專利名稱:高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于放射性廢物處置、固化處理，涉及一種高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體及其制備方法。特別適用于總鹽濃度為100 400g/L，其？!1值> 13，所含主要離子為 Na+、AlO2 —、NO3 —、CO32 —、PO43 —、SO42 —、或 / 和 OH —及核素 9°Sr 或 / 和 137Cs 的中、低水平放射性廢液的固化處理。
背景技術(shù)：
由核燃料的后處理、各類核反應(yīng)堆、核電站等裝置產(chǎn)生的放射性廢物具有相當(dāng)?shù)奈：π?，不能直接向環(huán)境排放，必須用合適的方法進(jìn)行固化并由適當(dāng)?shù)难b置隔離貯存，直到其中的放射性元素衰變至對環(huán)境不產(chǎn)生危害為止。目前，中、低水平放射性廢物的固化處理主要采用水泥固化，并且也得到了工業(yè)應(yīng)用。但中、低水平放射性廢物的形態(tài)是多樣的，其組成和聚集狀態(tài)與固化材料選擇的關(guān)系密切，因此，固化體的配方也要與特定的放射性廢物相適應(yīng)。
中、低水平放射性廢物中，核素9°Sr、137Cs是最重要的兩種，它們的產(chǎn)率較高，半衰期較長(9°Sr的半衰期為27. 7a，137Cs為30. 5a)，隨著這類放射性廢物存放時(shí)間的延長，它們的放射性占混合裂變產(chǎn)物總放射性的比重較大。放射性核素具有特定的放射生物學(xué)毒性，其中鍶、銫屬于中、高毒性的(如9°Sr、137Cs等需經(jīng)幾百年甚至更長的時(shí)間才能衰變至無害水平)，因它們通常以離子形式存在，在水中具有很強(qiáng)的遷移能力。因此，中、低水平放射性廢物的固化體必須對這兩種核素具有較強(qiáng)的滯留能力。
高鹽高堿中低水平放射性廢液的固化是具有一定的難度的，原因有以下幾個(gè)方面大量可溶性鹽的存在，使得固化體的對廢液的包容量降低；可溶性鹽會(huì)使混合漿體的凝結(jié)時(shí)間延長；鹽容易從固化體表`面析出；固化體的抗浸泡性能下降，導(dǎo)致固化體的浸出
率增加等。
現(xiàn)有技術(shù)中，中低水平放射性廢物的固化材料主要是硅酸鹽水泥，摻有硅灰、礦渣、粉煤灰等火山灰質(zhì)混合材料的硅酸鹽類水泥。由于硅酸鹽水泥礦物組成的原因，其水化熱較大，使固化體內(nèi)溫度升高，可能造成微裂紋，影響固化體耐久性。有研究表明，硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物對核素離子的吸附能力差，對核素的固化不利。摻具有火山灰性混合材料(如礦渣、粉煤灰等)的硅酸鹽類水泥其耐久性有所提高，水化熱有所下降，但早期強(qiáng)度較低，其水化產(chǎn)物對核素(如9°Sr、137Cs)的吸附能力仍然較差，固化體中核素的浸出率仍然處于較高水平。在硅酸鹽水泥和火山灰性混合材料構(gòu)成的水泥中，再摻入吸附劑，如沸石等，主要為了提高固化體對核素的吸附能力，從而增加固化體對核素的滯留能力，這種技術(shù)措施的結(jié)果會(huì)使核素的浸出率下降，但固化體的強(qiáng)度會(huì)有一定的下降。如果用這類材料直接固化高鹽高堿中、低放射性廢液時(shí)，實(shí)際上構(gòu)成了堿一火山灰質(zhì)混合材料一硅酸鹽水泥一吸附劑的固化材料體系，但目前娃酸鹽水泥中娃酸三I丐(以下簡稱為C3S)的含量一般達(dá)到50% 60%,娃酸二I丐的含量一般為20% 25%(以下簡稱為C2S)。眾所周知,堿一火山灰質(zhì)混合材料的早期強(qiáng)度高，硅酸鹽水泥中的C3S也是早強(qiáng)礦物，C2S能使固化體后期和長期強(qiáng)度增長。堿一火山灰質(zhì)混合材料一硅酸鹽水泥構(gòu)成的混合水泥，發(fā)揮早期強(qiáng)度的物質(zhì)過多，固化體的長期力學(xué)性能難以保證，甚至產(chǎn)生強(qiáng)度倒縮現(xiàn)象。如，該堿一火山灰質(zhì)混合材料一硅酸鹽水泥一吸附劑的固化材料體系配比不合適，以及如果沒有混合漿體性能控制劑的參與，往往會(huì)出現(xiàn)混合漿體凝結(jié)時(shí)間不易控制、易泌水等不足，從而導(dǎo)致固化體不均勻，最終導(dǎo)致
浸出率較高。
堿礦渣水泥是一種以堿性激發(fā)劑和?；郀t礦渣粉為主要原料的膠凝材料，其具有較好的力學(xué)性能(尤其是早期強(qiáng)度高)、耐久性能和對核素的滯留性能，將其應(yīng)用于放射性廢物固化方面的研究也較多。另有研究表明，在堿礦渣水泥中摻入偏高嶺土及吸附劑可以使固化體中的水化產(chǎn)物對核素9°Sr、137Cs吸附能力提高，固化體的9°Sr、137Cs浸出率降低。但堿礦渣水泥目前尚無國家標(biāo)準(zhǔn)，且因其凝結(jié)過快，其力學(xué)性能與礦渣的組成和熱歷史很大，強(qiáng)度波動(dòng)大，使其應(yīng)用受到限制。因此，目前堿礦渣水泥類的固化材料仍處于研究階段。對于用其來固化高鹽高堿中、低水平放射性廢液尚無報(bào)道。
現(xiàn)有技術(shù)中，針對高鹽高堿中、低水平放射性廢液的固化體的配方主要存在以下問題
(I)高鹽高堿中低水平放射性廢液的固化有其特殊性，如果固化體配方不合適，可能出現(xiàn)固化體長期強(qiáng)度難以保證；固化過程中，混合漿體凝結(jié)時(shí)間不易控制、易泌水等不足，從而導(dǎo)致固化體不均勻，最終導(dǎo)致浸出率較高；
(2)堿礦渣水泥類固化材料滯留核素9°Sr、137Cs能力強(qiáng)，但其力學(xué)性能與波動(dòng)大，凝結(jié)時(shí)間短，無國家標(biāo)準(zhǔn)，應(yīng)用受限。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的旨在克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體及其制備方法。本發(fā)明將高鹽高堿中、低水平放射性廢液作為組成材料之一，以低熱硅酸鹽水泥、礦渣粉、粉煤灰、沸石、凹凸棒石(坡縷石)為主要原材料，水玻璃、纖維素醚為性能控制劑，通過配比設(shè)計(jì)，采用合適的液固比，經(jīng)攪拌、獲得流動(dòng)度為160 220mm的混合漿體，常溫養(yǎng)護(hù)后，得到的水泥固化體的各種性能穩(wěn)定良好，符合GB14569. 1-1993 “低、中水平放射性廢物固化體性能要求一水泥固化體”的要求,從而為高鹽高堿中、低水平放射性廢液的水泥固化奠定了基礎(chǔ)。
本發(fā)明的構(gòu)思是
( I)將高鹽高堿中、低水平放射性廢液中的堿組分作為固化體組成材料一礦渣粉、粉煤灰的化學(xué)激發(fā)劑，使固化材料的組成體系成為堿一礦渣一粉煤灰一低熱硅酸鹽水泥一吸附劑的復(fù)合水泥體系，實(shí)現(xiàn)堿激發(fā)膠凝材料、低熱硅酸鹽水泥和吸附劑的有機(jī)結(jié)合。這種結(jié)合，集成了低熱硅酸鹽水泥的水化熱低、長期力學(xué)性能穩(wěn)定、后期強(qiáng)度高和堿激發(fā)膠凝材料優(yōu)異的早強(qiáng)性能、耐久性能、水化產(chǎn)物及吸附劑對核素的高吸附性能，從而提高固化體對核素固化能力和長期穩(wěn)定性；
(2)模數(shù)為2. 5 3. 5、摻量在I 3%水玻璃(以Na2O計(jì))既作為堿性激發(fā)劑，又可作為混合漿體的促凝劑，以保證混合漿體的初凝時(shí)間大于2小時(shí)，終凝時(shí)間不超過15小時(shí)；纖維素醚主要起保水作用，防止混合漿體的泌水現(xiàn)象發(fā)生，以防止固化體表面析出堿，從而保證固化體的均勻性；[0014](3)固化體中，低熱硅酸鹽水泥在固相粉體材料中所占比例不超過40%，而是采用礦渣粉、粉煤灰來代替部分水泥；放射性廢液中的堿組分和礦渣、粉煤灰的組合相當(dāng)于堿激發(fā)膠凝材料，以保證固化體的早期強(qiáng)度，低熱硅酸鹽水泥中大量的C2S的存在，可以保證固化體的后期和長期強(qiáng)度，同時(shí)，可以使固化體的水泥水化產(chǎn)生的水化熱較低，保證實(shí)際工程中固化體中心部位的溫度不致使固化體內(nèi)產(chǎn)生裂紋；
(4)吸附劑可以提高固化體對9°Sr、137Cs的吸附能力。
本發(fā)明的內(nèi)容是一種高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體，其特征是由質(zhì)量比例為高鹽高堿中低水平放射性廢液固化料(以下簡稱液固比)=O. 55 O. 75 I的高鹽高堿中低水平放射性廢液與固化料，模數(shù)為2. 5 3. 5、以水玻璃中的Na2O計(jì)、固化料質(zhì)量I 3%的水玻璃，以及固化料質(zhì)量O. 05 O. 5%的纖維素醚混合組成；
所述固化料的組分和質(zhì)量百分比例包括低熱硅酸鹽水泥20 40%、礦渣粉15 50%、粉煤灰15 30%、沸石5 15%、以及凹凸棒石(又名坡縷石或坡縷縞石)5 15%。
本發(fā)明的內(nèi)容中所述沸石可以是沸石的質(zhì)量百分比含量> 70%的絲光沸石或/和斜發(fā)沸石。
本發(fā)明的內(nèi)容中所述高鹽高堿中低水平放射性廢液是總鹽濃度為100 400g/L，卩!1值> 13，所含主要離子為 Na+、A102 —、N03 —、C032 —、P043 —、SO42 ―、或 / 和 0H—及核素90Sr或/和137Cs的中、低水平放射性廢液。
本發(fā)明的另一內(nèi)容是一種高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體的制備方法，其特征是包括以下步驟
a、配料按質(zhì)量比例為高鹽高堿中低水平放射性廢液固化料=0.55
O.75 I的比例取 高鹽高堿中低水平放射性廢液和固化料，取模數(shù)為2. 5 3. 5、以水玻璃中的Na2O計(jì)的固化料質(zhì)量I 3%的水玻璃，取固化料質(zhì)量O. 05 O. 5%的纖維素醚；
所述固化料的組分和質(zhì)量百分比例包括低熱硅酸鹽水泥20 40%、礦渣粉15 50%、粉煤灰15 30%、沸石5 15%、以及凹凸棒石(又名坡縷石或坡縷縞石)5 15%，按所述質(zhì)量百分比例取各組分；
b、制備固化體將步驟a所述固化料各組分、水玻璃、纖維素醚置于(特定的)容器內(nèi)，再將所述高鹽高堿中低水平放射性廢液加入到容器內(nèi)，攪拌混合5 10分鐘，制得均勻的混合漿體，再將混合漿體置于放射性廢物固化桶內(nèi)，常溫下養(yǎng)護(hù)即制得高鹽高堿中低水平放射性廢液的水泥固化體。該水泥固化體經(jīng)養(yǎng)護(hù)后，得到的水泥固化體的各種性能符合GB14569. 1-1993 “低、中水平放射性廢物固化體性能要求一水泥固化體”的要求。
本發(fā)明的另一內(nèi)容中步驟b中所述混合漿體的流動(dòng)度較好的是在160 220_范圍內(nèi)。
本發(fā)明的另一內(nèi)容中步驟a中所述沸石是沸石的質(zhì)量百分比含量> 70%的絲光沸石或/和斜發(fā)沸石。
本發(fā)明的另一內(nèi)容中步驟a中所述高鹽高堿中低水平放射性廢液是總鹽濃度為100 400g/L，口!1值> 13，所含主要離子為 Na+、A102—、N03 —、C032 —、P043 —、S042 —、或 / 和OH—及核素9°Sr或/和137Cs的中、低水平放射性廢液。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有下列特點(diǎn)和有益效果
(I)本發(fā)明將高鹽高堿中、低水平放射性廢液作為堿性激發(fā)劑，使之與組成材料中的礦渣粉、粉煤灰發(fā)生水化反應(yīng)，形成具有膠凝能力的水化產(chǎn)物；這些水化產(chǎn)物對核素90Sr^137Cs的吸附能力更強(qiáng)，從而增加了固化體對核素的滯留能力；既充分利用堿激發(fā)膠凝材料的早強(qiáng)優(yōu)勢，同時(shí)，又利用低熱硅酸鹽水泥后期、長期強(qiáng)度高的優(yōu)勢，有利于保證固化體的穩(wěn)定性；
從本發(fā)明的組成和反應(yīng)原理上看，這是一個(gè)復(fù)合的水泥體系，具有膠凝能力組份有兩部分一部分是堿一礦渣一粉煤灰水泥，屬于堿激發(fā)膠凝材料的一種；另一部分是低熱硅酸鹽水泥。堿一礦渣一粉煤灰水泥通過廢液中的堿組分激發(fā)礦渣和粉煤灰中硅鋁酸鹽玻璃體，使玻璃體解體，生成具有膠凝能力的水化硅鋁酸鹽凝膠。這些水化硅鋁酸鹽凝膠的化學(xué)組成和硅酸鹽水泥的水化產(chǎn)物不同，其主要成分為Na20、Ca0、Al203、Si02、H20，而硅酸鹽水泥的主要水化產(chǎn)物是高鈣硅比的水化硅酸鈣凝膠，主要成分是Ca0、Si02、H20，平均鈣硅比約為1. 75。我們研究表明，水化硅鋁酸鹽凝膠對模擬核素鍶、銫具有比硅酸鹽水泥水化產(chǎn)物更強(qiáng)吸附能力，原因在于水化硅鋁酸鹽凝膠中的鋁取代了硅、鈉取代了鈣，產(chǎn)生剩余的負(fù)電荷，從而使水化硅鋁酸鹽凝膠吸附陽離子(如銫離子)的能力增強(qiáng)。這一點(diǎn)對難以固化的銫離子尤其重要。在力學(xué)性能方面，該水泥具有早強(qiáng)、快硬特性，耐久性好，但后期強(qiáng)度增進(jìn)率不大。如果將該水泥和娃酸鹽水泥復(fù)合，則由于娃酸鹽水泥熟料中C3S含量在50% 60%,C2S的含量一般為20% 25%，可見是以C3S為大多數(shù)。由于C3S早期水化速率快，早期強(qiáng)度發(fā)展快，后期強(qiáng)度的增進(jìn)率比C2S小，所以，堿一礦渣一粉煤灰一硅酸鹽水泥的復(fù)合水泥體系中維持后期強(qiáng)度增長的物質(zhì)少，甚至?xí)霈F(xiàn)后期或長期強(qiáng)度倒縮的現(xiàn)象；
低熱硅酸鹽水泥的礦物組成和硅酸鹽水泥不同。低熱硅酸鹽水泥中C2S的含量達(dá)到45% 60%，而C3S只有20% 30%。將堿一礦渣一粉煤灰水泥和低熱硅酸鹽水泥復(fù)合，既充分利用堿激發(fā)膠凝材料的早強(qiáng)優(yōu)勢，同時(shí)，又利用低熱硅酸鹽水泥后期、長期強(qiáng)度高的優(yōu)勢，有利于保證固化體的穩(wěn)定性；
(2)采用本發(fā)明，礦渣粉、粉煤灰、低熱硅酸鹽水泥的應(yīng)用，有利于降低固化料中硅酸鹽水泥的水化放熱量，從而降 低了固化體的中心溫度，減少固化體中微裂紋的產(chǎn)生；
(3)采用本發(fā)明，水玻璃的使用，既可做礦渣和粉煤灰的激發(fā)劑，又可以縮短凝結(jié)時(shí)間。水玻璃本身是堿性物質(zhì)，是礦渣和粉煤灰的激發(fā)劑，和堿組分的功效相似。高鹽高堿中、低水平放射性廢液的PH值、鹽含量、液固比等均會(huì)影響混合漿體的凝結(jié)性能。根據(jù)我們的研究工作，鹽份增多，凝結(jié)時(shí)間延長；液固比增加凝結(jié)時(shí)間延長。為了固化體能盡可能多的包容放射性廢物以及保證混合漿體的流動(dòng)性，通常液固比要達(dá)到O. 55 O. 75。這種混合漿體初凝時(shí)間通常要達(dá)到8小時(shí)以上，終凝時(shí)間有時(shí)會(huì)大于15小時(shí)。且凝結(jié)時(shí)間的延長，會(huì)增大混合漿體的泌水性，導(dǎo)致固化體上下不均勻。本發(fā)明采用水玻璃為促凝劑，且隨著水玻璃摻量的增加，凝結(jié)時(shí)間縮短，其原理水玻璃中的硅酸根離子是活性離子，具有很強(qiáng)化學(xué)反應(yīng)能力，它可以和堿組分中Na+、礦渣和粉煤灰中的玻璃體解體后的Ca2+、低熱硅酸鹽水泥水化產(chǎn)生的Ca(OH)2發(fā)生反應(yīng)，生成具有膠凝能力的水化產(chǎn)物，從而使凝結(jié)時(shí)間縮短。因此，可以通過根據(jù)高鹽高堿中、低水平放射性廢液PH值、鹽含量、液固比適量摻入水玻璃來調(diào)節(jié)凝結(jié)時(shí)間；
(4)采用本發(fā)明，纖維素醚的使用，可防止混合漿體產(chǎn)生泌水現(xiàn)象；
本發(fā)明固化體構(gòu)成了一個(gè)復(fù)合的水泥體系，兼顧了低熱硅酸鹽水泥和堿激發(fā)膠凝材料的優(yōu)點(diǎn)，且材料易得，工藝簡單；其實(shí)際使用效果主要體現(xiàn)在以下幾個(gè)方面(a)低熱硅酸鹽水泥的使用，使固化體力學(xué)性能更加穩(wěn)定；(b)固化體鍶、銫的浸出率較硅酸鹽水泥固化體低，優(yōu)于GB14569. 1-1993中規(guī)定的浸出率要求，且在同等條件下，鍶、銫的浸出率僅為硅酸鹽水泥固化體的1/5 ;(c)纖維素醚的使用，有效防止了混合漿體的泌水性，使固化體更加均勻；(d)水玻璃的使用，可以有效縮短混合漿體的凝結(jié)時(shí)間，并可以通過其摻量的多少，來控制凝結(jié)時(shí)間的長短；
本發(fā)明有利于形成符合GB14569. 1-1993要求的水泥固化體，為高鹽高堿中、低水平放射性廢液的水泥固化工程奠定了良好的基礎(chǔ)；
(5)本發(fā)明制備工藝簡單，無需添置專用設(shè)備，工序簡便，容易操作，實(shí)用性強(qiáng)。
具體實(shí)施方式
下面給出的實(shí)施例擬以對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不能理解為是對本發(fā)明保護(hù)范圍的限制，該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本發(fā)明的內(nèi)容對本發(fā)明作出的一些非本質(zhì)的改進(jìn)和調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
實(shí)施例1 :
一種高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體及其制備方法，包括
按42. 5等級低熱硅酸鹽水泥礦渣粉粉煤灰沸石凹凸棒石(坡縷石)=40wt. % : 20wt. % : 20wt. % :1Owt. % :1Owt. %的比例(wt. %即質(zhì)量百分比例,后同)稱量物料,混合制成固化料。以固化料為基準(zhǔn)，稱量0.1%纖維素醚、1.0% (以其中的Na2O計(jì))模數(shù)為2. 5 3. 5的水玻璃分別置于同一容器中。按含鹽量為20(^/1、 !1值> 14的中、低水平放射性廢液固化料(以下簡稱液固比)=O. 65的比例，計(jì)量出放射性廢液；取放射性廢液加入到上述盛有固化料、水玻璃、纖維素醚的容器內(nèi)，攪拌10分鐘，制得均勻的混合漿體；通過液固比控制混合漿體流動(dòng)度為175mm ;將制備的混合漿體置于放射性廢物固化桶內(nèi)，常溫下養(yǎng)護(hù)；混合漿體的初凝時(shí)間6小時(shí)50分鐘，終凝時(shí)間為10小時(shí)15分鐘。固化體28天的抗壓強(qiáng)度為20. 5MPa，42天Sr的浸出率為1. 4 X 10 —4 cm. d'Cs的浸出率為2. 4 X 10 一4cm. cf1，其余性能均滿足GB14569. 1-1993 “低、中水平放射性廢物固化體性能要求一水泥固化體”的要求。
實(shí)施例2:
一種高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體及其制備方法，包括
按42. 5等級低熱硅酸鹽水泥礦渣粉粉煤灰沸石凹凸棒石(坡縷石)=30wt. % 40wt. % 15wt. % IOwt. % 5wt. %比例稱量物料，混合制成固化料。以固化料為基準(zhǔn)，稱量2. 5%(以其中的Na2O計(jì))模數(shù)為2. 5 3. 5的水玻璃、O. 1%纖維素醚分別置于同一容器中。按含鹽量為30(^/1^!1值> 14的中、低水平放射性廢液固化料(以下簡稱液固比)=
0.65的比例，計(jì)量出放射性廢液；取放射性廢液加入到上述盛有固化料、水玻璃、纖維素醚的容器內(nèi)，攪拌10分鐘，制得均勻的混合漿體。通過液固比控制混合漿體流動(dòng)度為170mm ；將制備的混合漿體置于放射性廢物固化桶內(nèi)，常溫下養(yǎng)護(hù)?；旌蠞{體的初凝時(shí)間6小時(shí)15分鐘，終凝時(shí)間為8小時(shí)50分鐘；固化體28天的抗壓強(qiáng)度為18. 5MPa，42天Sr的浸出率為
1.8X10 —4 cm. cT、Cs 的浸出率為 2. 7X10 —4 cm. cf1，其余性能均滿足GB14569. 1-1993“低、中水平放射性廢物固化體性能要求一水泥固化體”的要求。
實(shí)施例3 [0045]一種高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體及其制備方法，包括
a、配料按質(zhì)量比例為高鹽高堿中低水平放射性廢液固化料=O. 75 I的比例取高鹽高堿中低水平放射性廢液和固化料，取模數(shù)為2. 5 3. 5、以水玻璃中的Na2O計(jì)的固化料質(zhì)量3%的水玻璃，取固化料質(zhì)量O. 5%的纖維素醚；
所述固化料的組分和質(zhì)量百分比例包括低熱硅酸鹽水泥40%、礦渣粉15%、粉煤灰30%、沸石5%、以及凹凸棒石10%，按所述質(zhì)量百分比例取各組分；
b、制備固化體將步驟a所述固化料各組分、水玻璃、纖維素醚置于(特定的)容器內(nèi)，再將所述高鹽高堿中低水平放射性廢液加入到容器內(nèi)，攪拌混合10分鐘，制得均勻的混合漿體，再將混合漿體置于放射性廢物固化桶內(nèi)，常溫下養(yǎng)護(hù)即制得高鹽高堿中低水平放射性廢液的水泥固化體；該水泥固化體經(jīng)養(yǎng)護(hù)后，得到的水泥固化體的各種性能即符合GB14569. 1-1993 “低、中水平放射性廢物固化體性能要求一水泥固化體”的要求。
實(shí)施例4
一種高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體及其制備方法，包括
a、配料按質(zhì)量比例為高鹽高堿中低水平放射性廢液固化料=O. 55 I的比例取高鹽高堿中低水平放射性廢液和固化料，取模數(shù)為2. 5 3. 5、以水玻璃中的Na2O計(jì)的固化料質(zhì)量1%的水玻璃，取固化料質(zhì)量O. 05%的纖維素醚；
所述固化料的組分和質(zhì)量百分比例包括低熱硅酸鹽水泥20%、礦渣粉50%、粉煤灰20%、沸石5%、以及凹凸棒石5%，按所述質(zhì)量百分比例取各組分；
b、制備固化體將步驟a所述固化料各組分、水玻璃、纖維素醚置于(特定的)容器內(nèi)，再將所述高鹽高堿中低水平放射性廢液加入到容器內(nèi)，攪拌混合5分鐘，制得均勻的混合漿體，再將混合漿體置于放射性廢物固化桶內(nèi)，常溫下養(yǎng)護(hù)即制得高鹽高堿中低水平放射性廢液的水泥固化體；該水泥固化體經(jīng)養(yǎng)護(hù)后，得到的水泥固化體的各種性能即符合GB14569. 1-1993 “低、中水平放射性廢物固化體性能要求一水泥固化體”的要求。
實(shí)施例5
一種高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體及其制備方法，包括
a、配料按質(zhì)量比例為高鹽高堿中低水平放射性廢液固化料=0.65 I的比例取高鹽高堿中低水平放射性廢液和固化料，取模數(shù)為2. 5 3. 5、以水玻璃中的Na2O計(jì)的固化料質(zhì)量2%的水玻璃，取固化料質(zhì)量O. 2%的纖維素醚；
所述固化料的組分和質(zhì)量百分比例包括低熱硅酸鹽水泥30%、礦渣粉30%、粉煤灰20%、沸石10%、以及凹凸棒石10%，按所述質(zhì)量百分比例取各組分；
b、制備固化體將步驟a所述固化料各組分、水玻璃、纖維素醚置于(特定的)容器內(nèi)，再將所述高鹽高堿中低水平放射性廢液加入到容器內(nèi)，攪拌混合8分鐘，制得均勻的混合漿體，再將混合漿體置于放射性廢物固化桶內(nèi)，常溫下養(yǎng)護(hù)即制得高鹽高堿中低水平放射性廢液的水泥固化體；該水泥固化體經(jīng)養(yǎng)護(hù)后，得到的水泥固化體的各種性能即符合GB14569. 1-1993 “低、中水平放射性廢物固化體性能要求一水泥固化體”的要求。
實(shí)施例6—12:
一種高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體及其制備方法，包括
a、配料按質(zhì)量比例為高鹽高堿中低水平放射性廢液固化料=0.55 O. 75 I的比例取高鹽高堿中低水平放射性廢液和固化料，取模數(shù)為2. 5 3. 5、以水玻璃中的Na2O計(jì)的固化料質(zhì)量I 3%的水玻璃，取固化料質(zhì)量O. 05 O. 5%的纖維素醚；(所述范圍內(nèi)任一點(diǎn)質(zhì)量比例均可)；
所述固化料的組分和質(zhì)量百分比例包括低熱硅酸鹽水泥20 40%、礦渣粉15 50%、粉煤灰15 30%、沸石5 15%、以及凹凸棒石(又名坡縷石或坡縷縞石)5 15%，按所述質(zhì)量百分比例取各組分；各實(shí)施例中固化料中各組分的具體質(zhì)量百分比例見下表
權(quán)利要求
1.一種高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體，其特征是由質(zhì)量比例為高鹽高堿中低水平放射性廢液固化料=0. 55 0. 75 I的高鹽高堿中低水平放射性廢液與固化料，模數(shù)為2. 5 3. 5、以水玻璃中的Na2O計(jì)、固化料質(zhì)量I 3%的水玻璃，以及固化料質(zhì)量0. 05 0. 5%的纖維素醚混合組成； 所述固化料的組分和質(zhì)量百分比例包括低熱硅酸鹽水泥20 40%、礦渣粉15 50%、粉煤灰15 30%、沸石5 15%、以及凹凸棒石5 15%。
2.按權(quán)利要求
1所述的高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體，其特征是所述沸石是沸石的質(zhì)量百分比含量> 70%的絲光沸石或/和斜發(fā)沸石。
3.按權(quán)利要求
1或2所述的高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體，其特征是所述高鹽高堿中低水平放射性廢液是總鹽濃度為100 400g/L，？11值> 13，所含主要離子為 Na+、AlO2 —、NO3 —、CO32 —、PO43 —、SO42 —、或 / 和 OH —及核素 9°Sr 或 / 和 137Cs 的中、低水平放射性廢液。
4.一種高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體的制備方法，其特征是包括以下步驟 a、配料按質(zhì)量比例為高鹽高堿中低水平放射性廢液固化料=0.55 0. 75 I的比例取高鹽高堿中低水平放射性廢液和固化料，取模數(shù)為2. 5 3. 5、以水玻璃中的Na2O計(jì)的固化料質(zhì)量I 3%的水玻璃，取固化料質(zhì)量0. 05 0. 5%的纖維素醚； 所述固化料的組分和質(zhì)量百分比例包括低熱硅酸鹽水泥20 40%、礦渣粉15 50%、粉煤灰15 30%、沸石5 15%、以及凹凸棒石5 15%，按所述質(zhì)量百分比例取各組分； b、制備固化體將步驟a所述固化料各組分、水玻璃、纖維素醚置于容器內(nèi)，再將所述高鹽高堿中低水平放射性廢液加入到容器內(nèi)，攪拌混合5 10分鐘，制得均勻的混合漿體，再將混合漿體置于放射性廢物固化桶內(nèi)，常溫下養(yǎng)護(hù)即制得高鹽高堿中低水平放射性廢液的水泥固化體。
5.按權(quán)利要求
4所述高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體的制備方法，其特征是步驟b中所述混合漿體的流動(dòng)度在160 220_范圍內(nèi)。
6.按權(quán)利要求
4或5所述高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體的制備方法，其特征是步驟a中所述沸石是沸石的質(zhì)量百分比含量> 70%的絲光沸石或/和斜發(fā)沸石。
7.按權(quán)利要求
4或5所述高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體的制備方法，其特征是步驟a中所述高鹽高堿中低水平放射性廢液是總鹽濃度為100 400g/L，pH值>.13，所含主要離子為 Na+、A102 —、N03 —、C032 —、P043 —、S042 —、或 / 和 0H—及核素 9°Sr 或 / 和137Cs的中、低水平放射性廢液。
專利摘要
本發(fā)明公開了一種高鹽高堿中低水平放射性廢液水泥固化體，由質(zhì)量比例為0.55～0.75∶1的高鹽高堿中低水平放射性廢液與固化料，模數(shù)為2.5～3.5、以水玻璃中的Na2O計(jì)、固化料質(zhì)量1～3%的水玻璃，以及固化料質(zhì)量0.05～0.5%的纖維素醚混合組成；固化料的組分和質(zhì)量百分比例為低熱硅酸鹽水泥20～40%、礦渣粉15～50%、粉煤灰15～30%、沸石5～15%、以及凹凸棒石5～15%；混合攪拌獲得的混合漿體，經(jīng)常溫養(yǎng)護(hù)后，得到各種性能符合要求的水泥固化體；本發(fā)明適用于總鹽濃度為100～400g/L，pH值＞13，含核素90Sr或/和137Cs的中低水平放射性廢液的固化處理。
文檔編號G21F9/06GKCN102169737 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 201010608152
公開日2013年4月10日 申請日期2010年12月28日
發(fā)明者李玉香, 易發(fā)成, 陳雅斕, 肖正學(xué), 袁燕秋 申請人:西南科技大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan專利引用 (6), 非專利引用 (3),