一种放射性废液水泥固化搅拌装置的去污方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种放射性废液水泥固化搅拌装置的去污方法，包括以下步骤：1)将所述搅拌桨从所述水泥浆中提起，使所述搅拌桨上流动性好的所述水泥浆自行掉落；2)通过内置于所述搅拌桨中的所述加热元件对所述搅拌桨进行急速加热升温；3)升温后降低所述搅拌桨的加热功率，使所述搅拌桨保持温度；4)自然冷却，使搅拌桨降温到室温温度。本发明专利技术通过对搅拌桨进行急速加热，利用升温过程中搅拌桨材质与水泥材质的热膨胀差异，使搅拌桨表面的附着水泥层完全脱落。 1

Decontamination method for cement solidification stirring device of radioactive waste liquid

The invention discloses a decontamination method for a radioactive waste liquid cement curing agitation device, including the following steps: 1) the mixing oar is lifted from the cement slurry to drop the slurry of good fluidity on the agitator, and 2) the stirred oar is carried out by the heating element built in the stirred oar to the stirred oar. The heating power of the stirred oar is reduced after heating up rapidly; the heating power of the stirred oar is lowered after heating, and the stirred oar is kept at the temperature; 4) natural cooling is made to cool the stirred oar to the temperature of the room temperature. (3) Through the rapid heating of the agitated propeller, the invention makes use of the difference between the material of the impeller and the thermal expansion of the cement material in the process of heating up, so that the cement layer attached to the surface of the stirred oar is completely lost. One

【技术实现步骤摘要】
一种放射性废液水泥固化搅拌装置的去污方法
本专利技术属于放射性废物处理
，特别地，涉及一种水泥固化搅拌装置凝固物的去污方法。
技术介绍
目前，在放射性废物处理
中，放射性废液的水泥固化是一项使用广泛的处理技术。其过程为：1)将放射性废液、特定配方的水泥、添加剂等混合均匀后形成水泥浆；2)将水泥浆静置于特定容器中，并养护一段时间；3)待水泥浆凝固后，就形成了放射性的水泥固化体，原始放射性废液中的放射性成分被包容在水泥固化体中。水泥固化体是一种良好的放射性成分的包容形态，具有处理过程简单、价格低廉、实用性强等优点。上述的水泥固化过程，需要使用特定的水泥固化设备来实现，其中最关键的部件就是实现放射性废液、特定配方的水泥、添加剂均匀混合的搅拌装置。现有技术中，水泥固化搅拌装置的设计较多，例如专利号ZL97221081.4、ZL201610075219.7等。这些搅拌装置包括一个或多个电机、搅拌桨以及为了防止泥浆飞溅的顶部封盖等。上述搅拌装置可以实现均匀混合，但是会遇到诸多难题，由于搅拌形成的水泥浆具有一定粘度，会粘附在搅拌桨等部件上，当一次水泥浆搅拌完成后，搅拌桨上的水泥浆会凝固在表面，形成密实水泥层；当搅拌桨多次使用后，表面的水泥层不断加厚，出现以下问题：1)搅拌桨变形，搅拌效果变差；2)搅拌桨增重，能耗增加；3)搅拌桨因附着水泥层变厚，会与容器发生碰撞，可能造成电机烧毁；4)搅拌桨在容纳水泥浆的容器中占据了更大体积，降低了水泥固化设备的处理量。另外，由于处理的废液具有放射性，搅拌桨上的水泥同样有放射性，因此对搅拌装置上放射性水泥的清理工作极大增加了人员的受照剂量，也增加了二次废物的产生量。由于搅拌桨去污、电机更换都比较困难，搅拌装置水泥浆的凝固问题成为最难解决的问题。目前，所采用的去污措施(包括防止沾污措施)主要包括以下几种方式：1)擦拭去污：采用机械手或者人手(戴手套)用棉纱、刮板等工具清理搅拌桨上粘附的水泥浆和干水泥。但是，这种方法受到空间、距离等限制，手部与搅拌桨的接触面积有限，所以去污效果不好；预装机械手成本很高，手工擦拭导致手部剂量大；擦拭过程中造成放射性泥浆的飞溅，二次废物多。2)震动去污：在搅拌桨上安装一个震动装置，在水泥浆完全凝固之前，通过搅拌桨的震动来“甩掉”表面粘附的水泥浆。但是，这种方法需要水泥浆具有非常好的流动度，往往只在搅拌桨离开水泥浆的很短时间内有效(时间稍长就会凝固)；并且震动过程同样有可能造成放射性泥浆的飞溅，扩大放射性污染范围。3)水洗去污：将沾污了水泥浆的搅拌桨放到加入清洗剂的水桶中，通过清洗剂溶解桨上的水泥浆或干水泥，溶解过程也可以旋转搅拌桨促进水泥的清除。但是，这种方法会产生大量放射性废液；水泥浆一旦干燥，水洗去污的效果会大大下降。4)弃桨方案：由于搅拌桨上的水泥确实难以去除，所以一种彻底解决此问题的“弃桨方案”被提出。顾名思义，这种方案是在认为搅拌桨性能下降、影响运行时，将搅拌桨直接抛弃在水泥固化容器中。这种方法的缺点是增加了废物体积，更换搅拌桨增加了设备成本，更换过程也要增加相应设备投资和人员受照剂量。
技术实现思路
本专利技术旨在通过新技术、新方法以解决上述问题。为此，本专利技术提出一种放射性废液水泥固化搅拌装置的去污方法。所述放射性废液水泥为硅酸盐(或硫铝酸盐)基质水泥与放射性废液形成的水泥浆，所述搅拌装置主要包括电机、搅拌桨、顶部封盖、加热元件等。本方法应用过程为：1)将所述搅拌桨从所述水泥浆中提起，使所述搅拌桨上流动性好的所述水泥浆自行掉落；2)通过内置于所述搅拌桨中的所述加热元件对所述搅拌桨进行急速加热升温；3)升温后降低所述搅拌桨的加热功率，使所述搅拌桨保持温度；4)自然冷却，使搅拌桨降温到室温温度。进一步地，步骤2)中升温速率控制在10-200℃/min，最终温度控制在300-600℃。进一步地，步骤3)中保持温度的时间为0-30min。进一步地，所述搅拌桨的材质为不锈钢，进一步地，所述水泥为硅酸盐或硫铝酸盐基质水泥。本专利技术的关键点在于，对搅拌桨进行加热，主要利用升温过程中搅拌桨材质与水泥材质的热膨胀差异，使搅拌桨表面的附着水泥层完全脱落。有益效果：1)去污快速。可以通过急速升温加快水泥干涸，提高去除水泥的速度。升温主要取决于加热功率，很容易在设备上实现。2)工作窗口宽，处理时间灵活。传统去污方法要求在水泥浆尽量湿润时使用。因为擦拭、震动、水洗等方法都希望水泥与搅拌桨的附着力小，流动度好。因此，传统方法一般都要求在刚刚结束搅拌后马上进行去污，适宜去污的时间窗口短。本专利技术没有此限制，不怕水泥浆凝固干涸，可以灵活安排去污时间。3)对水泥厚度、形状无要求。擦拭、震动、水洗等方法难以处理板结的大厚度水泥。但对本专利技术而言，水泥厚度越大，其内外部热膨胀差异越大，越容易因热膨胀而脱落。4)可以不改变现在搅拌桨外形，不影响搅拌效果。只要在其内部增加加热设备即可。5)容易实现远距离控制，不增加人员辐照剂量。6)不产生二次废物。具体实施方式下面详细描述本专利技术的实施例，所述的实施例是示例性的，旨在用于解释本专利技术，而不能理解为对本专利技术的限制。在本专利技术的一个宽泛的实施例中，本专利技术的一种放射性废液水泥固化搅拌装置的去污方法，所述放射性废液水泥为硅酸盐(或硫铝酸盐)基质水泥与放射性废液形成的水泥浆，所述搅拌装置主要包括电机、搅拌桨、顶部封盖、加热元件等，所述去污方法主要包括以下步骤：1)将搅拌桨从水泥浆中提起，使搅拌桨上流动性好的水泥浆自行掉落；2)通过内置于搅拌桨中的加热元件对搅拌桨进行急速加热，其中速率升温控制在10-200℃/min，最终温度控制在300-600℃；3)升温达到300-600℃后，降低搅拌桨的加热功率，使搅拌桨保持温度0-30min；4)自然冷却，使搅拌桨降温到室温温度。通过大量试验数据表明，上述步骤中，对搅拌桨加热升温的速率控制在10-200℃/min为宜，过快升温影响加热元件寿命，过慢升温影响去污速度。通过大量试验数据表明，上述步骤中，对搅拌桨加热的最终温度控制在300-600℃为宜，例如部分不锈钢在700℃以上会出现机械强度改变、表面过度氧化等情况，温度过低则不利于水泥层脱落。通过大量试验数据表明，上述步骤中，保持温度0-30min为宜。水泥层附着越厚，越有利于水泥层脱落，加热去污效果越显著。水泥层厚度超过10mm，则完成加热后即可自行脱落。对于较薄的水泥层，需要保持约30min的高温。上述步骤中，通过对所述加热元件对搅拌桨进行急速加热以实现搅拌桨的去污，其原理如下：1)水泥浆中的游离水分急速挥发，使得水泥浆的凝固过程不均匀，从而导致干涸水泥层由内至外出现大量龟裂；2)干涸后的水泥层在100-600℃升温过程中的平均线膨胀系数大约为(-29)*10E-6/℃，即每毫米长度的水泥每升高1℃，其线长度方向会收缩29*10E-6mm；3)急速升温过程中，搅拌桨同样会发生体积受热膨胀现象。以不锈钢材质为例，其在20-600℃温度范围内的平均线膨胀系数大约为18*10E-6/℃，即每毫米长度的不锈钢每升高1℃，其长度延长18*10E-6mm；4)加热去污过程升温大约250-550℃，期间足以使搅拌桨与水泥之间的间距扩大，从而使水泥层脱落。应当意识到，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种放射性废液水泥固化搅拌装置的去污方法，所述放射性废液水泥为水泥与放射

【技术特征摘要】
1.一种放射性废液水泥固化搅拌装置的去污方法，所述放射性废液水泥为水泥与放射性废液形成的水泥浆，所述搅拌装置包括电机、搅拌桨、顶部封盖和加热元件，其特征在于，所述去污方法包括以下步骤：1)将所述搅拌桨从所述水泥浆中提起，使所述搅拌桨上流动性好的所述水泥浆自行掉落；2)通过内置于所述搅拌桨中的所述加热元件对所述搅拌桨进行急速加热升温；3)升温后降低所述搅拌桨的加热功率，使所述搅拌桨保持温度；4)自然冷却，使...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学刚，何千舸，谢锋，王兴海，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11