Спосіб обробки поверхні за допомогою обробного гелю, його застосування та обробний гель

1. Спосіб обробки поверхні гелем, який включає такі стадії: нанесення гелю на обро блюван у по вер хню, де гель являє собою коло їдний розчин, що містить від 5 до 25 % (мас.) у розра хунк у на ма су ге лю сумі ші п іро гене ти чно го кремнезему з осадженим кремнеземом, від 0,5 до 4 моль/л ак ти вного обробного а ген та , який вибира ють з гр упи неорганічних кислот або суміші неорганічних кислот, неорганічних основ або суміші витримування гелю неорганічних основ, на оброблюваній поверхні при таких температурі і відносній во ло го сті , п ри яки х ге ль виси ха є і при цьом у є час для то го , щоб ві дбула ся о бробка поверхні гелем до того, як утвориться сухий, твердий залишок, і видалення сухого, твердого залишку з обробленої поверхні. 2. Спо сіб о бробки за п . 1, який відрізняється тим, що температура ви си хання складає від 20 до 30 °С, а відносна вологість - від 20 до 70 %. 3. Спосіб обробки за п. 1, який відрізняється тим, що сумі ш кремнеземів складає від 5 до 15 % від маси гелю. 2 (19) 1 3 82465 4 13. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що сухий, твердий залишок видаляють з обробленої поверхні за допомогою щітки і/або шляхом усмоктування. 14. Спосіб за будь-яким із пп. 1-13, який відрізняється тим, що при обробці повер хні ге лем проводять знежирювання повер хні або вида лення оксидного шар у з металевої поверхні або знезаражування поверхні. 15. Спо сіб знез араж ування п ристро ю, який включа є у себе ви да лення пи лу з оброблюваного пристрою з наступною обробкою пристрою у спосіб за будь-яким з пп. 1- 13. 16. Спосіб за п. 15, який відрізняється тим, що зазначеним пристроєм є вентиляційна шахта ядерного пристрою. 17. Спосіб за п. 1, який відрізняється тим, що колоїдний розчин додатково містить від 0,05 до 1 моль/л окисного агента зі стандартним окислювально-відновним потенціалом Е о ви ще 1 ,4 В у сильн окислом у сере до ви щі а бо відн о вле но ї форми цього окисн о го агента. 18. Гель для обробки поверхні, який являє собою колоїдний розчин, що містить: від 5 до 25 % (мас.) у розрахунк у на масу гелю суміші пірогенетичного кремнезему з осадженим кремнеземом, ві д 0 ,5 до 4 м оль /л ак ти вно го о бробно го а ген та , який виби рають з гр уп и не органічних кислот або суміші неорганічних кислот, неорганічних основ або суміші неорганічних основ. 19. Гель за п. 18, який відрізняється тим, що суміш кремнеземів складає від 5 до 1 5 % ві д ма си ге лю, а ак ти вним обробним а ген том є неор гані чна ки сло та а бо сумі ш неорганічних кислот. 20. Гель за п. 18, який відрізняється тим, що суміш пірогенетичного й осадженого кремнеземів складає від 5 до 10 % від маси гелю. 21. Гель за п. 18, який відрізняється тим, що осаджений кремнезем складає 0,5 % від маси гелю, а пірогенетичний кремнезем складає 8 % від маси гелю. 22. Гель за п. 19, який ві дрізняється тим, що неоргані чн у ки сло ту ви бирають з гр упи кисло т, що включа є соляну кислоту, азотну кислоту, сірчану кислоту, фосфорну кислоту, або їх сумішей. 23. Гель за п. 18 або 21, який відрізняється тим, що додатково містить окисний агент зі стандартним окислювально-відновним потенціалом Ео вище 1,4 В у сильнокислому середовищі, який вибирають з Се(І\/), Со(ІІІ) або Аg(ІІ). 24. Гель за п. 18, який відрізняється тим, що додатково містить від 0,05 до 1 моль/л окисного агента зі стан дартним окислювально-відно вним потенціалом Е о ви ще 1,4 В у сильнокислому середовищі або відновленої форми цього окисного агента. Даний винахід стосується способу обробки поверхні за допомогою гелю, а також обробного гелю, що може бути використаний у цьому способі. Обробкою може бути, наприклад, знезаражування, тобто очищення від-радіоактивних або органічних забруднень, у тому числі декапування або знежирювання поверхні. Даний спосіб може застосовуватися до всіх типів поверхонь, у тому числі до металевих поверхонь, поверхонь із пластмас, поверхонь із скляних матеріалів і т.д. Гелі відомого рівня техніки не висихають або висихають протягом декількох десятків годин і повинні видалятися після їх застосування через кілька годин шляхом змивання водою. Змивання гелю дозволяє припинити його дію на оброблювану поверхню і, таким чином, регулювати її тривалість. Змивання має той недолік, що воно стає причиною утворювання рідких відходів у кількостях порядку 10л води на 1кг використовуваного гелю. Ці стічні відходи процесу знезаражування, якщо мова йде про очищення від радіоактивних забруднень, піддають обробці у відомих пристроях з обробки ядерних матеріалів. Звідси виникає потреба в поглибленні досліджень з керування такими стічними відходами і їх дії на переробні контури технологічного устаткування. Крім того, потребуючі змивання гелі не можна використовувати для обробки поверхонь устаткування, заливання якого рідинами не допускається. У документах [FR-A-2380624, ЕР-А-0589781 і FR-A-2656949] описані гелі для очищення повер хонь від забруднень. Ці гелі мають у своїй основі кремнезем або оксид алюмінію. У названих документах відсутні описи гелів, для яких провадилося б регулювання часу висихання, звільнення поверхні від сухи х залишків гелю і розмірів цих залишків. Метою даного винаходу, зокрема, є спосіб обробки поверхні за допомогою гелю й обробний гель для використання у цьому способі, які дозволяють усун ути ви щезазначені недоліки попереднього рівня техніки. Спосіб обробки за даним винаходом включає у себе такі стадії: - нанесення обробного гелю на оброблювану поверхню, - витримування обробного гелю на оброблюваній поверхні при температурі і відносній вологості, при яких гель висихає і при цьому діє на поверхню протягом часу, достатнього для її обробки, перед тим, як утворити сухий, твердий залишок, і - видалення сухого, твердого залишку з обробленої поверхні. У кращому варіанті здійснення винаходу гель, висихаючи, кришиться. Такого роду обробка так званим «усмоктуваним» гелем, має у порівнянні з відомим рівнем техніки численні переваги. Насамперед, вона має всі переваги обробки гелем. Наприклад, при дезактивації радіоактивних уста ткувань у місці їх розташування можна уникнути викидів водних розчинів, що створюють великі обсяги радіоактивних стоків через обмежену ефективність обробки, зумовлену малим часом контакту з деталями. 5 82465 Крім того, це дозволяє уникнути традиційної операції змивання гелю водою або іншою рідиною і, таким чином, не створювати рідкого стоку, який було б потрібно у подальшому піддавати обробці. Це зменшує обсяг стоків і спрощує всю процедуру обробки, наприклад, знезаражування. Відповідно до винаходу, обробний гель являє собою переважно колоїдний розчин, який містить: - від 5 до 25% (мас.) неорганічного в'яжучого агента, або суміші в'яжучи х агентів у розрахунку на масу гелю; - від 0,1 до 7моль/л, переважно від 0,5 до 4моль/л, активного обробного агента, і - в разі потреби, від 0,05 до 1моль/л окисного агента зі стандартним окислювально-відновним потенціалом Ео вище 1,4 В у сильно кислому середовищі або відновленої форми цього окисного агента. У даному тексті концентрації виражені в молях на 1 літр гелю. Неорганічний, або мінеральний, в'яжучий агент може мати у своїй основі, наприклад, кремнезем або суміш кремнеземів. Відповідно до винаходу для забезпечення висихання гелю в середньому протягом від 2 до 5 годин при температурі від 20 до 30°С і відносній вологості від 20 до 70% концентрація кремнезему повинна складати переважно від 5 до 15% (мас.) від маси гелю. Використовуваний кремнезем може бути гідрофільним, гідрофобним, кислим або лужним, наприклад, кремнеземом Tixosil 73 (торгова марка), що поставляється фірмою Rhodia. Серед кислих кремнеземів можуть використовуватися, зокрема, пірогенетичні кремнеземи "Cab-О-SiІ" М5, Н5 або ЕН5 (торгові марки), що поставляються фірмою САВОТ, і пірогенетичні кремнеземи, що поставляються фірмою DEGUSSA під назвою AEROSIL (торгові марки). Серед пірогенетичних кремнеземів кращим є кремнезем AEROSIL 380 (торгова марка) із питомою поверхнею 380м 2/г, що максимально забезпечує в'яжучі властивості при мінімальному мінеральному навантаженні гелю. Використовуватися може також так званий осаджений кремнезем, одержуваний, наприклад, шляхом мокрого змішування розчину силікату натрію з кислотою. Кращими при цьому є осаджені кремнеземи, що поставляються фірмою DEGUSSA під назвами SIPERNAT 22 LS і FK 310 (торгові марки). Згідно з винаходом в'яжучий агент у кращому варіанті являє собою суміш обох названих вище типів кремнеземів: пірогенетичного й осадженого. У цьому випадку для забезпечення висихання гелю в середньому протягом від 2 до 5 годин при температурі від 20 до 30°С і відносній вологості від 20 до 70% концентрація суміші кремнеземів повинна складати переважно від 5 до 10% (мас.) від маси гелю. Виявилося, що така суміш е фективно впливає на висихання гелю і розмір зерна утворюваного при цьому залишку. Дійсно, сухий гель на основі такої суміші приймає у вищеназваних складах за даним винаходом форму часток із регульованим розміром від 0,1 до 2мм. 6 Наприклад, додавання 0,5% (мас.) осадженого кремнезему FK 310 до гелю з 8% кремнезему AEROSIL 380 збільшує розмір зерна сухого залишку до міліметрового розміру, що полегшує видалення залишку або його збір для повторного використання за допомогою щітки або шляхом усмоктування. Мінеральний в'яжучий агент може бути також на основі, наприклад, оксиду алюмінію АІ2 О3 , одержуваного, наприклад, шляхом високотемпературного гідролізу. Для забезпечення висихання гелю протягом від 2 до 3 годин при температурі від 20 до 30°С і відносній вологості від 20 до 70% бажано, щоб концентрація оксиду алюмінію складала від 10 до 25% (мас.) від маси гелю. Як оксид алюмінію може використовува тися продукт, що постачається фірмою DEGUSSA під торговою маркою "Alumina C". Активним обробним агентом може служити кислота або суміш кислот, які вибирають переважно з соляної кислоти, азотної кислоти, сірчаної кислоти і фосфорної кислоти. Для забезпечення висихання гелю в середньому протягом від 2 до 5 годин при температурі від 20 до 30°С і відносній вологості від 20 до 70% концентрація кислоти складає в кращому варіанті від 0,1 до 7моль/л, а ще краще - від 0,5 до 4моль/л. Для кислотного гелю цього типу кращим в'яжучим неорганічним агентом є кремнезем або суміш кремнеземів. Обробний гель за даним винаходом може як активний обробний агент також містити основу, вибрану переважно з мінеральних речовин, зокрема, соди, поташу або їхні х сумішей. Для забезпечення висихання гелю в середньому протягом від 2 до 5 годин при температурі від 20 до 30°С і відносній вологості від 20 до 70% бажано, щоб основа була наявною в концентрації менше 2 моль/л, краще, якщо в концентрації від 0,5 до 2моль/л, і ще краще, якщо в концентрації від 1 до 2моль/л. Для лужного гелю цього типу як неорганічний в'яжучий агент бажано використовувати оксид алюмінію. І, нарешті, гель за даним винаходом може містити окисний агент, який має стандартний окислювально-відновний потенціал вище 1400 мВ у сильно кислому середовищі, тобто більш високу окислювальну спроможність порівняно з окислювальною спроможністю перманганату. Такими окисними агентами можуть бути, наприклад, Ce(IV), Co(lll) i Ag(ll). Окисні агенти, серед яких кращим є церій (IV), звичайно сполучаються з мінеральною кислотою, переважно такою, як азотна кислота, в помірній концентрації (нижче 2моль/л), що забезпечує швидке висихання гелю. Церій звичайно вводять у формі електрогенерованого нітрату церію (IV) Ce(NO3)4 або гексанітратцерату діамонію (NH4)2Ce(NO3)6. Таким чином, типовим прикладом гелю для окисного знезаражування згідно з винаходом є колоїдний розчин, що містить від 0,1 до 0,5моль/л Ce(NO3)4 або (NH4)2Ce(NO3)6, від 0,5 до 2моль/л азотної кислоти і від 5 до 15% (мас.) кремнезему. 7 82465 Гелі за даним винаходом можуть бути одержані при кімнатній температурі шляхом додавання до водного розчину гелеутворювального мінерального агента бажано з великою питомою поверхнею, наприклад, більше 100м 2/г. Для того, щоб гель можна було розпорошувати на оброблювану поверхню без патьоків як з відстані, так і в безпосередній близькості до неї, в'язкість гелю повинна складати принаймні 350мПа×с, а час відновлення в'язкості - менше 1с. Таким чином, мета даного винаходу полягає у створенні гелю, дія якого регулюється малим часом його висихання, що є достатнім для забезпечення обробки поверхні і, як правило, складає від 2 до 5 годин і, переважно, від 2 до 3 годин при температурі від 20 до 30°С і відносній вологості від 20 до 70%. Далі, завдяки тому, що гель згідно з винаходом містить в'яжучий агент або, переважно, суміш в'яжучих агентів і активний знезаражувальний агент у ви щезазначених концентраціях, виси хання гелю завершується утворенням сухого залишку, який легко видаляється з оброблюваної поверхні. Таким чином, тут не потребується операції змивання водою, а процес очищення не супроводжується утворенням вторинних стоків. Як правило, гелі за даним винаходом можуть бути визначені як колоїдні розчини, що містять один або більше, як правило, мінеральних в'яжучих агентів, таких як оксид алюмінію і кремнезем, і активний знезаражувальний агент, наприклад кислоту, основу, окисний агент, відновний агент або їхню суміш, що добирають відповідно до природи обробки й оброблюваної поверхні. Так, для обробки, що полягає у видаленні незакріпленого забруднення на зразок жиру на поверхні нержавіючої або феритної стали, може бути використаний лужний гель, що володіє знежирювальними властивостями. Видалення забруднення, закріпленого в гарячих і холодних умовах на поверхні нержавіючої сталі, може здійснюватися за допомогою окисного гелю. Шари оксидів можна розчиняти за допомогою відновного гелю, який використовують переважно на додаток до окисного гелю або замість нього. І, нарешті, закріплене в холодних умовах забруднення на феритній сталі може бути видалено, наприклад, за допомогою кислотного гелю. На оброблювану поверхню гель може наноситися у традиційні способи, в тому числі напилюванням розпорошувачем або за допомогою, наприклад, дезактиваційної щітки. Для нанесення гелю на оброблювану поверхню шляхом напилювання в'язкий колоїдний розчин можна подавати за допомогою, наприклад, насоса низького тиску (