高放废液碱矿渣水泥固化体研究

介绍了用碱矿渣水泥固化高放废液新工艺。该工艺以碱矿渣水泥为基体,掺加适量沸石和硅灰,无需加温加压,利用静态爆破剂水化时产生的膨胀压,在限容下使水泥基体致密。其抗压强度、耐热性和浸出率等性能均优于其它水泥。当废物氧化物包容量为25％时,固化体抗压强度可达65～100MPa,孔隙率可小于10％,Cs和Sr的浸出率可分别达到10~(-5)g·cm~(-2)·d~(-1)与10~(-7)g·cm~(-2)·d~(-1)水平。高放废液碱矿渣水泥固化体与玻璃固化体性能相当;而固化工艺比玻璃法简单。此外,还探讨了固化机理,核素离子在碱矿渣水泥固化体中的形态。     

碱矿渣水泥固化模拟高放废液提高Cs+抗浸出性能的研究

研究了模拟高放废液加入NiSO4和K4[Fe(CN)6]预处理经碱矿渣水泥固化后Cs+的抗浸出性能.实验结果表明,NiSO4与K4[Fe(CN)6]反应生成的亚铁氰化钾镍在很宽的酸度、温度范围内对铯的离子交换是个较快的过程,且选择性高、稳定性好;经预处理的废液碱矿渣水泥固化体的抗Cs+浸出性能得到明显提高采用GB 7023-86方法,在25 ℃,第42 d,Cs+浸出率为未经预处理的固化体的3.24%,达到10-6 cm*d-1;采用MCC-1方法,90 ℃,第28 d,Cs+浸出率为未经预处理的4.85%,达到10-4 g*cm-2*d-1.     

碱矿渣复合水泥固化模拟放射性焚烧灰

用偏高岭土、沸石及聚合物乳胶粉改性的碱矿渣复合水泥进行了模拟放射性焚烧灰固化处置研究。结果表明:模拟放射性焚烧灰包容量为40%时,水泥固化体性能满足国标GB14569.1—93要求。Cs+的第42d浸出率(GB7023—86,25℃)最低为1.32×10-4cm/d,累积浸出分数仅为0.041cm。28d抗压强度最低为45.6MPa,且后期强度增长依然较高。碱矿渣复合水泥凝结迅速,克服了焚烧灰中某些成分对水化造成的不利影响。偏高岭土、沸石之间存在协同效应,显著提高固化体的抗压强度,同时改善对核素离子的固化能力。乳胶粉在固化体内形成三维网状结构,改善固化体韧性及抗冲击性,引入的微小气泡优化孔结构、提高耐久性,但导致抗压强度下降,掺量以5%为宜。     

焚烧灰造粒水泥玻璃固化体抗浸出性能研究

对焚烧灰造粒水泥玻璃固化体的抗浸出性能进行了研究,研究内容包括焚烧灰造粒水泥玻璃固化体的抗浸出性能和水泥玻璃净浆固化体的抗浸出性能。结果表明,在焚烧灰造粒水泥玻璃固化的基础配方(硬化剂,30%;水玻璃,66%;水泥,3%;外加剂,1%)上制备的焚烧灰造粒水泥玻璃固化体和净浆固化体的抗浸出性能好于水泥固化体的国家标准规定的要求,对于核素85Sr和134Cs,第42天的浸出率均≤1.5×10-4cm/d,累积浸出分数均小于6.23×10-2cm。     

硅酸盐水泥固化模拟放射性废离子交换树脂的初步研究

以沸石、硅灰和聚乙烯醇(PVA)纤维作为添加剂,使用传统硅酸盐水泥固化含Cs废离子交换树脂,并评估了固化体的抗压强度、抗冲击性能及抗浸出性能等指标。结果显示:固化体28d抗压强度为11.34 MPa,抗冲击性能良好;42d浸出率和累积浸出分数分别为2.35×10~(-4) cm/d和3.66×10~(-2) cm;固化体在浸泡、冻融及γ辐照后均能保持较好的性能,固化体各项指标均符合国标要求。研究发现,PVA纤维能有效增强固化体的抗冲击性能,并且在受到高剂量γ辐照后PVA纤维仍能有效增强固化体抗冲击性能;γ辐照后,固化体抗浸出性能变差,而添加沸石和硅灰则能有效增强固化体的抗浸出性能。     

放射性化学沉淀泥浆水泥固化研究

本文探讨了用水泥同化放射性化学沉淀泥浆的可行性,研究了同化工艺配方和固化物的浸出性能。固化试验结果表明,固化体中添加20%斜发沸石可提高固化体的抗压强度,降低固化体中~(137)Cs 的浸出牢;固化体上表面复盖3mm 厚的沥青浸泡1066d,铯累积浸出分数仅6.87×10~(-2)cm;固化体外表面包复薄层沥青后,铯累积浸出分致更低,仅9.12×10~(-5)cm。     

磷酸镁水泥固化体中Sr~(2+)、Cs~+浸出性能及迁移模型研究

采用磷酸镁水泥(Magnesium phosphate cement,MPC)对核素Sr2+、Cs+进行固化,对固化体中Sr2+、Cs+的浸出性能进行了研究,并根据Fick第二定律建立了适用于磷酸镁体系的Sr2+、Cs+迁移模型,对核素Sr2+、Cs+在磷酸镁水泥固化体中的迁移进行预测。结果表明,磷酸镁水泥可以有效固化Sr和Cs,使核素Sr2+、Cs+在磷酸镁水泥固化体中浸出率较低;建立的一维衰变浸出模型可以有效地预测核素Sr2+、Cs+在磷酸镁水泥固化体中的迁移规律。     

大体积浇注水泥固化有机废液的配方研究

本文报道了用于大体积浇注水泥固化后处理厂有机废液(30%TBP+70%OK)的基础配方的研究方法和结果。在乳化-固化工艺中以醚类表面活性剂 OUPE 为乳化剂,市售水泥外加剂 DH_(4A)为缓凝剂;在吸附-乳化-固化工艺中除上述试剂外又加入 DX-SL 或 ZX-SL 活性炭作为吸附剂。试验结果表明,二种不同固化工艺所得固化体中有机废液包容量分别为其总重量的15%和18%,固化体抗压强度均大于5MPa;第二种固化工艺所得固化体的核素浸出率低于第一种,后者在第42天的浸出率分别为:~(137)Cs,3.5×10~(-4)cm/d;~(90)Sr,3.2×10~(-4)cm/d;~(239)Pu,1.3×10~(-6)cm/d。     

地质水泥固化体中Sr(Ⅱ)、Cs(Ⅰ)、U(Ⅵ)的长期浸出行为研究

以深圳航天科技创新研究院研制的地质水泥为固化基材,通过考察Sr(Ⅱ)、Cs(Ⅰ)、U(Ⅵ)在地质水泥固化体中2.5 a内的浸出率R_n、累积浸出分数P_t以及物相、显微结构等参量的变化,研究了模拟核素的浸出规律和机理,并构建了其长期浸出模型。在整个浸出周期内,浸出试验始终在碱性环境中进行,这对地质水泥吸附核素有利;浸出液的电导率在核素浓度达到平衡后仍在缓慢变化,说明除核素外,水泥固化体中的其余离子也参与了溶浸,这也从XRD的测试结果得到了证实;第42 d时Sr(Ⅱ)、Cs(Ⅰ)、U(Ⅵ)的R_n和P_t值均低于国家限定标准,表明地质水泥对这3种核素均具有较好的固化能力,其中对U(Ⅵ)和Sr(Ⅱ)的滞留远高于Cs(Ⅰ);一维衰变浸出模型能很好地预测地质水泥固化体中Sr(Ⅱ)、Cs(Ⅰ)、U(Ⅵ)长达2.5 a的浸出行为。     

泡沫去污废液水泥固化研究

报道了泡沫去污废液的水泥固化基础配方实验及其固化体性能研究的结果。通过水泥固化配方筛选试验 ,推荐固化体水灰比为 0 .3。其固化体物理性能和核素浸出性能分别为 :抗压强度 ,2 4 MPa;1 3 4 Cs、60 Co、2 3 8Pu在第 4 2 d的浸出率分别为 9.98× 1 0 - 4、4 .36× 1 0 - 6、1 .4 1× 1 0 - 7cm/ d。