一种电解去污方法技术

本发明专利技术提供了一种电解去污方法，属于管件处理技术领域。本发明专利技术提供的电解去污方法包括以下步骤：在超声的条件下，以钛为阳极、铂为阴极，在导电小球的作用下，对受放射性污染的金属管件进行电解去污；所述超声的频率为20～40kHz。本发明专利技术在电解过程中加入超声，超声空化所产生的高速微射流强化了电解过程中电解液的搅拌作用，加强了电解液中离子的输运能力，减少了扩散层厚度和浓度梯度，降低了浓度极化，优化了电解去污条件；超声波能渗透到受污染的金属管件表面和空隙里，使去污金属表面彻底清洗；提高了电解去污效率。从实施例可以看出：加入超声波后，金属材料表面去污率及电解深度均有明显的提高。

【技术实现步骤摘要】
一种电解去污方法
本专利技术涉及管件处理
，尤其涉及一种电解去污方法。
技术介绍
在核设施退役、核电站运行和换料大修时，不可避免地产生一定量的被放射性物质污染的金属设备、管件。为了保护周围环境免受放射性污染，防止对工作人员和居民过量的放射性辐照，使放射性废物达到最小化，所有被放射性物质污染的金属材料在进入环境和最终处理前，必须先经过去污处理。电解去污的原理是被电解的金属与直流电源的阳极相连，在电解液中与阴极相对应，若有外部电源在两极之间施加电压，则有金属溶解，污染金属的放射性核素也同时被溶解下来，实现了电解去污的目的。影响电解去污效率的因素除了电流密度、电解液性质外，还有电极材料及形式，设计应用范围广泛的电极形式是电解去污的研究重点。在电解去污过程中，由于待去污金属表面的杂质、结垢等造成电解过程不连续、电解效率低等现象，使电解去污过程中的电流利用效率很难升高。因此，研究一种电解去污方法提高电解电流利用效率、进而提高受放射性污染的金属管件的去污效率迫在眉睫。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电解去污方法，本专利技术的电解过程电流利用率高，使得电解去污率大大提高。为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：本专利技术提供了一种电解去污方法，包括以下步骤：在超声的条件下，以钛为阳极、铂为阴极，在导电小球的作用下，对受污染金属管件进行电解去污；所述超声的频率为20～40kHz。优选地，所述电解的电解液包括磷酸、硫酸和硝酸中的一种或多种。优选地，所述电解的电解液中包括质量浓度为10％的磷酸和质量浓度为10％的硫酸构。优选地，所述电解的电流密度为40～5000A/m2。优选地，所述电解的温度为35～80℃。优选地，所述阳极与阴极的间距为10～30mm。优选地，所述导电小球的材质包括钛、铜、铅或石墨烯。优选地，所述导电小球的直径为1～4mm。优选地，所述受污染金属管件的材质包括不锈钢。优选地，所述受污染金属管件的污染源包括放射性核素钴、银、锰、铁和铀中的一种或多种；所述放射性核素以氧化物的形式负载在受污染金属管件表面。本专利技术提供了一种电解去污方法，包括以下步骤：在超声的条件下，以钛为阳极、铂为阴极，在导电小球的作用下，对受污染的金属管件进行电解去污；所述超声的频率为20～40kHz。本专利技术在电解过程中辅助超声，超声空化所产生的高速微射流强化了电解过程中电解液的搅拌作用，加强了电解液中离子的输运能力，减少了扩散层厚度和浓度梯度，降低了浓度极化，优化了电解去污条件；超声波能渗透到受污染的金属管件表面和空隙里，使去污金属表面彻底清洗；提高了电解去污效率。从实施例可以看出：加入超声波后，金属材料表面去污率及电解深度均有明显的提高。进一步地，通过控制电极形状、电流密度、电解液类型和浓度、导电小球的用量和电解时间，提高了电流的效率，优化了受污染金属管件的去污效果。附图说明图1为本专利技术电解去污的装置图，图中1代表电源，2代表阴极，3代表阳极，4代表导电小球，5代表阴极延长段，6代表受污染金属管件，7代表阴极固定基座，8代表小球填充器，9代表超声波换能器，10代表超声波发生器，11代表电解槽，12代表电解液。具体实施方式本专利技术提供了一种电解去污方法，包括以下步骤：在超声的条件下，以钛为阳极、铂为阴极，在导电小球的作用下，对受污染的金属管件进行电解去污；所述超声的频率为20～40kHz。在本专利技术中，所述超声的频率为20～40kHz，优选为25～35kHz，更优选为30kHz。在本专利技术中，所述阳极优选直径为1～2cm的钛棒；所述阴极优选直径为1cm的铂丝。在本专利技术中，所述阳极与阴极的间距优选为10～30mm，更优选为12～20mm，最优选为15mm。在本专利技术中，所述导电小球的材质优选为钛、铜、铅或石墨烯，更优选为钛或石墨烯。在本专利技术中，所述导电小球的直径优选为1～4mm，更优选为1.5～3.5mm，最优选为2.0～3.0mm。在本专利技术中，所述导电小球的用量优选为覆盖待去污受污染的金属管件底端3～5cm。在本专利技术中，所述导电小球分散在电解液中在电解液中后于待去污管件电解，作为辅助阳极，导电率高，电极间抑制电压低，提高电流效率。在本专利技术中，所述电解的电解液优选包括磷酸、硫酸和硝酸中的一种或多种。在本专利技术中，所述电解液的质量浓度优选为5～80％，更优选为6～60％。在本专利技术的具体实施例中，所述电解液具体为质量浓度为5％的硫酸或所述电解液中包括质量浓度为10％的磷酸和质量浓度为10％的硫酸；在本专利技术中，所述电解的电流密度优选为40～5000A/m2，更优选为50～1900A/m2，最优选为100～1500A/m2。在本专利技术中，所述电解的温度优选为35～80℃，更优选为40～60℃，最优选为50℃。在本专利技术中，所述电解的时间优选为3～30min，更优选为5～20min，最优选为10min。在本专利技术中，所述受污染金属管件的材质优选包括不锈钢。在本专利技术中，所述受污染金属管件的污染源优选为放射性污染源，包括放射性核素钴、银、锰、铁和铀中的一种或多种；所述放射性核素以氧化物的形式负载在受污染金属管件表面。本专利技术在电解过程中辅助超声，超声空化所产生的高速微射流强化了电解过程中电解液的搅拌作用，加强了电解液中离子的输运能力，减少了扩散层厚度和浓度梯度，降低了浓度极化，优化了电解去污条件；超声波能渗透到受污染的金属管件表面和空隙里，使去污金属表面彻底清洗；提高了电解去污效率。进一步地，通过控制电极形状、电流密度、电解液类型和浓度、导电小球的用量和电解时间，提高了电流的效率，优化了受污染金属管件的去污效果。本专利技术对进行电解的装置没有特殊的限定，采用本领域技术人员熟知的电解装置即可。在本专利技术的实施例中，所述电解装置的结构如图1所示。在图1中：1代表电源；2代表阴极；3代表阳极；4代表导电小球；5代表阴极延长段；6代表受污染金属管件；7代表阴极固定基座；8代表小球填充器；9代表超声波换能器；10代表超声波发生器；11代表电解槽；12代表电解液。下面结合实施例对本专利技术提供的电解去除方法进行详细的说明，但是不能把它们理解为对本专利技术保护范围的限定。实施例1一种电解去污方法，包括以下步骤：在超声的条件下，以钛为阳极、铂为阴极，在导电小球的作用下，于40℃对受放射性核素钴、银污染的金属管件进行电解去污；所述超声的频率为28kHz；所述电流密度为2000A/m2；所述阳极和阴极的间距为15mm；所述电解液包括质量浓度为10％的硝酸和质量浓度为10％的硫酸；电解时间为10min；在上述参数确定的情况下，研究导电小球材质对电解去污效率的影响：所述导电小球分别为粒径为2mm的铜粒、钛粒、铅粒和石墨烯小球颗粒；同时研究了不加入导电小球的电解去污率。受污染金属管件的表面污染水平用α、β表面沾污仪(本底值3cpm)进行直接测量分析，去污前后金属管件的表面污染水平比例，计算为去污系数。表1采用不同导电小球处理受污染金属管件的效果数据导电小球材质铜钛铅石墨烯无去污率/％90.898.990.996.878.2实施例2一种电解去污方法，包括以下步骤：在超声的条件下，以钛为阳极、铂为阴极，在导电小球的作用下，于40℃对受铀污染的金属管件进行电解去污；所述超声的频率为28kH本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电解去污方法，包括以下步骤：在超声的条件下，以钛为阳极、铂为阴极，在导电小球的作用下，对受污染金属管件进行电解去污；所述超声的频率为20～40kHz。

【技术特征摘要】
1.一种电解去污方法，包括以下步骤：在超声的条件下，以钛为阳极、铂为阴极，在导电小球的作用下，对受污染金属管件进行电解去污；所述超声的频率为20～40kHz。2.根据权利要求1所述的电解去污方法，其特征在于，所述电解的电解液包括磷酸、硫酸和硝酸中的一种或多种。3.根据权利要求1或2所述的电解去污方法，其特征在于，所述电解的电解液中包括质量浓度为10％的磷酸和质量浓度为10％的硫酸。4.根据权利要求1所述的电解去污方法，其特征在于，所述电解的电流密度为40～5000A/m2。5.根据权利要求1或4所述的电解去污方法，其特征在于，所述电解的温度为3...

【专利技术属性】
技术研发人员：王东文，刘艳，张灏，赵庆凯，周狂飙，张曼，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院材料研究所，
类型：发明
国别省市：四川,51