Способ утилизации металлических отходов из сплавов на основе меди, загрязненных радионуклидами

(19) КЦ (1 ц (51) 5 С 22 В 7 00 ПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИ К ПАТЕНТУ ЬЭ СР Комитет Российской Федерации по патентам и товарным знакам(73) Нестер Алексей Тадеушевич(64) СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХОТХОДОВ ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ МЕДИ,ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОНУКЛИДАМИ(67) Использование: при переработке металлических отходов, загрязненных радионуклидами. Сущность: металлические отходы иэ сплавов на основемеди, загрязненных радионуклидами, подвергают разделке, контролируют радиоактивную загрязненность методом сравнения активности металла с активностью протяженного источника радияв равновесии с дочерними продуктами путем измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, плавят в индукционной печи в контролируемой зоне на воздухе с добавлением рафинирующих флюсов, имеющих температуру пиквидуса ниже точки плавления металлических отходов, наводят и удаляют шлак и разливают металл в изложницы с получением слитков. 4 табл, 1 ил.2004608 равномерно небольшими порциями в течение всего процесса плавления металла,Опытно-промышленные испытания показали, что одним из условий получения высоких значений Кд при переплавке в большегрузных печах с проведением многоцикловой обработки расплава флюсом необходимо первую порцию флюса добавлять Таблица 1 Коэффициенты дезактивации Кд от кобальтапри переплавке отходов из МНЖМц-1-1 сдобавлением в качестве флюса смеси из полиметафосфатов щелочных металлов и оксидовмеди в соотношении 1:1 цов и перегрева металла до 1150 в 14 С удаляли образовавшийся шлак и металл сливали в изложницы или добавляли новую порцию флюса, выдерживали в течение 20 мин и после удаления шлака также сливали в изложницу,Пробы металла и шлака анализировали с помощью гамма-спектрометра на базе анализатора "Нокия" с блокомдетектирования ДГДКБ, Результаты, полученные при проведении экспериментальных плавок приведены в таблицах 1-4.Из результатов представленных в табл,2; видно, что Кд по кобальту - 60 возрастают от 2 при количестве флюса 1 до 44 при количестве флюса 19 . Уке небольшие количества оксидов меди (10;4), добавленные к полиметафосфатам, приводит к заметному увеличению эффективности дезактивации. Установлено, что максимальный эффект наблюдается при следующих соотношениях компонентов флюса, мас, :Пол иметафосфатыщелочных металлов 30-70 Оксиды меди 30-70 При необходимости получения Кд по Со выше величин, указанных в табл.2, необходимо удалить образовавшийся шлак и добавить новую порцию флюса, Кд по кобальтупри этом существенно увеличиваются см.табл.З).Результаты, приведенные в табл,2, показывают, что при двукратном добавлении флюса суммарный расход реагентов снижается, а эффект многократно возрастает,Данные табл.З показывают, что эффек 5 тивность дезактивации при добавлениифлюса в начале плавки и повторном его добавлении после удаления образовавшегосяшлака эквивалента добавлению удвоенногоколичества в начале плавления. При равно 10 мерном добавлении флюса небольшими частями в течение всего процесса плавленияи повторном его добавлении после удаления образовавшегося шлака был полученожидаемый эффект,15 Одним иэ условий получения высокихКд является отсутствие операции раскисления металла в тигле печи, так как при этомбудет происходить восстановление частирадионуклидов из остатков залипшего на20 стенках печи шлака.Из результатов плавок, представленныхв табл.4, видно, что переплавка отходов измеди и медноникелевых сплавов с флюсом,известным в металлургии, не позволяет до 25 стичь Кд по Соболее 5,4, в то время какпереплавка их по предлагаемому способупозволяет получить Кд по Со100 и болеевплоть до 1000. При нормируемом значенииостаточной радиоактивной загрязненности30 слитка 1 10 г-экв,радия/кг 20 мкР/ч) исходная удельная радиоактивность металламожет составляет 1 10 - 1 10 г-экв.радия/кг мощность дозы 2 - 20 мР/ч), что непревышает величин реальной загрязненно 35 сти натурного образца металла. При этомпрактически полностью из металла удаляются Се, Со, У, Сз, Ге, Еп 65, все редкоземельные и трансурановыеэлементьь Содержание фосфора в получае 40 -мом слитке не превышает 0,007 , что значительно ниже допустимых величин,2004608 Таблица 2 Коэффициенты дезактивации по Со, полученные при переплавке радиоактивных отходов из МНЖМц-1-1 с двойным добавлением флюса из смеси 50 полиметафосфатов щелочных металлов и 50 оксидов меди.оличество флюса, мас. ловия добавления флюс оэффициент очистки по Со4,0 Однократное добавление флюса в начале плавки Добавление порции флюса в начале плавки (2 ) и повторное добавление после полного расплавления металла и удаления шлака,Равномерное добавление порции флюса в течение всей плавки 2 ф ) и повторное добавление после полного расплавления металла иаления шлака. 2,0 аблиц Коэффициенты дезактивации по кобальтуотходов из меди и медно-никелевых сплаво при переплавке с использованием в качестве флюсов различных полиметафосфатов щелочных металлов или сплавов с оксидами меди взятых в соотношении 1;", Используемый в металлургии флюс. Таблиц.а 3 Результаты переплавки отходов из медно-никелевого сплава МНЖМц-1-1 при добавлении в качестве флюса смеси из полиметафосфатов щелочных металлов и оксида меди в соотношении 1;110 2004608 Формула и зоб ретен ия Составитель Е.Колкунов Редактор А.Купрякова Техред М.Моргентал Корректор Н.КорольТираж Подписное НПО "Поиск" Роспатента113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 Заказ 3380 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 101 1. СПОСОБ УТИЛИЗАЦИИ МЕТАЛЛИЧЕСКИХ ОТХОДОВ ИЗ СПЛАВОВ НА ОСНОВЕ МЕДИ, ЗАГРЯЗНЕННЫХ РАДИОНУКЛИДАМИ, заключающийся в разделке, контроле радиоактивной загрязненности методом сравнения активности металла с активностью протяженного источника радияв равновесии с дочерними продуктами путем измерения мощности экспозиционной дозы гамма-излучения, плавлении в индукционной печи в контролируемой зоне на воздухе с добавлением рафинирующих флюсов, имеющих температуру ликвидуса ниже точки плавления металлических отходов. наведении и удалении шлака и разливке металла в изложницы с получением слитков.2, Способ по п,1, отличающийся тем, что контроль радиоактивной загрязненности отходов перед плавкой проводят путем измерения мощности дозы Р вплотную к поверхности контейнера размерами не менее 0,60,60,6 м и плотностью загрузки металла не менее 1,0 т/м, которая не дол- з жна превышать значения, определяемогоиз формулы, мР/ч:0,025расц(Й /Ко)1=1где =1- и;и - количество радионуклидов, присутствующих в.составе загрязнения;5 - доля 1-го радионуклида в общей активности;К - коэффициент очистки металла от 1 го радионуклида в процессе плавки.3. Способ по п.1, отличающийся тем,что контроль радиоактивной загрязненности слитков проводят путем измерениямощности экспозиционной дозы гамма-излучения на поверхности каждого слитка идля слитка, минимальный линейный размер которого больше 0,3 м, эта величинане должна превышать 0,02 мР/ч,4, Способ по п.1, отличающийся тем,что в качестве рафинирующих флюсов в25 процессе плавки используют полиметафосфаты щелочных металлов и смеси из пол-.иметафосфатов щелочных металлов иоксидов меди.