“碱-矿渣-粉煤灰-煅烧高岭土”水合陶瓷固化模拟中放α废液

以钕和铈作为放射性铀和钚的模拟核素,采用碱激发和水热法制备了模拟中放α废液"碱-矿渣-粉煤灰-煅烧高岭土"水合陶瓷固化体。研究了固化体的结构组成、力学性能、抗侵蚀性和化学稳定性。结果表明:固化体的主要晶相组成为方沸石和NaPl沸石;在水热条件下,固化体中掺入模拟中放α废液后有利于沸石晶相的形成。抗压强度测试表明,固化体中废物包容量达到40%左右时仍能满足水泥固化体抗压强度的要求。固化体经硫酸盐介质和地下水侵蚀28 d后,其抗压强度损失较少,外观没有裂纹和龟裂,说明固化体具有较好的的抗硫酸盐和地下水侵蚀性能。另外,静态浸出测试结果表明,Nd和Ce的浸出率在10~(-8)~10~(-6)cm/d范围,说明固化体具有优良的化学稳定性。     

石蜡/膨胀珍珠岩基相变储能砂浆调温性能的研究

研究了石蜡/膨胀珍珠岩基相变水泥砂浆板的力学性能及导热系数,测定了不同制备方式的石蜡/膨胀珍珠岩基相变水泥砂浆板对房屋模型室温的调控性能。结果表明:相对于普通水泥砂浆,石蜡/膨胀珍珠岩基相变水泥砂浆具有良好的调温性能,可以有效降低室内的温度波动和减小最大温度值,达到建筑节能的目的。插层法的调温性能优于混掺法,且相变材料掺量越大,调温效果越明显。     

水泥固化Cs、U(Ⅵ)的浸出模型研究

采用碱矿渣-粘土复合胶凝材料(AASCM)和普通硅酸盐水泥(OPC)固化模拟放射性泥浆,对固化体中Cs⁺、U(Ⅵ)的浸出性能进行了研究。根据Fick第二定律建立并优化了预测核素浸出行为的二维衰变浸出模型。通过MATLAB软件编程计算,以非恒定表观扩散系数的二维衰变模型对Cs⁺、U(Ⅵ)的浸出行为进行了预测。结果表明：AASCM固化Cs⁺、U(Ⅵ)的能力大于OPC,浸出28d后,AASCM中Cs⁺、U(Ⅵ)的累积浸出分数分别低于OPC的1/5和1/2;Cs⁺、U(Ⅵ)浸出的表观扩散系数呈衰减趋势,当考虑表观扩散系数衰减时,二维衰变浸出模型对OPC固化Cs⁺、U(Ⅵ)及AASCM固化U(Ⅵ)的浸出行为预测较好,但对离子交换吸附作用较强的AASCM固化体中Cs⁺浸出行为预测较差。     

偶氮胂Ⅲ分光光度法测定微量铀

在0.1 mol/L盐酸中,铀可与显色剂偶氮胂Ⅲ迅速反应生成蓝色络合物,据此建立了分光光度法测定微量铀的方法。通过试验确定最大吸收波长为652 nm,0.1 mol/L HCl 的加入量为500 μL, 500 mg/L偶氮胂Ⅲ的加入量为2.0 mL。结果显示,铀的质量浓度在0～4.0 mg/L范围内符合比尔定律,其线性方程为A=0.248 99 ρ-0.000 1, 相关系数R²=0.999 8,表观摩尔吸光系数(ε)为5.93×10⁴ L·mol^-1·cm^-1。对两个含铀废液按实验方法进行测定,相对标准偏差(RSD,n=5)为0.77%和0.51%;采用电感耦合等离子体质谱法(ICP-MS)进行对照试验,结果吻合较好。     

碱矿渣-黏土复合胶凝材料水化物粉体对铯离子的吸附

研究了碱矿渣-黏士复合胶凝材料（alkali-activated slag-clay composite cementitious material,AASCM）水化物粉体对模拟放射性核素Cs^＋的吸附性能及其影响因素。将AASCM水化物粉体的吸附性能和硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、矿渣硅酸盐水泥水化粉体的吸咐性能进行对比。结果表明：实验条件下．母液浓度提高．AASCM水化物粉体对Cs^＋的吸附量增大,吸附比减小。温度升高,吸附平衡时间缩短．Cs^＋吸附最和吸附比下降。pH值下降,Cs^＋吸附量下降。Cs^＋在AASCM粉体中的吸附在一定浓度范围内服从Freundlich吸附等温方程且为放热过程。AASCM水化物粉体较硅酸盐水泥、锦酸盐水泥和矿渣硅酸盐水泥具有更强吸附Cs^＋的能力。     

合成榍石的化学稳定性

以H2SiO3、CaCO3、TiO2为原料,通过固相法合成榍石,借助X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、原子吸收光谱(AAS)等分析手段,研究合成榍石的化学稳定性。结果表明,在pH为5~9的水溶液中,合成榍石具有良好的化学稳定性,温度和pH是影响1~21 d化学稳定性的重要因素;42 d Ca2+的浸出率比Ti4+的浸出率高2个数量级;在90℃、pH=7下,Ca2+和Ti4+的42 d归一化浸出率分别为3.33×10-3、1.33×10-5g.m-2.d-1;在25℃、pH=7下,Ca2+和Ti4+的42 d归一化浸出率分别为1.52×10-3、3.05×10-5g.m-2.d-1;在25℃、pH=3下,Ca2+的42 d归一化浸出率达到7.71×10-2g.m-2.d-1。     

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。     

硅酸盐水泥基材中钙硅比对铀(Ⅵ) 滞留性能的影响

以氧化钙、硅灰为原料，在80℃水热条件下，能合成不同钙硅比的水化硅酸钙(CSH)，用X射线粉晶衍射(XRD)鉴定表明产物都为凝胶相。对含铀的不同钙硅比的CSH凝胶，用1％的盐酸溶液浸出，结果表明：低钙硅比的CSH凝胶对铀有更好的滞留性能。在25℃条件下，含铀普通硅酸盐水泥和碱矿渣水泥固化体102天的浸出结果表明：碱矿渣水泥固化体中铀的累积浸出分数和扩散系数分别比普通硅酸盐水泥固化体中低17．6％和40．6％，这与碱矿渣水泥中钙硅比低有关。     

新型放射性废物固化胶凝材料的研究

研究了新型放射性废物固化胶凝材料－富铝碱矿渣粘土矿物的胶凝材料（ＲＡＡＡＳＣＭ）的组成及其浆体的某些性能。结果表明,热活化高岭土、新疆沸石、改性凹凸棒粘土是富铝碱矿渣粘土矿物胶凝材料较好的组成材料。该胶凝材料浆体具有高强、较低孔隙率、较少的有害孔、抗硫酸盐侵蚀和耐辐照性能好的特点。以此材料为基材的模拟放射性废物固化体Ｓｒ＾２＋、Ｃｓ＾＋的浸出率较低。