一種電化學(xué)去污電解液的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種用于處理固體放射性污染材料的去污溶液。為解決現(xiàn)有放射性污染不銹鋼的電化學(xué)去污存在的電解液不適用，無法較好的兼顧去污效果和去污廢液處理問題，本發(fā)明提供了一種電化學(xué)去污電解液。該電化學(xué)去污電解液組成如下：硝酸：0.25mol/L－0.5mol/L，草酸：5g/L－10g/L，檸檬酸：1g/L－10g/L。本發(fā)明的電化學(xué)去污電解液對(duì)放射性污染不銹鋼具有良好的去污效果，去污速度快，各組分均與放射性廢液處理系統(tǒng)相容，去污廢液產(chǎn)生量小且易于處理，電解液可回收利用，環(huán)境污染小，較好的兼顧了去污效果和去污廢液處理問題。
【專利說明】-種電化學(xué)去污電解液

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種用于處理固體放射性污染材料的去污溶液，特別涉及一種電化學(xué) 去污電解液。

【背景技術(shù)】
[0002] 在核工業(yè)領(lǐng)域，核設(shè)施在運(yùn)行過程中會(huì)被放射性物質(zhì)污染，從而使其具有放射性。 基于現(xiàn)實(shí)的需求，當(dāng)需要對(duì)核設(shè)施進(jìn)行諸如維護(hù)或退役等操作時(shí)，為確保操作人員和公眾 的健康和安全，減少潛在的放射性物質(zhì)釋放量，需要對(duì)受到放射性物質(zhì)污染的核設(shè)施進(jìn)行 去污。
[0003] 針對(duì)固體放射性污染材料，國(guó)內(nèi)外主要采用物理法、化學(xué)法和電化學(xué)法等進(jìn)行去 污。
[0004] 物理法包括吸塵法、擦拭法、高壓噴射法和超聲法等，其優(yōu)點(diǎn)如下：工藝簡(jiǎn)單，去污 成本低，在金屬與非金屬表面上都可使用。但其缺點(diǎn)也十分明顯，例如會(huì)產(chǎn)生大量放射性塵 埃，嚴(yán)重危害操作人員健康及環(huán)境，某些情況下還可能形成爆炸性混合物。
[0005] 化學(xué)法采用化學(xué)試劑對(duì)固體放射性污染材料表面進(jìn)行去污，去污能力較強(qiáng)，可用 于復(fù)雜表面的處理。但化學(xué)法存在化學(xué)試劑消耗量大，成本較高，處理時(shí)間長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生大量 放射性廢液等缺點(diǎn)。
[0006] 相對(duì)于物理法和化學(xué)法，電化學(xué)法是一種近年來發(fā)展較快的新的去污方法，其原 理是通過電化學(xué)作用對(duì)導(dǎo)電材料表面的放射性污染進(jìn)行去除。電化學(xué)法的優(yōu)點(diǎn)為：去污能 力強(qiáng)，處理時(shí)間較短，化學(xué)試劑用量較少，對(duì)固定性污染的去除十分有效，但需要開發(fā)出合 適的去污電解液才能獲得良好的去污效果。為滿足實(shí)際應(yīng)用的需求，去污電解液應(yīng)具備高 電流密度下穩(wěn)定，能容納高濃度的離子和鹽類，不會(huì)產(chǎn)生沉淀等特性。
[0007] 在核設(shè)施的各種結(jié)構(gòu)材料中，不銹鋼由于其本身的優(yōu)良特性而獲得了廣泛的應(yīng) 用，因此在核設(shè)施維護(hù)或退役時(shí)，必然會(huì)涉及大量的放射性污染不銹鋼的去污問題。由于不 銹鋼屬于易導(dǎo)電的金屬材料，因此理論上適用于電化學(xué)法去污。
[0008] 然而，現(xiàn)有的電化學(xué)法去污電解液中往往含有磷酸、硫酸、鹽酸或?qū)?yīng)的酸根離子 等成分，這些成分與放射性廢液處理系統(tǒng)不相容，導(dǎo)致去污廢液產(chǎn)量大且難以處理，對(duì)去污 后的不銹鋼存在長(zhǎng)期的腐蝕作用，從而使得電化學(xué)法在放射性去污中的應(yīng)用受到極大的限 制。
[0009] 根據(jù)現(xiàn)有文獻(xiàn)，含高濃度硝酸鈉的堿性電解液可用于放射性污染不銹鋼的去污， 但去污過程中不銹鋼的焊接點(diǎn)等部位會(huì)受到優(yōu)先氧化，產(chǎn)生結(jié)構(gòu)性的破壞，并生成各種不 期望的含氮產(chǎn)物；含硫酸鹽（如硫酸鈉）的堿性電解液可以產(chǎn)生較理想的去污效果，電解后 不銹鋼表面狀況良好，需要的電壓和電流也較低，且已有實(shí)際應(yīng)用，但該電解液與放射性廢 液處理系統(tǒng)不相容，廢液量大，處理十分復(fù)雜，成本高昂；體積百分比為75%的磷酸在放射 性污染不銹鋼的去污中應(yīng)用較為廣泛，具有優(yōu)良的去污效果，但同樣存在著廢液量大，處理 復(fù)雜，成本1?昂等難以克服的缺點(diǎn)。
[0010] 總之，當(dāng)前的放射性污染不銹鋼的電化學(xué)去污均存在著電解液不適用的問題，無 法較好的兼顧去污效果和去污廢液處理問題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 為解決現(xiàn)有放射性污染不銹鋼的電化學(xué)去污存在的電解液不適用，無法較好的兼 顧去污效果和去污廢液處理問題，本發(fā)明提供了一種電化學(xué)去污電解液。
[0012] 該電化學(xué)去污電解液為水溶液，其組成如下：
[0013] 硝酸：0· 25mol/L - 0. 5mol/L,
[0014] 草酸：5g/L - 10g/L，
[0015] 檸檬酸：lg/L - 10g/L。
[0016] 該電化學(xué)去污電解液的組成優(yōu)選為：
[0017] 硝酸：0· 3mol/L - 0. 4mol/L,
[0018] 草酸：8g/L - 9g/L，
[0019] 檸檬酸：5g/L - 9g/L。
[0020] 本發(fā)明的電化學(xué)去污電解液通過對(duì)硝酸、草酸和檸檬酸三種組分的選用及合理搭 配，并通過各組分的協(xié)同作用，較好的實(shí)現(xiàn)了放射性污染不銹鋼的整體或局部電化學(xué)去污。
[0021] 理論上，在所采用的三種組分中，草酸能夠較好的絡(luò)合鐵離子、鉻離子等金屬離 子，促進(jìn)金屬在陽極不斷溶解并阻止其在陰極析出，有利于去污反應(yīng)的進(jìn)行；而檸檬酸對(duì)鐵 離子具有很強(qiáng)的絡(luò)合能力，進(jìn)一步促進(jìn)不銹鋼中最主要的組分一鐵的溶解。另一項(xiàng)優(yōu)勢(shì) 在于：草酸和檸檬酸均為有機(jī)酸，因此對(duì)去污廢液的處理十分有利。
[0022] 然而實(shí)踐證明，僅采用草酸和檸檬酸的電解液對(duì)不銹鋼的電化學(xué)去污速度極慢， 無法有效實(shí)現(xiàn)放射性污染不銹鋼的電化學(xué)去污。
[0023] 本發(fā)明通過大量的試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)采用較低濃度的硝酸與草酸和檸檬酸混配能夠極大 的促進(jìn)草酸和檸檬酸在電化學(xué)去污中的作用，使得電化學(xué)去污反應(yīng)得以快速進(jìn)行，獲得了 良好的去污效果。同時(shí)，硝酸還與放射性廢液處理系統(tǒng)相容，不對(duì)去污廢液的處理產(chǎn)生負(fù) 擔(dān)。
[0024] 綜上所述，本發(fā)明的電化學(xué)去污電解液對(duì)放射性污染不銹鋼具有良好的去污效 果，去污速度快，各組分均與放射性廢液處理系統(tǒng)相容，去污廢液產(chǎn)生量小且易于處理，電 解液可回收利用，環(huán)境污染小，較好的兼顧了去污效果和去污廢液處理問題。

【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式做進(jìn)一步的說明。
[0026] 實(shí)施例1
[0027] 采用本發(fā)明的電化學(xué)去污電解液對(duì)放射性污染不銹鋼進(jìn)行電化學(xué)去污，所采用的 電解液配比為：〇. 5mol/L硝酸+5g/L草酸+lg/L檸檬酸。
[0028] 具體操作為：在電解槽內(nèi)加入適量上述電解液，將不銹鋼片待去污部分浸入電解 液中，采用8V直流電進(jìn)行恒電位電解120s，測(cè)得不銹鋼片的失重量為6. 4mg/cm2。采用去 離子水對(duì)去污后的不銹鋼片進(jìn)行沖洗，實(shí)測(cè)不銹鋼片表面放射性水平符合復(fù)用要求。
[0029] 實(shí)施例2
[0030] 采用本發(fā)明的電化學(xué)去污電解液對(duì)放射性污染不銹鋼進(jìn)行電化學(xué)去污，所采用的 電解液配比為：〇. 5mol/L硝酸+5g/L草酸+10g/L檸檬酸。
[0031] 操作方法與實(shí)施例1相同，測(cè)得不銹鋼片的失重量為8. Omg/cm2,實(shí)測(cè)銹鋼片表面 放射性水平符合復(fù)用要求。
[0032] 實(shí)施例3
[0033] 采用本發(fā)明的電化學(xué)去污電解液對(duì)放射性污染不銹鋼進(jìn)行電化學(xué)去污，所采用的 電解液配比為：〇. 25mol/L硝酸+9g/L草酸+5g/L檸檬酸。
[0034] 操作方法與實(shí)施例1相同，測(cè)得不銹鋼片的失重量為5. 7mg/cm2,實(shí)測(cè)銹鋼片表面 放射性水平符合復(fù)用要求。
[0035] 對(duì)比例1
[0036] 分別測(cè)量304不銹鋼在實(shí)施例1的電化學(xué)去污電解液與體積百分比為75 %的磷酸 中的電化學(xué)腐蝕行為，所得電化學(xué)參數(shù)列于下表：
[0037]

【權(quán)利要求】
1. 一種電化學(xué)去污電解液，該電化學(xué)去污電解液為水溶液，其特征在于其組成如下： 硝酸：〇? 25mol/L - 0. 5mol/L, 草酸：5g/L - 10g/L， 檸檬酸：lg/L - 10g/L。
2. 如權(quán)利要求1所述的電化學(xué)去污電解液，其特征在于其組成如下： 硝酸：〇? 3mol/L - 0. 4mol/L, 草酸：8g/L - 9g/L, 朽1 檬酸：5g/L - 9g/L。
【文檔編號(hào)】C25F1/00GK104389011SQ201410708820
【公開日】2015年3月4日 申請(qǐng)日期:2014年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2014年11月27日
【發(fā)明者】吳繼宗, 王祥麗, 刁壘, 白雪 申請(qǐng)人:中國(guó)原子能科學(xué)研究院