FOLLOW US ON SOCIAL

Posted On

07
Травень
2021

Сучасні аспекти радіоактивності шихти та продуктів плавки металургійного виробництва

Воденнікова Оксана
(Запоріжжя, Україна)
ТЕХНІЧНІ НАУКИ
(Металургія)
СУЧАСНІ АСПЕКТИ РАДІОАКТИВНОСТІ ШИХТИ ТА ПРОДУКТІВ ПЛАВКИ МЕТАЛУРГІЙНОГО ВИРОБНИЦТВА
На сьогодні перед суспільством постає проблема негативної екологічної дії радіації на навколишнє середовище, що зумовлено невпинним зростанням кількості радіоактивних речовин як природного, так і техногенного походження [1]. В металургійній галузі актуальним питанням залишається проблематика радіоактивності шихтових матеріалів та продуктів їх переробки (плавки). Так замірюванню радіоактивності підлягають як залізорудні матеріали (залізна руда, агломерат, окатиші), кокс, вапняк, так і продукти доменного виробництва (чавун, шлак та пил, що уловлюється) [2].
Радіоактивність мінеральних видів сировини визначається вмістом в них радіоактивних елементів – членів радіоактивного ряду , , та радіоактивного ізотопу калію . Серед вивердженої горно-металургійної сировини (руди) найбільшою радіоактивністю володіють його кислі види, які вміщують U=3,5·10-4% та Th=1,8·10-3%, а найменшою – ультраосновні (U=3,0·10-7%, Th=5·10-7%) [3].
Результати дослідження радіоактивності бурого шламу, в який радіонукліди потрапляють з пластовими водами при транспортуванні та переробці нафти, показують, що питома ефективність радіоактивності шламу не перевищує 1500 Бк/кг, що дозволяє на розміщення відходів без спеціального дозволу [4].
У роботі [5] проаналізовано радіоактивність матеріалів глиноземного виробництва та приведено основні відомості про вміст радіоактивних металів у бокситах та червоному шламі. Показано, що червоний шлам характеризуються підвищеною радіоактивністю, яка була успадкована від бокситів, та обумовленою присутністю торію та урану. Зазначено, що так як радіоактивні елементи в процесі Байєра практично повністю переходять в червоний шлам, то їх концентрація в червоному шламі вище, ніж в вихідному бокситі.
Дослідження можливості утилізації радіоактивно забрудненого металу шляхом його плавлення в металургійних печах представлені в роботі [6]. Показано, що критерієм оцінки радіаційної безпеки металу є потужність дози гамма-випромінювання на його поверхні.
Згідно доробкам [7] запропонований спосіб переробки радіоактивно забрудненого металу, технічним результатом якого є підвищення коефіцієнтів дезактивації при реалізації одностадійного процесу дезактивації, а також зниження обсягу кінцевих цементованих відходів, зниження трудомісткості, енергоємності процесу, можливість отримання металу, готового для повторного використання або утилізації звичайного переплаву, зменшення кількості вторинних радіоактивних відходів.
Серед способів переробки радіоактивних відходів слід відмітити роботу [8], в якій запропоновано використовувати електрохімічну дезактивацію у водному розчині сірчаної кислоти (15-20 г/л).
З використанням даних радіоактивності природних радіонуклідів , та ізотопу у роботі [9] запропоновано методику визначення хімічного складу та кількості силікатної основи гетерогенних пічних шлаків виплавки феросиліцію та визначено ступінь концентрування зазначених радіонуклідів в шлаковій фазі. Ефективна активність шлаку була розрахована за формулою Аеф = АRa +1,3АTh + 0,086АK та досягала значення 700-1000 Бк/кг.
Література:
1. Іванов Є. А. Радіоекологічні дослідження: навч. посібн. / Є. А. Іванов. – Львів: Видавничий центр ЛНУ ім. І. Франка, 2004. – 149 с.
2. Гасик М. И. Природная радиоактивность шихтовых материалов и продуктов плавки ферросплавов/ Гасик М. И., Коваль А. В., Гаврилов В. А. [и др.]. Актуальные проблемы и перспективы электрометаллургического производства: теория и технология, эффективность использования минерально-сырьевых ресурсов, экология, экономические аспекты развития внутреннего и внешнего рынков: материалы междунар. науч.-практ. конф., посвящённой 100-летию ГметАУ и 75-летию кафедры электрометаллургии (30.06–02.07.1999, Днепропетровск). – Днепропетровск: Системные технологии, 1999. – С. 427–433.
3. Штрюбель Г. Минералогический словарь; пер. с нем./ Г. Штрюбель, З.Х. Циммер. – Москва: Недра, 1987. – 494 с.
4. Парфенов Г.В. Исследование радиоактивности бурого шлама/ Г.В. Парфенов, Ю. В. Сивков// Естественные и технические науки. – 2014. –№2(70). – С. 309–310.
5. Kolobov G. A. Problems of atomic science and technology/ G.А. Kolobov, А.G. Kirichenko, O.S. Vodennikova, V.О. Panova// Series Physics of Radiation Effect and Radiation Materials Science. – 2020. – Vol. 4 (128). – pp. 33–39.
6. Balakin V. Technology of recycling radioactively contaminated metal by the method of melting/ V. Balakin, V. Mashinistov, O. Galkin, K. Bilan// Eastern-European Journal of Enterprise Technologies. –2016. – Vol. 4(5(82)). – pp. 31–37.
7. Изобретение №216.013.6F61. Способ переработки радиоактивно загрязнённых металлов/ В.И. Перегуда, С.М. Ефименко, И.Н. Ложников, В. А.Доильницын, В.Л. Бусырев, А.В. Федоров, А.А. Акатов, Ю.С. Коряковский; № охранного документа 0002560083; 20.08.2015.
8. Пат. 2560083 РФ, МКИ G 21F9/ 00. Способ переработки радиоактивно загрязненных металлов/ В.И. Перегуда, С.М. Ефименко, И.Н. Ложников, В.А. Доильницын, В.Л. Бусырев, А.В. Федоров, А.А. Акатов, Ю.С. Коряковский; заявитель и патентообладатель ОАО «Концерн «Росэнергоатом». – № 2014100514; заявл. 09.01.2014; опубл. 20.08.2015, Бюл. № 23.– 9 с.
9. Зубов В. Л. Теорія і технологія виробництва феросиліцію в потужних рудо відновних електропечах : автореф. дис. … д-ра. техн. наук : 05.16.02 –Металургія чорних металів /Зубов Вячеслав Леонідович; Національна металургійна академія України. – Дніпропетровськ, 2004. – 34 с.