一种放射性泡沫去污剂及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种放射性泡沫去污剂及其制备方法。
背景技术
自20世纪60年代，美国开始研究将化学泡沫应用于放射性去污。泡沫去污剂的原理是以泡沫承载去污剂对污染部件表面进行去污操作，该方法的最大优点在于二次废物产生量远远小于普通的去污液浸泡法，特别适用于大体积空腔或复杂形状物件。迄今泡沫去污技术经过近60年的发展，在工程上的应用已日渐成熟，当今最具代表性的是英法联合研制两步法泡沫去污装置。在工程上已应用的泡沫去污剂成分存在依去污条件而定制的特点，例如美国萨凡纳河工厂采用硝酸泡沫清洗金属墙和阀门，法国则先对冷却剂用碱性泡沫除油，随后利用酸性泡沫除锈，最后使用缓冲溶液冲洗。
我国泡沫去污技术的研究起步较晚，2001年中国辐射防护研究院采用泡沫清洗技术对后处理厂模拟污染样品进行了去污实验研究，其中硫酸高铈去污剂对不锈钢样品的去污系数为12.39～24.08，对涂漆碳钢片样品为3.62～5.14；草酸去污剂对不锈钢样品去污系数为8.87～14.34，对涂漆碳钢片样品为6.57～8.40，去污系数均低于国外水平，碱性泡沫去污剂效果更差。2016年西南科技科技大学开发的可完全消泡泡沫去污剂去污系数约为50。总的来看，我国现有泡沫去污剂成分尚有待进一步开发，需进一步提高去污系数，提高去污剂的适用范围，降低去污废液的处理难度。
发明内容
针对上述存在的技术不足，本发明的目的是提供一种新型放射性泡沫去污剂，该型去污剂具备高去污效率，可用于不锈钢、碳钢、铝合金、镁合金、水泥、塑料等各型材料的去污，同时去污剂中有效成分应能实现二次处理，有效简化现有被污染材料的去污流程，进一步降低去污经济与环境成本。
为解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：
本发明提供一种放射性泡沫去污剂，本发明中的去污剂为在不锈钢、碳钢、铝合金、镁合金、水泥、塑料等各型材料表面使用，去污剂pH值选择为弱碱性环境，因此需加入少量碱性物质，包括：碳酸氢钠0.5～5％、乙醇胺0.5～8％或三乙醇胺0.5～8％；
为达到起泡目的，需加入表面活性剂，所述表面活性剂包括N-月桂酰基谷氨酸钠1～10％、窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3～7％，烷基糖苷4～8％；由于各型表面要求的起泡性能可能不一致，本品采取了多型表面活性剂的设计，可以调整起泡性能及泡沫持久性；
为达到提高去污效果的目的，需加入络合剂0.5～3％，所述络合剂为葡庚糖酸钠；
为提高以上各成分的溶解效果，需加入助溶剂5～10％，所述助溶剂为丙二醇、丙二醇甲醚、丙二醇叔丁醚中任意一种；
除上述成分外，其余为水。
优选地，由以下原料制备而成：碳酸氢钠0.5％、乙醇胺8％、N-月桂酰基谷氨酸钠1％、窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠7％，烷基糖苷8％、葡庚糖酸钠0.5～3％、丙二醇7％，余量为水。
优选地，由以下原料制备而成：碳酸氢钠1％、三乙醇胺4％、N-月桂酰基谷氨酸钠2％、窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5％，烷基糖苷8％、葡庚糖酸钠0.5％、丙二醇甲醚5％，余量为水。
优选地，由以下原料制备而成：碳酸氢钠3％、乙醇胺2％、表N-月桂酰基谷氨酸钠2％、窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5％，烷基糖苷8％、葡庚糖酸钠1％、丙二醇叔丁醚8％，余量为水。
优选地，由以下原料制备而成：碳酸氢钠5％、三乙醇胺0.5％、N-月桂酰基谷氨酸钠10％、窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3％，烷基糖苷2％、葡庚糖酸钠3％、丙二醇甲醚10％，余量为水。
本发明还提供该放射性泡沫去污剂的制备方法，先称量配方量的水，加入碳酸氢钠，溶解，搅拌均匀；随后加入乙醇胺或三乙醇胺、络合剂、助溶剂，搅拌使其完全溶解，最后加入表面活性剂得到成品放射性泡沫去污剂。
本发明的有益效果在于：本发明中去污剂碱性较弱，对于各种材料表面腐蚀较小，由于葡庚糖酸钠的存在对各型金属离子具有较强的络合和去污能力。含有的葡庚糖酸钠具备更好的环境相容性，对比其他络合剂来看，EDTA络合产物较难降解，磷酸盐可能造成磷富集，而葡庚糖酸钠由葡萄糖制成，较易降解，且葡庚糖酸钠对钙、镁离子有着较强的络合能力，使本去污剂可以应用于较硬水质情况下，不需使用去离子水配置。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
一种放射性泡沫去污剂，由以下原料制备而成：碳酸氢钠0.5％、乙醇胺8％、N-月桂酰基谷氨酸钠1％、窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠7％，烷基糖苷8％、葡庚糖酸钠0.5～3％、丙二醇7％，余量为水。
其制备方法为：先称量配方量的水，加入碳酸氢钠，溶解，搅拌均匀；随后加入乙醇胺、葡庚糖酸钠、丙二醇，搅拌使其完全溶解，最后加入N-月桂酰基谷氨酸钠1％、窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠7％，烷基糖苷8％得到成品放射性泡沫去污剂。
实施例2
一种放射性泡沫去污剂，由以下原料制备而成：碳酸氢钠1％、三乙醇胺4％、N-月桂酰基谷氨酸钠2％、窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5％，烷基糖苷8％、葡庚糖酸钠0.5％、丙二醇甲醚5％，余量为水。
其制备方法同实施例1。
实施例3
一种放射性泡沫去污剂，由以下原料制备而成：碳酸氢钠3％、乙醇胺2％、表N-月桂酰基谷氨酸钠2％、窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠5％，烷基糖苷8％、葡庚糖酸钠1％、丙二醇叔丁醚8％，余量为水。
其制备方法同实施例1。
实施例4
一种放射性泡沫去污剂，由以下原料制备而成：碳酸氢钠5％、三乙醇胺0.5％、N-月桂酰基谷氨酸钠10％、窄分布脂肪醇聚氧乙烯醚硫酸钠3％，烷基糖苷2％、葡庚糖酸钠3％、丙二醇甲醚10％，余量为水。
其制备方法同实施例1。
实施例1-4配方见下表配方
表1去污剂配方(配比均为重量比)
以上实施例实验结果如下：
按表1配方配置好去污剂1号溶液、2号溶液、3号溶液、4号溶液，放入密封玻璃容器中待用。取不锈钢板、碳钢板、铝合金板、塑料板，将其切割成5cm×5cm大小的正方片各6片，用无水乙醇将其表面清洗干净，放入真空干燥箱内烘干待用。
称取0.5g硝酸铀酰，加入50mL去离子水中，振荡摇匀，配置成浓度为10mg/mL的硝酸铀酰水溶液待用；将活度为3.7×104Bq的Cs-137标准物质溶液加入50mL去离子水中，配置成Cs-137模拟溶液。
取5ml硝酸铀酰水溶液均匀滴加在三块不锈钢正方片与三块塑料正方片表面，取5ml Cs-137模拟溶液均匀滴加在三块碳钢正方片与三块铝合金正方片表面。滴加溶液的正方片均放置在洁净封闭容器内，自然风干30天。
正方片自然风干后，利用Berthhold LB-124型表面沾污仪测定三块不锈钢正方片以及塑料正方片的表面污染值，其中不锈钢正方片分别为：22.82Bq/cm2、23.17Bq/cm2、22.94Bq/cm2，塑料正方片分别为21.78Bq/cm2、22.35Bq/cm2、22.12Bq/cm2。利用堪培拉BE6530型高纯锗γ谱仪测定三块碳钢片以及三块铝合金片的γ计数率，其中碳钢片分别为2.04×105计数/分钟、2.16×105计数/分钟、2.12×105计数/分钟；铝合金片分别为2.11×105计数/分钟、2.19×105计数/分钟、2.07×105计数/分钟。
取容积为5升的玻璃杯，置入三个不锈钢托架，将三块不锈钢片垂直放在不锈钢托架上。将1号去污溶液发泡，充入容积为5升的玻璃杯中，三块不锈钢钢片在玻璃杯的1号去污溶液泡沫中浸泡4小时，4小时后取出不锈钢片用去离子水清洗、在真空干燥箱中烘干，烘干后利用LB-124型表面沾污仪测定表面污染值，分别为0.48Bq/cm2、0.39Bq/cm2、0.51Bq/cm2，经计算，去污系数为47.54、59.41、44.98。
取容积为5升的玻璃杯，置入三个不锈钢托架，将三块碳钢片垂直放在不锈钢托架上。将2号去污溶液发泡，充入容积为5升的玻璃杯中，三块碳钢片在玻璃杯的2号去污溶液泡沫中浸泡4小时，4小时后取出碳钢片用去离子水清洗、在真空干燥箱中烘干，烘干后利用堪培拉BE6530型高纯锗γ谱仪测定γ计数率，分别为3849计数/分钟、4217计数/分钟、4065计数/分钟，经计算，去污系数为53.00、51.22、52.15。
取容积为5升的玻璃杯，置入三个不锈钢托架，将三块铝合金片垂直放在不锈钢托架上。将3号去污溶液发泡，充入容积为5升的玻璃杯中，三块铝合金片在玻璃杯的3号去污溶液泡沫中浸泡4小时，4小时后取出铝合金片用去离子水清洗、在真空干燥箱中烘干，烘干后利用堪培拉BE6530型高纯锗γ谱仪测定γ计数率，分别为6017计数/分钟、5836计数/分钟、5914计数/分钟，经计算，去污系数为35.07、37.53、35.00。
取容积为5升的玻璃杯，置入三个不锈钢托架，将三块塑料片垂直放在不锈钢托架上。将4号去污溶液发泡，充入容积为5升的玻璃杯中，三块塑料片在玻璃杯的4号去污溶液泡沫中浸泡4小时，4小时后取出塑料片用去离子水清洗、在真空干燥箱中烘干，烘干后利用LB-124型表面沾污仪测定表面污染值，分别为0.74Bq/cm2、0.80Bq/cm2、0.78Bq/cm2，经计算，去污系数为29.43、27.94、28.36。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。
