压水堆核电站放射性废液的水泥固化研究

本文讨论了用水泥胶结剂固化压水堆含硼废液和酸碱去污液的适用性。碱性废液的固化不存在特殊困难。加氢氧化钠或偏铝酸钠进行中和及促凝可改善含硼废液和酸性去污液与水泥的化学兼容性,缩短浆体的凝固时间。添加30%斜发沸石可增加水泥固化体的机械强度、降低浸出率和减小固化体体积。     

放射性废物水泥固化体浸出试验的比对

本文总结了1983年6月至7月进行的放射性废物水泥固化体浸出试验的比对工作。这次比对有6个单位7个实验室参加,比对试验条件基本上按照“放射性废物固化体长期浸出试验”(标准讨论稿)中的规定。比对结果表明,各实验室第42天宋总β累积浸出分数的平均值之间的最大偏差为±20%,同时也表明“标准讨论稿”基本上是可行的。     

低放废水蒸残液的水泥固化

本文报道了低放废水蒸残液的水泥固化基础配方及其固化体性能的研究结果。结果表明，水泥浆的流动度、初凝时间均随水灰比、盐灰比的增大而增大，抗压强度则随其增大而降低。推荐的两个固化配方流动度达０．２０ｍ以上，固化体抗压强度大于９ＭＰａ，４２ｄ时总β和（１３７）￣Ｃｓ累积浸出分数在无添加剂时分别为（１．９—２．４）×１０￣（－１）和（１，５—２．４）×１０￣（－１）ｃｍ；添加１５％（ｗｔ）斜发沸石（剂灰比＝０．１５）时分别为７．２×１０￣（－３）和１．０×１０￣（－２）ｃｍ。     

放射性废物水泥固化样品核素浸出率测量分析

以放射性废树脂、残渣和蒸残液的水泥固化热配方试验为依据,运用HPGe-γ谱仪、低本底α、β测量仪对废物固化样品的放射性核素浸出率进行测量,分析不同源项的水泥固化体核素浸出率结果,验证相应水泥固化样品配方的准确性及可靠性。结果表明,残渣、蒸残液和废树脂的不同水泥固化样品中60Co、137Cs和总β的浸出率均在浸泡前期急剧下降;随着浸泡时间的延长,浸出率变化趋于稳定;浸出率满足GB14569.1-93的要求。     

放射性废离子交换树脂水泥固化的强度和配方研究

放射性废离子交换树脂是核电站排出的主要放射性废物之一,国际上大多采用固化处理。离子交换树脂的吸水溶胀性和化学活性,给所有固化技术都带来一个普遍的问题,即树脂固化物容易碎裂。因此我们着重就离子交换树脂-水泥固化物的强度、配方和碎裂机理等方面进行了一些初步的研究工作。     

碱矿渣-粘土复合水泥固化模拟放射性泥浆的可行性研究

实验研究了碱矿渣粘土复合水泥(AASCM)固化模拟放射性泥浆的可行性。结果表明:模拟泥浆掺量、水胶比对AASCM与模拟泥浆拌合物的流动度以及温度对拌合物的凝结时间影响较大,实验用阴离子的种类对凝结时间影响较小。该水泥应用于固化工程时,宜在低于20℃的条件下施工。当胶砂比为1∶1、水胶比为0.45、模拟泥浆掺量为20%时,拌合物的流动度能满足施工要求,固化体的抗压强度满足GB14569.1—93要求,其固化体的浸出率较普通硅酸盐水泥的低。硅灰能够改善AASCM与模拟泥浆拌合物的和易性及降低其固化体的浸出率。     

模拟放射性含硼废液的水泥固化研究

为了比较硫铝酸盐水泥和普通硅酸盐水泥含硼废液的固化,为配方优化提供依据,研究采用两种配方对模拟放射性含硼废液进行水泥固化。测定了固化体28d抗压强度、抗浸泡性、抗冻融性和耐γ辐照试验后的强度损失,进行了模拟核素浸出试验,并对固化体水化产物进行XRD分析。结果表明,两种配方可有效固化模拟含硼废液,固化体28d抗压强度、各项试验强度损失和模拟核素浸出率均满足GB14569.1—93的要求,试验所用的硫铝酸盐水泥配方对Cs＋的滞留能力优于普通硅酸盐水泥配方,固化体中的硼以B(OH)4－形式固溶在钙矾石中。     

模拟放射性含氟废液水泥固化配方的研究

本文以沸石、硅灰、石英砂为添加剂,按照质量比m（沸石）∶m(硅灰)∶m（石英砂）∶m（水泥）=1∶1∶3∶10配方对模拟放射性含氟废液进行水泥固化。由配方得到的水泥浆流动度和初、终凝时间满足桶内固化要求。测定了水泥固化体28 d的抗压强度、抗浸泡性和抗冻融性实验后的强度损失,进行了抗冲击性能测试和模拟核素浸出实验。结果表明,该配方可有效地固化模拟放射性含氟废液,固化体28 d抗压强度、各项实验强度损失和模拟核素浸出率均满足GB 14569.1-2011的要求。水泥固化体的F^-浸出率很低,XRD显示F^-以CaF₂形式存在。废液中F^-质量分数控制在1%较为合适,此时水泥固化体终凝时间为14 h,F^-的42 d浸出率为2.54×10^-3 cm/d。     

放射性废物固化体抗浸出性快速测定方法探讨

固化体的抗浸出性是放射性废物安全管理的一重要参数。目前，国内采用国标GB7023—86中的标准浸出试验方法测试固化体的抗浸出性，试验周期长。并且，国标GB14569.1—93仅对核素第42d的浸出率作了规定。这一规定不能很好反映不同固化基材、不同配方固化体间抗浸出性的差异。美国国家标准ANSI/ANS-16.1—2003采用快速浸出试验方法，并用浸出因子来表征核素的抗浸出性。本工作参照美国标准对试验结果的处理方法，对以往获得的真实或模拟放射性废物水泥固化体的浸出试验数据进行重新计算。计算结果表明，当核素累积浸出百分数小于20%时，核素的浸出率与浸出因子间存在一定的换算关系。据此，可考虑建立快速浸出试验方法和新的试验结果表述式，以较全面地判定放射性废物固化体的抗浸出性能。     

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。     

锆英石陶瓷固化模拟放射性废物泥浆的初步研究

采用天然锆英石为固化基材,对模拟放射性废物泥浆的陶瓷固化进行了探索研究.借助失重-差示扫描量热法(TG-DSC)、X射线衍射法(XRD)等分析手段,研究了工艺因素对固化体结构性能的影响.实验结果表明:对于主要成分为Fe(OH)3胶体、钾、钠的硫酸盐和高锰酸盐的模拟废物,当废物掺量为10%、30%、50%时,在本工艺条件下,固化样品开始烧结温度分别为1140 ℃、1100 ℃、1100 ℃.ZrSiO4在1170 ℃开始分解,生成ZrO2晶体,在1240 ℃左右完全分解.烧结温度影响烧结体中主要物相.当烧结温度较低(＜1170 ℃)时,烧结体主要物相是锆英石(ZrSiO4)、Fe2O3和玻璃相;当烧结温度达到1240 ℃时,主要物相为ZrO2晶体、玻璃相和Fe2O3.由于废物的主要成分硫酸盐及Fe(OH)3在1100 ℃以上分解,对固化体的致密烧结产生了不利的影响,烧结体出现膨胀起泡现象,致密度较差,说明本工艺尚需进一步改善.     

放射性废离子交换树脂的特种水泥固化技术进展

本文介绍了废树脂特种水泥固化技术的最新研究进展和存在的问题。主要从废树脂特种水泥固化的技术特点、微观结构和水化热等方面进行介绍,并对废树脂特种水泥固化技术实际应用中需要解决的问题和研究方向进行了探讨。     

含氚废水水泥固化实验研究

研究用水泥固化处理氚废水,并选择了最佳配方:水与灰的重量比=0.45～0.5,水泥与石膏重量比=5∶1。用IAEA推荐的方法做浸出实验。为了减少水泥固化体中氚的浸出量,实验了几种涂层材料。沥青涂层可将固化体氚的浸出率降低1～2个量级。     

特种水泥固化放射性废离子交换树脂的初步研究

本文采用一种新型的 ASC特种水泥 ,研究了放射性废离子交换树脂的水泥固化技术。实验得到的最佳配方为 10 0 0 g水泥 + 5 0 0 g树脂 + 35 0～ 4 0 0 m L水 ,据此配方获得的固化体包容量为 4 2 %～4 8% ,其 2 8d抗压强度为 2 0± 2 MPa。第 4 2 d13 7Cs、90 Sr和60 Co的浸出率分别为 :7.92× 10 -5、5 .7× 10 -6和 1.19× 10 -8cm/ d。结果表明 ,该种水泥固化体的抗压强度、包容量及浸出率均明显优于普通水泥     

焚烧灰造粒水泥玻璃固化配方研究

本文报道了针对中低水平放射性焚烧灰处理的水泥玻璃固化配方研究结果。以一种自制磷酸盐材料作为硬化剂,以水玻璃为固化基质进行了固化剂配方研究,并进行了固化体的性能测定。研究结果表明,当水泥玻璃固化剂的配方为:硬化剂,30±3%(wt);水玻璃,66%(wt);水泥,3±0.3%(wt);外加剂,1%(wt)时,所制得水泥玻璃固化体均匀密实,密度在1.8~2.5 g/cm3间,28 d的抗压强度≥10 MPa;对85Sr和134Cs,第42天的浸出率均≤1.5×10-4cm/d。焚烧灰经过造粒水泥玻璃固化后,固化体的减容系数(焚烧灰造粒固化后固化体的体积与焚烧灰的体积比)为0.56,减容效果好,性能优于水泥固化体。     

富铝碱矿渣粘土矿物复合胶凝材料基模拟放射性泥浆固化体的性能研究

研究了富铝碱矿渣粘土矿物复合胶凝材料(RAAASCM)基模拟放射性泥浆固化体的机械强度、干缩性及抗浸出性能。结果表明:模拟泥浆掺量、胶砂比对固化体的抗压强度、抗冲击性影响较大,尤其是模拟泥浆的影响更为明显。当胶砂比为1∶1 ,水灰比为0 .45 ,模拟泥浆掺量为2 0 %时,固化体抗压强度及抗冲击性均满足GB 1 45 69.1 93要求。干缩主要发生在自固化体置于相对湿度为60 %±5 %的环境养护的2 0d内。模拟泥浆的掺入对富铝碱矿渣粘土矿物复合胶凝材料基固化体干缩性的影响较之普通硅酸盐水泥基固化体小。当胶砂比为1∶1 ,模拟泥浆掺量1 0 %～2 0 %时,两种基材固化体的干缩率相近。富铝碱矿渣粘土矿物复合胶凝材料基固化体的抗浸出性较普通硅酸盐水泥基固化体优越。固化体对Sr2 +的束缚比对Cs+的束缚牢固。     

压水堆核电站产生的硼酸废液和浓缩废液的水泥固化研究

本文介绍了压水堆核电站产生的硼酸废液和浓缩废液水泥固化的实验室研究结果，硼酸废液在水泥中有良好的分散性和缓凝作用，水泥浆的泌水和终凝时间太长限制了水泥固化体中废液的包容量。