一种铀尾矿库滩面微波固化方法技术

本发明专利技术公开了一种铀尾矿库滩面微波固化方法，通过纵深微波加热系统和表面微波加热系统对铀尾矿库滩面进行分层、分向微波固化处理最终实现整个滩面烧结处理，并通过烧结处理达到减容的效果；本发明专利技术在进行铀尾矿库滩面纵深微波固化时，首先对整个滩面进行打孔布点，然后依次将圆形喇叭馈口深入孔内对铀尾矿库滩面进行深度烧结；在进行铀尾矿库滩面表面微波固化时，通过方形喇叭馈口实现大面积的烧结；本发明专利技术通过纵深微波固化和表面微波固化最终实现整个滩面烧结处理，其处理效果好，另外，本发明专利技术还具有升温速度快、烧结时间短、控制及时、反应灵敏、穿透能力强、能源利用率高与产生二次废物少等特点。

A microwave curing method for the beach surface of uranium tailings pond

The invention discloses a method of microwave solidifying the beach surface of uranium tailings pond, through the deep microwave heating system and the surface microwave heating system, the beach surface of uranium tailings pond is layered and directionally microwave solidifying treatment, and finally the whole beach surface is sintered, and the effect of volume reduction is achieved through sintering treatment; when the deep microwave solidifying the beach surface of uranium tailings pond is carried out, the whole beach surface is firstly advanced After drilling holes and arranging points, the circular horn feed mouth is penetrated into the hole in turn to conduct deep sintering on the beach surface of uranium tailings pond; during the microwave curing of the beach surface of uranium tailings pond, a large area of sintering is realized through the square horn feed mouth; the whole beach surface sintering treatment is finally realized through the deep microwave curing and the surface microwave curing, and the treatment effect is good, in addition, the invention also has the advantages of Fast heating rate, short sintering time, timely control, sensitive response, strong penetration, high energy utilization rate and less secondary waste.

【技术实现步骤摘要】
一种铀尾矿库滩面微波固化方法
本专利技术涉及铀尾矿库滩面处理方法，尤其涉及一种铀尾矿库滩面微波固化方法。
技术介绍
铀矿冶设施是核燃料循环系统重要组成部分，其中铀尾矿库是核工业对环境和公众造成潜在重大安全隐患的突出问题，也是退役环境治理的重点工作，更是我国辐射防护和环境保护的重点任务，铀尾矿库作为一个长期潜在的放射性污染源，已对生态环境安全构成重大威胁。由于铀矿冶废物量庞大，不能用处理高放废液的方法进行收集固化隔离处置，只能采取就地覆盖的处理方式，进行隔离和稳定化的处置；就地处置主要是采用土壤、砂砾石、沥青、水泥等材料对裸露的尾矿进行覆盖，随后种植植被，并对坝体整治加固，修筑必要的防水防洪设施，使尾矿长期稳定的封闭在尾矿库中，以达到控制γ辐射水平和抑制222Rn析出，并防止由于自然力或其他原因引起的塌垮流失而造成环境污染的目的；但场所内堆存的大量铀衰变产物，其放射性危害依然长期存在，另外由于我国地域广袤、气候多变，如我国南方地区受雨水淋浸和冲刷严重，农田池塘多，且人口稠密，而西北干旱地区，则风沙较大，暴雨山洪袭击严重，且生态环境十分脆弱，因此对覆盖层和稳定化要求程度较高；部分已进行治理的尾矿库覆盖层因雨水冲刷、动植物破坏等因素已造成覆盖失效等问题，随时有对周边环境造成严重污染的可能，因此，寻求一种将放射性废物与人类生存环境长期稳定安全相隔离的新技术是铀尾矿库退役治理的关键所在。授权公告号为CN102844819B的专利技术专利介绍了一种用于放射性物的热解和玻璃化的微波增强系统、方法和设备，该系统通过微波加热和感应加热的结合执行的热解和玻璃化来减小放射性废料的体积；该专利技术微波加热装置包括：微波源、波导装置和罐，但该专利技术适用于为了稳定化废料的目的而热解和液化固体放射性废料以便安全存储和处置；该系统接收和处理的固体废物供给的层的数量受罐的尺寸限制，当沉淀在罐内的固体废物供给已经被处理时，罐需要根据适当的规定被密封和存储或处置,因此该设备并不适用于大面积的尾矿库滩面的治理。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术的目的是提供了一种铀尾矿库滩面微波固化方法，通过纵深微波加热系统和表面微波加热系统对铀尾矿库滩面进行分层(由深层至浅层、由表面至深层)分向(横向、纵向)微波固化处理，最终实现整个滩面烧结处理并达到减容的效果；在进行铀尾矿库滩面纵深微波固化时，首先对整个滩面进行打孔布点，采用纵深微波加热系统，依次将圆形喇叭馈口深入孔内对铀尾矿库滩面进行深度烧结；在进行铀尾矿库滩面表面微波固化时，采用表面微波加热系统，通过方形喇叭馈口实现大面积的烧结；通过纵深微波固化和表面微波固化实现铀尾矿库滩面的表面和深部的烧结处理，最终实现整个滩面烧结处理，其处理效果好。本专利技术是通过以下技术方案予以实现的。一种铀尾矿库滩面微波固化方法，通过铀尾矿库滩面表面微波固化装备对待处理的铀尾矿库滩面进行表面微波固化处理，包括以下步骤：步骤1：首先，通过移动装置将微波固化设备运送到处理现场的起始位置；步骤2：上下调节表面微波固化装备的喇叭馈口的高度，使喇叭馈口边缘与滩面接触；步骤3：启动表面微波加热系统，控制微波发生器输出功率在75kW～100kW之间，并控制烧结温度在1100～1500℃，保温30～50min条件下对滩面铀尾矿微波烧结处理；步骤4：将喇叭馈口移动至下一烧结面，重复步骤2和步骤3进行下一次微波烧结，直至整个滩面完成铀尾矿的微波烧结处理。进一步的，在进行铀尾矿库滩面的表面微波固化处理前，还包括如下步骤：通过铀尾矿库滩面纵深微波固化装备对待处理的铀尾矿库滩面进行纵深微波固化处理：步骤S1：对待处理的整个铀尾矿库滩面进行打孔布点；步骤S2：通过移动装置将纵深微波固化装备运送到处理现场，并通过升降装置将微波加热系统的喇叭馈口伸入预先打好的孔内；步骤S3：启动纵深微波加热系统，控制微波发生器输出功率在75kW～100kW之间，并控制烧结温度在1100～1500℃，保温30～50min条件下对深层尾矿进行微波烧结处理，通过升降装置控制尾矿烧结的深度；步骤S4：重复步骤S2和步骤S3，对整个滩面的所有孔进行深层尾矿微波烧结处理。优选的，步骤S1中所述的打孔布点的孔的深度为0.5～1m，孔径0.3～0.35m，孔间距为0.7m。优选的，步骤S2中喇叭馈口为圆形，根据孔洞尺寸大小，将喇叭馈口直径为0.3～0.5m。优选的，所述步骤3和所述步骤S3中微波烧结处理时，微波穿透深度在0.3～0.5m，一次有效烧结深度为0.3m。优选的，步骤2中喇叭馈口为方形，喇叭馈口尺寸为1m×1m～1m×2m。进一步的，步骤3和所述步骤S3的微波烧结过程中通过冷却水或循环冷却水对微波系统进行降温处理。进一步的，步骤3和所述步骤S3中微波烧结过程中通过废气抽排接口将微波烧结过程中产生的废弃排入废气处理系统进行处理。进一步的，步骤3中的所述表面微波加热系统和所述步骤S3中所述的纵深微波加热系统通过红外测温、保护装置在加热过程中对电源设备进行过热保护；通过保护装置中的环形器将微波发生器产生的微波按照由静偏磁场确定的方向传入波导管并由波导管传输至喇叭馈口进行微波烧结；通过保护装置中的水负载对微波加热过程中反射的微波进行吸收。进一步的，步骤4中，当一个烧结面烧结处理完毕后，将所述喇叭馈口移动至下一个烧结面，该烧结面与上一个烧结面衔接紧密，直到整片铀尾矿库滩面的表面均被烧结完成。与现有技术相比，本专利技术的有益效果在于：1.本专利技术在进行铀尾矿库滩面微波处理时，无需对铀尾矿库滩面检测放射性物质进行检测，直接通过纵深微波加热系统和表面微波加热系统对铀尾矿库滩面进行分层(由深层至浅层、由表面至深层)分向(横向、纵向)微波固化处理最终实现整个滩面烧结处理，并通过烧结处理达到减容的效果。2.本专利技术在进行铀尾矿库滩面纵深微波固化时，采用纵深微波加热系统，其喇叭馈口的形状设计成圆形，通过打孔布点对铀尾矿库滩面进行深度烧结；在进行铀尾矿库滩面表面微波固化时，采用表面微波加热系统，其喇叭馈口的形状设计成方形，便于大面积烧结时把整个面全封住，上一个烧结面与下一个烧结面衔接紧密，避免了两个烧结面之间因产生缝隙而烧不到；通过纵深微波固化和表面微波固化实现铀尾矿库滩面的表面和深部的烧结处理，固熔比＞80％，最终实现整个滩面烧结处理，其处理效果好。3.相较于传统的加热方式，本专利技术装置采用微波加热的方式，微波加热技术与传统加热方式不同，它是通过被加热体内部偶极分子高频往复运动，产生“内摩擦热”而使被加热物料温度升高，不须任何热传导过程，就能使物料内外部同时加热、同时升温，加热速度快且均匀，仅需传统加热方式的能耗的几分之一或几十分之一就可达到加热目的，因此其具有升温速度快、烧结时间短、控制及时、反应灵敏、穿透能力强、能源利用率高与产生二次废物少等特点；与常规烧结工艺相比，微波烧结在提高材料密度、改善显微组织、提高材料性能、节省投资等方面具本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铀尾矿库滩面微波固化方法，其特征在于，通过铀尾矿库滩面表面微波固化装备对待处理的铀尾矿库滩面进行表面微波固化处理，包括以下步骤：/n步骤1：首先，通过移动装置将微波固化设备运送到处理现场的起始位置；/n步骤2：上下调节表面微波固化装备的喇叭馈口的高度，使喇叭馈口边缘与滩面接触；/n步骤3：启动表面微波加热系统，控制微波发生器输出功率在75kW～100kW之间，并控制烧结温度在1100～1500℃，保温30～50min条件下对滩面铀尾矿微波烧结处理；/n步骤4：将喇叭馈口移动至下一烧结面，重复步骤2和步骤3进行下一次微波烧结，直至整个滩面完成铀尾矿的微波烧结处理。/n

【技术特征摘要】
1.一种铀尾矿库滩面微波固化方法，其特征在于，通过铀尾矿库滩面表面微波固化装备对待处理的铀尾矿库滩面进行表面微波固化处理，包括以下步骤：
步骤1：首先，通过移动装置将微波固化设备运送到处理现场的起始位置；
步骤2：上下调节表面微波固化装备的喇叭馈口的高度，使喇叭馈口边缘与滩面接触；
步骤3：启动表面微波加热系统，控制微波发生器输出功率在75kW～100kW之间，并控制烧结温度在1100～1500℃，保温30～50min条件下对滩面铀尾矿微波烧结处理；
步骤4：将喇叭馈口移动至下一烧结面，重复步骤2和步骤3进行下一次微波烧结，直至整个滩面完成铀尾矿的微波烧结处理。


2.根据权利要求1所述的一种铀尾矿库滩面微波固化方法，其特征在于，在进行铀尾矿库滩面的表面微波固化处理前，还包括如下步骤：
通过铀尾矿库滩面纵深微波固化装备对待处理的铀尾矿库滩面进行纵深微波固化处理：
步骤S1：对待处理的整个铀尾矿库滩面进行打孔布点；
步骤S2：通过移动装置将纵深微波固化装备运送到处理现场，并通过升降装置将微波加热系统的喇叭馈口伸入预先打好的孔内；
步骤S3：启动纵深微波加热系统，控制微波发生器输出功率在75kW～100kW之间，并控制烧结温度在1100～1500℃，保温30～50min条件下对深层尾矿进行微波烧结处理，通过升降装置控制尾矿烧结的深度；
步骤S4：重复步骤S2和步骤S3，对整个滩面的所有孔进行深层尾矿微波烧结处理。


3.根据权利要求2所述的一种铀尾矿库滩面微波固化方法，其特征在于，步骤S1中所述的打孔布点的孔的深度为0.5～1m，孔径0.3～0.35m，孔间距为0.7m。

...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘永，史克油，彭国文，李向阳，章求才，洪昌寿，徐正华，余修武，蒋复量，陈逸凡，魏巍，
申请(专利权)人：南华大学，
类型：发明
国别省市：湖南;43