CN218100715U - 一种新型中低水平放射性废金属处理装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种新型中低水平放射性废金属处理装置，涉及放射性污染金属处理技术领域，包括水下太阳热能‑微波等离子设备、反应槽、收集罐以及储液罐；所述反应槽上方设有所述水下太阳热能‑微波等离子设备，所述水下太阳热能‑微波等离子设备末端插入所述反应槽；所述收集罐和所述反应槽分别在所述反应槽两侧；所述反应槽和所述储液罐底部设有磁性蛭石过滤块。本实用新型的有益之处是，本装置处理过程全部在水下完成，对运行环境起到安全保证，不需考虑，弥漫在空气中的放射性元素，本装置中磁性蛭石过滤块可以再生使用多次循环利用，设备简单，运行维护便捷，溶剂可循环利用，对环境友好。
Description
技术领域
本实用新型涉及放射性污染金属处理技术领域，尤其是中低水平放射性废金属领域。
背景技术
在部分涉及放射性元素的矿业开采和水冶生产、反应堆退役治理、运行期间设备维护、科研等各个环节都会产生大量的放射性污染金属设备、设施、零件或者工具等。在许多情况下这其中包含能够再循环利用的宝贵材料。这其中包含两种放射性金属废物，一种位于和接近堆芯已被中子辐照，中子活化材料。另外一种是被污染的材料。污染来自于由冷却剂运载的腐蚀和侵蚀产物，此部分沉积在设备表面，并且在设备表面形成氧化物质。国内外主要采取工业垃圾掩埋储存、化学表面去污和金属熔炼去污法对放射性废旧金属进行处理。化学表面去污产生的二次污染废液较多，而且处理工艺中化学容积具有较强腐蚀性和毒性，金属熔炼去污技术需要二次熔炼过程，耗能较高，运行成本较高。此外经过二次熔炼后，锭中存留的主要核素是60Co，它的半衰期是5.3年，处理后的锭依然需要贮存一定时间后再循环。
实用新型内容
本实用新型克服了现有技术中的缺点，提供一种新型中低水平放射性废金属处理装置，设备简单，运行维护便捷，溶剂可循环利用，对环境友好。
为了解决上述技术问题，本实用新型是通过以下技术方案实现的：
一种新型中低水平放射性废金属处理装置，其特征在于，包括水下太阳热能-微波等离子设备、反应槽、收集罐以及储液罐；所述反应槽上方设有所述水下太阳热能-微波等离子设备，所述水下太阳热能-微波等离子设备末端插入所述反应槽；所述收集罐和所述反应槽分别在所述反应槽两侧；所述反应槽和所述储液罐底部设有磁性蛭石过滤块。
优选地，所述收集罐下端设有收集罐排液管，左侧设有再生析出液和反洗废液入水口，所述再生析出液和反洗废液入水口与所述反应槽和所述储液罐相连。
优选地，所述反应槽左上方设有反应槽再生液及反洗液、化学溶剂补液入水口，所述反应槽右上方设有反应槽化学溶剂回流管；所述反应槽内部设有搅拌器，所述磁性蛭石过滤块上方设有金属件透水撑板，所述磁性蛭石过滤块下方设有过滤块透水撑板；所述反应槽底部设有反应槽排液口，所述反应槽排液口一端为反应槽再生析出液及反洗废液排放管，另一端为反应槽化学溶剂排放管；所述反应槽再生析出液及反洗废液排放管和所述反应槽化学溶剂排放管设有阀门。
优选地，所述反应槽再生析出液及反洗废液排放管与所述收集罐相连，所述反应槽化学溶剂排放管与所述储液罐相连。
优选地，所述储液罐上方设有储液罐再生液反洗液入水口，所述储液罐底部设有储液罐排液口，所述储液罐右侧设有化学溶剂入水口，所述储液罐内部设有储液罐化学溶剂回流排放口，所述储液罐化学溶剂回流排放口设有化学溶剂回流管，所述化学溶剂回流管与所述反应槽相连。
优选地，所述储液罐排液口设有储液罐再生析出液与反洗废液排放管。
优选地，所述磁性蛭石过滤块为蜂窝圆形块状滤块。
优选地，所述磁性蛭石过滤块的基料为0.5mm以下的膨胀蛭石颗粒。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：该新型中低水平放射性废金属处理装置可以处理金属表面的沉积放射性物质，同时可以通过化学药剂与等离子结合方式，分解金属表面的氧化层，提高效率。本装置处理过程全部在水下完成，对运行环境起到安全保证，不需考虑，弥漫在空气中的放射性元素。本装置中化学试剂和等离子对CoFe2O4有明显的去除效果，分解后的Co离子具有磁性，可以通过磁性蛭石进行物理吸附。对于Co离子的处理效果远远优于金属熔炼去污技术。本装置在反应槽和储液罐底部都布置有磁性蛭石过滤块，可以通过化学键反应和物理吸附，最大程度的吸附从金属表面剥离下的沉积放射性物质和氧化物分解后的物质。本装置中磁性蛭石过滤块可以再生使用多次循环利用。本装置相比化学去污法可以减少二次放射性污染废液产生量同时可以去除微孔中的放射性氧化物。本装置可以作为金属熔炼的前步工艺，可以非常好的去除Co离子，使其后续处理后锭无需再等待其半衰期结束，降低运营成本。
附图说明
附图用来提供对本实用新型的进一步理解，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制，在附图中：
图1是本实用新型所述一种新型中低水平放射性废金属处理装置总体图。
图中：1-收集罐，2-收集罐排液管，3-再生析出液和反洗废液入水口，4-反应槽，5-反应槽再生液及反洗液、化学溶剂补液入水口，6-化学酸性溶剂，7-搅拌器，8-待处理废金属件，9-金属件透水撑板，10-磁性蛭石过滤块，11-过滤块透水撑板，12-反应槽排液口，13-反应槽化学溶剂排放管，14-反应槽再生析出液及反洗废液排放管，15-反应槽化学溶剂回流管，16-储液罐，17-储液罐化学溶剂回流排放口，18-储液罐排液口，19-化学溶剂入水口，20-化学溶剂回流管，21-储液罐再生液反洗液入水口，22-储液罐再生析出液与反洗废液排放管，23-水下太阳热能-微波等离子设备，24-磁性蛭石过滤块
具体实施方式
以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
如图1所示，一种新型中低水平放射性废金属处理装置,本装置采用抗腐蚀不锈钢-铅-不锈钢构成的放射性屏蔽罐，全密闭形式，防止放射性物质释放在周围空气中。本装置包括水下太阳热能-微波等离子设备23、反应槽4、收集罐1以及储液罐16。反应槽4和储液罐16底部设有磁性蛭石过滤块10。磁性蛭石过滤块10采用膨胀蛭石为基料，制作时将蛭石研磨成0.5mm以下的颗粒，然后以900℃焙烧。对壳聚糖进行改性，通过戊二醛交联Fe3O4和壳聚糖制备磁性壳聚糖。磁性壳聚糖与蛭石在表氯醇溶液中进行交联反应，制备成磁性蛭石颗粒，将磁性蛭石颗粒压制成蜂窝圆形块状滤块，形成磁性蛭石过滤块10。水下太阳热能-微波等离子设备23设在反应槽4上方，水下太阳热能-微波等离子设备23尾部插入反应槽4。反应槽4位于收集罐1以及储液罐16中间，收集罐1在反应槽4左侧，储液罐16在反应槽4右侧。反应槽4右上方设有反应槽化学溶剂回流管15；反应槽内部设有搅拌器7，磁性蛭石过滤块10上方设有金属件透水撑板9，磁性蛭石过滤块10下方设有过滤块透水撑板11；反应槽4底部设有反应槽排液口12，所述反应槽排液口12连接有反应槽化学溶剂排放管13和反应槽再生析出液及反洗废液排放管14。反应槽再生析出液及反洗废液排放管14和收集罐1设置的再生析出液和反洗废液入水口3相连，收集罐1底部设有收集罐排液管。反应槽化学溶剂排放管13和储液罐16设置的化学溶剂入水口19相连。储液罐16上方设有储液罐再生液反洗液入水口21，储液罐底部设有储液罐排液口18，储液罐16内部设有储液罐化学溶剂回流排放口17，储液罐化学溶剂回流排放口17设有化学溶剂回流管20，化学溶剂回流管20与反应槽化学溶剂回流管15相连。
使用时，将待处理废金属件8放在金属件透水撑板9上，然后往反应槽4加入化学酸性溶剂6，使其淹没搅拌器7，安装好水下太阳热能-微波等离子设备23。开启水下太阳热能-微波等离子设备23和搅拌器7，使反应槽4中混有化学酸性溶剂6与待处理废金属件8表面和磁性蛭石过滤块10，形成流动状态，加速等离子体在溶液中扩散，提高反应效率。待处理废金属件8在化学酸性溶剂6中发生一系列反应，待处理废金属件8表面沉积的放射性物质和放射性氧化物被剥离。运行一段时间后，水下太阳热能-微波等离子设备23和搅拌器7停止运行，静置一段时间，待溶液中析出的放射性金属离子和分子被磁性蛭石过滤块10充分吸附。随后将反应槽化学溶剂排放管13的阀门打开，反应槽再生析出液及反洗废液排放管14的阀门关闭，打开反应槽排液口12，使反应槽4中的化学溶剂流入化学溶剂入水口19，进入储液罐16。进入储液罐16的化学溶剂放置一段时间后，其中的残余放射性物质被进一步吸附至磁性蛭石过滤块24。磁性蛭石过滤块24与磁性蛭石过滤块10的基质和制作工艺相同。储液罐16的储液罐化学溶剂回流排放口17以上的化学溶剂从化学溶剂回流管20回流至反应槽4，进行循环使用。储液罐化学溶剂回流排放口17以下的化学溶剂从储液罐排液口18流出，经由储液罐再生析出液与反洗废液排放管22流至收集罐1，进入后续处理工艺。
此套装置中，磁性蛭石过滤块10和磁性蛭石过滤块24可重复使用，需要定期再生与反冲洗，以此恢复其吸附能力。对磁性蛭石过滤块10进行再生和反冲洗时，从反应槽再生液及反洗液、化学溶剂补液入水口5依次加入再生液和反洗液，放置一段时间后由反应槽排液口12排放至收集罐，此时反应槽再生析出液及反洗废液排放管14的阀门打开，反应槽化学溶剂排放管13的阀门关闭。磁性蛭石过滤块24再生与反冲洗流程与磁性蛭石过滤块10相同。
最后应说明的是：以上仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，但是凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种新型中低水平放射性废金属处理装置，其特征在于，包括水下太阳热能-微波等离子设备、反应槽、收集罐以及储液罐；所述反应槽上方设有所述水下太阳热能-微波等离子设备，所述水下太阳热能-微波等离子设备末端插入所述反应槽；所述收集罐和所述反应槽分别在所述反应槽两侧；所述反应槽和所述储液罐底部设有磁性蛭石过滤块。
2.根据权利要求1所述的一种新型中低水平放射性废金属处理装置，其特征在于，所述收集罐下端设有收集罐排液管，左侧设有再生析出液和反洗废液入水口，所述再生析出液和反洗废液入水口与所述反应槽和所述储液罐相连。
3.根据权利要求1所述的一种新型中低水平放射性废金属处理装置，其特征在于，所述反应槽左上方设有反应槽再生液及反洗液、化学溶剂补液入水口，所述反应槽右上方设有反应槽化学溶剂回流管；所述反应槽内部设有搅拌器，所述磁性蛭石过滤块上方设有金属件透水撑板，所述磁性蛭石过滤块下方设有过滤块透水撑板；所述反应槽底部设有反应槽排液口，所述反应槽排液口一端为反应槽再生析出液及反洗废液排放管，另一端为反应槽化学溶剂排放管；所述反应槽再生析出液及反洗废液排放管和所述反应槽化学溶剂排放管设有阀门。
4.根据权利要求3所述的一种新型中低水平放射性废金属处理装置，其特征在于，所述反应槽再生析出液及反洗废液排放管与所述收集罐相连，所述反应槽化学溶剂排放管与所述储液罐相连。
5.根据权利要求1所述的一种新型中低水平放射性废金属处理装置，其特征在于，所述储液罐上方设有储液罐再生液反洗液入水口，所述储液罐底部设有储液罐排液口，所述储液罐右侧设有化学溶剂入水口，所述储液罐内部设有储液罐化学溶剂回流排放口，所述储液罐化学溶剂回流排放口设有化学溶剂回流管，所述化学溶剂回流管与所述反应槽相连。
6.根据权利要求5所述的一种新型中低水平放射性废金属处理装置，其特征在于，所述储液罐排液口设有储液罐再生析出液与反洗废液排放管。
7.根据权利要求1所述的一种新型中低水平放射性废金属处理装置，其特征在于，所述磁性蛭石过滤块为蜂窝圆形块状滤块。
8.根据权利要求7所述的一种新型中低水平放射性废金属处理装置，其特征在于，所述磁性蛭石过滤块的基料为0.5mm以下的膨胀蛭石颗粒。
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