[科普中国]-放射性污染废旧金属去污方法

对铀矿勘探开采过程产生的废旧设备进行放射性污染祛除。

铀矿勘探开采过程产生的废旧设备（如钻塔钻机、凿岩机、罐笼、钢轨等），铀矿选冶过程产生的废旧设备（如选矿机、破磨机，浸出塔，浓密机，离子交换、萃取设施，煅烧干燥设备等），核燃料循环系统的铀转化、浓缩、元件制造、后处理过程产生的一系列废旧设备还有相关科研院所产生的废旧实验设备、装等，都受到了不同程度的放射性污染。造成它们污染的主要是铀矿物、铀化学浓缩物、铀氟化物、铀氧化物等的溶液、物料及形成的各种络合体，以及含钚化合物和大量人工放射性核素等。

铀矿勘探开采和核燃料循环各个环节所致放射性污染的性质和程度虽然各有不同，但都必须进行严格的去污处理和严加控制。防止污染废旧金属流入社会污染环境、危害公众安全1。

1.放射性污染废旧金属去污方法当前放射性污染废旧金属物品的去污方法主要有:金属物件表面化学去污和金属熔炼去（污法

（1）化学表面去污法化学表面去污是通过化学试剂对金属表面的污染物进行化学反应，使之达到清除污染物的方法。化学去污法对几何形状简单的部件面的污染较为有效，且一般只适用于处理小的物件

H对于浸取塔中的管道及阀门而言，在长期的运过程中金属内表面会受到工艺介质不同程度的腐蚀作用，且有相当数量的铀污染物滞留在的微孔中，化学去污很难达到在一般条件下再利用的水平。并且化学去污会产生大量放射性废液和污渣，对环境造成污染，所以化学去污法受到较大的限制

（2）金属熔炼去污法金属熔炼去污是通过将放射性污染的金属（如:碳钢、不锈钢、铜、铝、镍等）经过简单的去污预处理，再将其放入电弧炉或感应炉中进行熔炼，通过加入造渣剂和氧化剂使其与金属材料发生化学反应，把存在于金属中的放射性核素络合到渣中，达到降低金属材料中铀残留量的方法。该去污法具有较大的减容系数，并且可大大降低金属材料中的铀残留量。该方法适用于大宗废旧金属的去污处理

金属熔炼去污法与化学去污法相比，具有如下优点:

①污染金属废物的减容效果非常显著

②金属基材可以有效清除放射性核素，达到较彻底去污的目的；

③残留在熔炼金属中的污染物较均匀分布在金属基材（锭）中

④易于用谱仪测量技术对金属熔炼的中间产物进行精确的测量，分析其放射性和组分有益于日后合理地利用这些金属材料

⑤经处理的金属可进行再循环，用作制造企业内部的设备和配件，以及制造放射性废物容器、屏蔽设备等。

因此，金属熔炼去污法得到各方面认可，在世界上得到广泛应用。

2.金属熔炼去污法简介我国在核工业系统建立了中核铀矿冶放射污染金属熔炼处理中心，该中心是我国目前唯一从事铀污染金属熔炼去污处理及再循环利用的企业，在技术熔炼方面取得了一定进展。

（1）熔炼去污简要工艺流程污染金属熔炼工艺过程分为:熔化、氧化、还原、出钢四个阶段。具体为:首先对废金属（碳钢或不锈钢）进行分检、分解切割后投入电弧炉或感应炉，同时添加助熔剂进行熔炼，中间进行取样检测，根据分析结果及用户的需求，采取不同的熔炼步骤。

第一步:熔化期形成熔渣（Ca-Mn-Si系，通过对熔炼金属（钢材）成分和核素含量化学分析，未达到解控标准的金属（钢材），可以根据核系统内部的需求，直接铸造成颚式破碎机的齿板、斗式挖掘机的挖斗斗齿、矿车轮、球磨机钢球、机械设备的衬板等备品、备件，供铀矿山和水冶加工厂使用

第二步:再熔炼，在钢中铀核素含量未达到解标准时，先浇注成钢锭（每锭重500kg）再与非含铀废旧金属（钢材）一起配炉熔炼，使其钢中铀核素含量满足控制要求，按照产品的材质要求浇注加工成产品。如:整体型放射性废物桶、200L水泥固化桶的桶盖，屏蔽容器，手套箱的防护门等供核放射性废物储存和相关放射性工作单位使用。

（2）金属熔炼去污效果及熔炼废物①金属熔炼去污效果

熔炼过程中熔剂起到了极为重要的作用，可浓集与清除钢水中的杂质。放射性核素和其他非金属夹杂物一样，当它们化合成为熔渣时，在钢水的温度下成为液体状态，很容易聚集在一起与钢水分离。为了使熔剂起到熔融去污的作用，就必须使熔剂具有一定的化学性质和物理性质，熔剂的化学性质中主要看氧化性（或还原性）和碱度，物理性质中主要看黏度。一般熔剂成分的组成是CaO:55%～65%、MnO:5%～10%、CaF2:8%～12%、SiO2:10%～15%、Al2O3:2%～4%，粉状颗粒比块状的效果要好。由于熔剂的化学作用和机械的包裹作用，大部分的a放射性核素被固定在熔渣中被清除到炉外。

金属熔炼去污处理效果十分明显。接收时污染碳钢的表面污染水平为4～25Bq/cm2，经熔炼去污后，其表面污染水平降至6×10-4和1.6×10-2Bq/cm2，碳钢中铀放射性比活度也降至