNO3：                                 10摩尔(M)
消除污染物的步骤包括：
在容器表面上喷射碱溶液，对该表面的喷射保持2小时；
用水冲洗；
用15kg/cm2压力的喷枪喷射上述本发明的酸性氧化凝胶，以便在表面上沉积1kg/m2的凝胶，并使该凝胶在所述表面上保持12小时；
用15kg/cm2的低压水进行冲洗；
用与上述相同的条件进行第二次喷射凝胶，即表面上的凝胶为1kg/m2，喷射时间为2小时；
用15kg/cm2的低压水进行冲洗。
确定处理前后表面上的剂量。
表面上的起始剂量为557mRad/h，而其最后剂量为4mRad/h。
同时还确定消除污染物的因数FD，该因数表示起始剂量与最后剂量之间的比值，FD约为140。
实施例7(比较实施例)
消除污染物的研究所用的不锈钢容器与实施例6的相同，但是所用的氧化凝胶是FEVDI公司生产的型号为“FERDIRAD OX”的商品，其成分为：
“Cab-O-Sil”M5：                           15％
Ce4+：                                     0.5摩尔(M)
HNO3：                                     10摩尔(M)
消除污染物的处理步骤和条件都与实施例6的相同，所不同的是，当为了去除凝胶进行冲洗时，应当用150-300kg/cm2的很高压力，而不是低压。
所得到的消除污染物的因数是140。
但是，除了利用冲洗去除凝胶要远比上述实施例的困难以外，去除凝胶还需要非常大的压力，而且冲洗后的排液量也非常大；根据本发明的实施例，当以后要对冲洗的排液进行过滤时，因有机矿物而使矿物用量减少3倍以后所得到的固体废物要比对现有技术实施例中的凝胶冲洗排液进行过滤所产生的固体废物少3倍。
实施例8：
在该实施例中，利用本发明的方法消除三个型号为316L的不锈钢手套箱的污染物，这三个箱的污染物主要是铀，铯，钚和锶。
这些手套箱需要消除污染物的总面积为26m2。
所用的本发明的酸性氧化凝胶具有与实施例6相同的成分，即：
“Cab-O-Sil”M5：                  5％
相互粘接剂(聚乙烯醚“C6E2”)：  1％
Ce4+：                    0.5摩尔(M)
HNO3：                    10摩尔(M)
消除污染物的步骤包括：
雾化喷射碱溶液15分钟；
用水冲洗；
用15kg/cm2压力的喷枪喷射上述本发明的酸性氧化凝胶，以便一共沉积80kg的氧化凝胶，并使该凝胶在所述表面上保持2小时；
用低压水进行冲洗；
测量所述表面上的剂量；
按照上述测量的剂量，均匀地对各个特定位置第二次喷射氧化凝胶，即总共喷射10kg。凝胶在所述表面上的这些部位保持2小时；
用低压水进行冲洗。
确定处理前后表面上的剂量。
表面上的起始剂量为3Rad/h，而其最后剂量为2-20mRad/h。
消除污染物的因数约为150。
实施例9(比较实施例)
消除污染物所用的不锈钢手套箱与实施例8的相同，但是所用的氧化凝胶是FEVDI公司生产的型号为“FERDIRAD OX”的商品，其成分为：
“Cab-O-Sil”M5：                               15％
Ce4+：                                         0.5摩尔(M)
HNO3：                                         10摩尔(M)
消除污染物的处理步骤和条件都与实施例8的相同，所不同的是，当为了去除凝胶进行冲洗时，应当用150-300kg/cm2的很高压力，而不是用低压。
所得到的消除污染物的因数是150。
但是，除了利用冲洗去除凝胶要远比上述实施例的难以外，去除凝胶还需要非常大的压力，而且冲洗后的排液量也非常大；根据本发明的实施例，当以后要对冲洗的排液进行过滤时，因有机矿物而使矿物用量减少3倍以后所得到的固体废物要比对现有技术实施例中的凝胶冲洗排液进行过滤所产生的固体废物少3倍。

Claims (57)

1.一种消除污染物的有机矿物凝胶，所述的凝胶包括一种胶体溶液，该凝胶包括：
a)粘附剂；
b)消除污染物的活性剂，
其特征在于粘附剂a)包括矿物粘附剂和有机粘附剂的混合物，所述的有机粘附剂选自如下公式的聚氧化乙烯醚：
CH3-(CH2)n-1-(O-CH2-CH2)m-OH
其中n是6-18的整数，m是1-23的整数。
2.根据权利要求1所述的凝胶，其特征在于所述的矿物粘附剂选自硅石和氧化铝。
3.根据权利要求2所述的凝胶，其特征在于所述的矿物粘附剂是重量含量为1-15％的氧化铝。
4.根据权利要求1所述的凝胶，其特征在于所述的矿物粘附剂是重量含量为1-7％的硅石。
5.根据权利要求1所述的凝胶，其特征在于所述的相互粘附剂的重量含量为0.1-5％。
6.根据权利要求1所述的凝胶，该凝胶称之为“酸性凝胶”，其特征在于所述的消除污染物的活性剂b)包括无机酸。
7.根据权利要求6所述的凝胶，其特征在于所述的无机酸选自盐酸，硝酸，硫酸，磷酸和它们的混合物。
8.根据权利要求6所述的凝胶，其特征在于所述的无机酸的浓度为1-10mol/l。
9.根据权利要求1所述的凝胶，其特征在于所述的消除污染物的活性剂b)包括矿物碱。
10.根据权利要求9所述的凝胶，其特征在于所述的无机碱选自碳酸钠，碳酸钾和它们的混合物。
11.根据权利要求9所述的凝胶，其特征在于所述的无机碱的浓度为0.1-14mol/l。
12.根据权利要求1所述的凝胶，该凝胶称之为“还原凝胶”，其特征在于所述的消除污染物的活性剂b)包括还原剂。
13.根据权利要求12所述的凝胶，其特征在于所述的还原剂在pH≥13的强碱中的标准电极势E0低于-600mV/ENH。
14.根据权利要求13所述的凝胶，其特征在于所述的还原剂选自氢硼化物，亚硫酸盐，连二亚硫酸盐，硫化物，次磷酸盐，锌，联氨和它们的混合物。
15.根据权利要求13所述的凝胶，其特征在于所述的活性剂b)还包括浓度为0.1-14mol/l的无机碱。
16.根据权利要求12所述的凝胶，其特征在于所述的还原剂的浓度为0.1-4.5mol/l。
17.根据权利要求1所述的凝胶，该凝胶称之为“氧化凝胶”，其特征在于所述的消除污染物的活性剂b)包括氧化剂或该氧化剂的还原形式。
18.根据权利要求17所述的凝胶，其特征在于所述的氧化剂在pH＜1的强酸中的标准电极势E0高于1400mV/ENH。
19.根据权利要求18所述的凝胶，其特征在于所述的氧化剂选自Ce4+，Ag2+，Co3+和它们的混合物。
20.根据权利要求19所述的凝胶，其特征在于所述的Ce4+为硝化铈形式，硫化铈形式或六硝酸根合铈二铵盐形式。
21.根据权利要求18所述的凝胶，其特征在于所述的氧化凝胶除了包括氧化剂的还原形式，还包括一种能够使该氧化剂的还原形式氧化的化合物。
22.根据权利要求21所述的凝胶，其特征在于所述的能够使氧化剂的还原形式氧化的化合物是碱金属的过硫酸盐。
23.根据权利要求18所述的凝胶，其特征在于所述的活性剂b)除了包括所述的氧化剂，还包括浓度为1-10mol/l的无机酸或无机碱。
24.根据权利要求23所述的凝胶，其特征在于所述的无机酸选自HNO3，HCl，H3PO4，H2SO4和它们的混合物。
25.根据权利要求18所述的消除污染物的氧化凝胶，其特征在于它包括胶体溶液，该溶液包括：
0.6-1mol/l，优选为1mol/l的(NH4)2Ce(NO3)6或Ce(NO3)4；
2-3mol/l，优选为2.88mol/l的HNO3；
4-6重量％，优选为5重量％的硅石；
0.2-2重量％，优选为1重量％的聚氧乙烯醚。
26.根据权利要求17所述的凝胶，其特征在于所述的氧化剂的浓度为0.1-2mol/l。
27.一种消除金属表面上的污染物的方法，其特征在于它包括一种消除污染物的有机矿物凝胶涂覆到待消除污染物的表面上，将这种凝胶在所述表面上维持足够的时间，以便消除污染物和将已处理金属表面上的凝胶除去，所述的凝胶包括一种胶体溶液，该凝胶包括：
a)粘附剂；
b)消除污染物的活性剂，
其特征在于粘附剂a)包括矿物粘附剂和有机粘附剂的混合物，所述的有机粘附剂选自如下公式的聚氧化乙烯醚：
CH3-(CH2)n-1-(O-CH2-CH2)m-OH
其中n是6-18的整数，m是1-23的整数。
28.根据权利要求27所述的方法，其特征在于所述的矿物粘附剂选自硅石和氧化铝。
29.根据权利要求28所述的方法，其特征在于所述的矿物粘附剂是重量含量为1-15％的氧化铝。
30.根据权利要求27所述的方法，其特征在于所述的矿物粘附剂是重量含量为1-7％的硅石。
31.根据权利要求27所述的方法，其特征在于所述的相互粘附剂的重量含量为0.1-5％。
32.根据权利要求27所述的方法，其特征在于所述凝胶称之为“酸性凝胶”，所述的消除污染物的活性剂b)包括无机酸。
33.根据权利要求32所述的方法，其特征在于所述的无机酸选自盐酸，硝酸，硫酸，磷酸和它们的混合物。
34.根据权利要求32所述的方法，其特征在于所述的无机酸的浓度为1-10mol/l。
35.根据权利要求27所述的方法，其特征在于所述的消除污染物的活性剂b)包括矿物碱。
36.根据权利要求35所述的方法，其特征在于所述的无机碱选自碳酸钠，碳酸钾和它们的混合物。
37.根据权利要求35所述的方法，其特征在于所述的无机碱的浓度为0.1-14mol/l。
38.根据权利要求27所述的方法，其特征在于所述凝胶称之为“还原凝胶”，所述的消除污染物的活性剂b)包括还原剂。
39.根据权利要求38所述的方法，其特征在于所述的还原剂在pH≥13的强碱中的标准电极势E0低于-600mV/ENH。
40.根据权利要求39所述的方法，其特征在于所述的还原剂选自氢硼化物，亚硫酸盐，连二亚硫酸盐，硫化物，次磷酸盐，锌，联氨和它们的混合物。
41.根据权利要求39所述的方法，其特征在于所述的活性剂b)还包括浓度为0.1-14mol/l的无机碱。
42.根据权利要求38所述的方法，其特征在于所述的还原剂的浓度为0.1-4.5mol/l。
43.根据权利要求27所述的方法，其特征在于所述凝胶称之为“氧化凝胶”，所述的消除污染物的活性剂b)包括氧化剂或该氧化剂的还原形式。
44.根据权利要求43所述的方法，其特征在于所述的氧化剂在pH＜1的强酸中的标准电极势E0高于1400mV/ENH。
45.根据权利要求44所述的方法，其特征在于所述的氧化剂选自Ce4+，Ag2+，Co3+和它们的混合物。
46.根据权利要求45所述的方法，其特征在于所述的Ce4+为硝化铈形式，硫化铈形式或六硝酸根合铈二铵盐形式。
47.根据权利要求44所述的方法，其特征在于所述的氧化凝胶除了包括氧化剂的还原形式，还包括一种能够使该氧化剂的还原形式氧化的化合物。
48.根据权利要求47所述的方法，其特征在于所述的能够使氧化剂的还原形式氧化的化合物是碱金属的过硫酸盐。
49.根据权利要求44所述的方法，其特征在于所述的活性剂b)除了包括所述的氧化剂，还包括浓度为1-10mol/l的无机酸或无机碱。
50.根据权利要求49所述的方法，其特征在于所述的无机酸选自HNO3，HCl，H3PO4，H2SO4和它们的混合物。
51.根据权利要求44所述的方法，其特征在于它包括胶体溶液，该溶液包括：
0.6-1mol/l，优选为1mol/l的(NH4)2Ce(NO3)6或Ce(NO3)4；
2-3mol/l，优选为2.88mol/l的HNO3；
4-6重量％，优选为5重量％的硅石；
0.2-2重量％，优选为1重量％的聚氧乙烯醚。
52.根据权利要求43所述的方法，其特征在于所述的氧化剂的浓度为0.1-2mol/l。
53.根据权利要求27-52任一项所述的方法，其特征在于利用喷枪的喷雾涂覆所述的凝胶。
54.根据权利要求27-52任一项所述的方法，其特征在于将所述凝胶在所述表面上维持10分钟至24小时。
55.根据权利要求27-52任一项所述的方法，其特征在于所述凝胶是酸性氧化凝胶，这种凝胶在所述表面上涂覆2-5小时。
56.根据权利要求27-52任一项所述的方法，其特征在于通过冲洗将所述表面上的凝胶除去。
57.根据权利要求27-52任一项所述的方法，其特征在于涂覆到所述表面上的凝胶为100g-2000g/m2。
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