CLEANING TECHNOLOGY FOR ZIRCONIUM SCRAP RECYCLING

The present invention relates to a cleaning technology for recycling a zirconium alloy scrap, and includes a method for cleaning a zirconium alloy scrap which comprises the following steps: (1) putting a zirconium alloy scrap polluted by carbonized oils into aqueous solution of an alkali cleaning agent inside a cleaner, processing by ultrasound, and cleaning the zirconium alloy scrap; (2) water charging the zirconium alloy scrap using cleaning solution; (3) drying the zirconium alloy scrap using dried air. 본 발명에서는 지르코늄 피복관 제조공정에서 발생되는 스크랩을 원전급(Nuclear Grade)으로 재활용하기 위해 스크랩 표면에 부착되어 있는 오염물 제거조건을 최적화하였다. 주 오염물은 피복관 제조시 필거링 공정에서 사용하고 있는 수용성 냉각윤활제 잔류물로서 튜브 표면에 압착 및 탄화된 것으로 가정된다. 스크랩 발생 빈도가 높은 직경 9.50 mm, Zirlo 합금 튜브를 피 세정 대상물로 선정하여 세정 후 피 세정물 표면에 잔존하고 있는 오염물의 특성분석과 피 세정물의 표면 성분분석으로 세정성을 평가하였다. 세정제별 세정능력을 평가하기 위하여 Sodium hydroxide 계열 2종과 Potassium hydroxide 계열 3종을 선정하여 비교하였다. 또한 온도 및 초음파 강도에 따른 세정 효과 분석을 위해 상온, 40℃, 60℃에서 각각 세정한 결과, 세정온도 및 초음파 강도가 높을수록 세정효과도 높은 것으로 나타났다. 육안검사 결과 Sodium hydroxide 계열은 초음파 강도와 무관하게 모두 양호한 것으로 나타났으나 Potassium hydroxide 계열은 초음파 강도 120 W 이상에서 피 세정물의 표면상태가 양호한 것으로 나타났다. 중량측정법에 의한 세정효과 분석결과 Sodium hydroxide 계열은 세정효율이 97.6 %(60 ℃, 120 W)까지 나타났으나 Potassium hydroxide 계열은 피 세정물의 표면상태 불량으로 중량측정 방법을 적용하는 것이 부적합한 것으로 나타났다. 피 세정물의 표면 오염물 분석 결과 C, O, Ca, Zr 성분이 검출되었으며 그 중 C, O의 성분이 대부분을 차지하였음을 알 수 있었다. 피 세정물의 세정 정도에 따라 C, O 구성 비율의 변화가 큰 것으로 나타났으며 세정이 잘될수록 C의 구성비율이 감소되며 상대적으로 O의 구성비율이 증가되었다. 본 발명을 바탕으로 산업현장에 적용하기 위하여 세정공정을 Alkali Cleaning, Rinsing, Drying의 3단계로 구분하고 각 단계별로 세정변수를 조정함으로써 세정효과의 극대화를 기대할 수 있다.