平板玻璃熔窑烟气中硫化物和氧化物的防治

论述了平板玻璃熔窑燃烧废气中SOx和NOx的生成机理、危害及其防治措施。     

热压烧结掺钕钛酸盐组合矿物固化体及其浸出性能

以天然锆英石(ZrSiO4),CaCO3,TiO2,Nd2O3,Al2O3,SiO2为原料,采用真空热压烧结技术制备掺钕钙钛锆石和榍石组合矿物固化体,借助X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、背散射(BSE)、电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)等分析手段,研究了组合矿物固化体的热压烧结温度、相结构及浸出性能等。结果表明:组合矿物固化体的较佳热压烧结温度为1130~1170℃,固化体的相对密度≥97.2%,主要物相为钙钛锆石(CaZrTi2O7)和榍石(CaTiSiO5)的组合矿物;固化体具有良好的化学稳定性,在90℃,pH值为5,7,9的水溶液中,Nd3+在42天的归一化浸出率分别为1.9×10-6,1.5×10-6,1.2×10-6g·m-2·d-1;pH值对固化体中Ca2+,Zr4+的浸出率没有明显的影响;在弱碱水溶液(pH=9)中,Ti 4+,Nd3+的浸出率较低,Si 4+,Al 3+的浸出率较高。     

Na_2O-CaO-Al_2O_3-SiO_2-H_2O系胶凝材料水化物对锶离子的吸附性研究

在35℃恒温水化反应90天条件下,制备了Na2O-CaO-Al2O3-SiO2-H2O系胶凝材料体系水化物,用X射线衍射法(XRD)对水化物进行了表征;用静态吸附法研究了该胶凝材料的化学组成,即(Ca+Na)-(Si+Al)摩尔比C(Ca+Na)/(Si+Al)、Al-Si摩尔比CAl/Si对Sr吸附性能的影响。结果表明,在实验条件下,制备的水化物主要是结晶程度差的C-S-H凝胶;当有Al存在时,生成少量的水化钙铝黄长石。当水化物中C(Ca+Na)/(Si+Al)=0.8时,吸附性能最佳;CAl/Si增大,吸附量增加。当C(Ca+Na)/(Si+Al)=0.8,CAl/Si=0.6时,水化物对Sr2+72h的吸附量可达0.0922mmol.g-1。     

模拟高盐、高碱中低放废液水泥固化体的浸出性能

针对高盐、高碱中低水平放射性废液的特性,研究了掺合料的种类、掺量对水泥固化体Sr^2＋,Cs^＋的浸出性能的影响。结果表明,矿渣和粉煤灰同时掺入,对降低Sr^2＋的浸出率较为明显;沸石、凹凸棒石的掺入,对降低Cs^＋的浸出率显著。当硅酸盐水泥：矿渣：粉煤灰：沸石：凹凸棒石=4：2：2：1：1时,42dCs^＋的累积浸出率仅为未含掺合料时的15．2％。浸出液的电导率表明,矿渣、粉煤灰、沸石、凹凸棒石的掺入对废液中的可溶性盐固化有利。用掺有矿渣、粉煤灰、沸石、凹凸棒石的硅酸盐水泥固化模拟高盐、高碱中低水平放射性废液时,固化体中Sr^2＋,Cs^＋的浸出率可以满足GB14569．1—2011的要求。     

Sr、Cs在碱矿渣-粘土复合水泥水化物粉体中的吸附行为

水泥的水化物对核索离子吸附性能将影响水泥固化体对核索离子固化性能。应用静态吸附法研究碱矿渣一粘土复合水泥（AASCM）水化物粉体对模拟放射性核素Sr、Cs的吸附性能及其影响因素，并和硅酸盐水泥（Pc）、铝酸盐水泥（AC）、矿渣硅酸盐水泥（PSC）、碱矿渣水泥（AASC）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Sr、Cs的吸附量增大，吸附比减小；温度升高，吸附平衡时间缩短，吸附量和吸附比下降。Cs在AASCM粉体中的吸附在一定的浓度范围内服从Freudlich吸附等温方程；AASCM水化物粉体与Sa^2＋的作用在母液浓度较大时存在吸附和沉淀双重机制，与Cs^＋的作用则主要是吸附机制；AASCM水化物粉体较PC、AC、PSC、AASC具有更强的吸附能力。     

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。     

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。     

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。     

CaO-Zr02-Ti02-A1203-B203-Si02玻璃陶瓷的制备及化学稳定性研究

玻璃陶瓷是固化处理中、高放废物和α废物较为理想的候选材料之一。研究了特定条件下制备的CaO-ZrO2-TiO2-A120,-B20,-SiOz体系玻璃陶瓷在水淬和空气中自然冷却的两种冷却制度对其结晶行为和显微结构的影响,用粉末浸泡实验方法测试了其化学稳定性。结果表明：自然冷却形成的玻璃陶瓷晶相主要是ZrSiO。和ZrTiOt;在25-70℃范围内,温度对玻璃陶瓷浸出率无明显影响,90℃下浸出率比25℃,40℃,70℃的浸出率高一个数量级;7d元素总的归一化浸出为1．87g／m^2。     

水泥固化体中Cs+浸出行为研究

研究了25、40、70、90℃下碱矿渣 黏土复合胶凝材料(AASCM)和普通硅酸盐水泥(OPC)固化体中Cs⁺的浸出行为,并对浸出机理进行了探讨。结果表明：在25、40、70、90℃下,AASCM固化体和OPC固化体浸出行为不同,OPC固化体中Cs⁺的累积浸出分数在4个温度下趋于同一数值,而AASCM固化体中Cs⁺的累积浸出分数则随温度升高而增大。AASCM固化体中Cs⁺的存在状态为溶解态、吸附态及固溶态并存,而OPC固化体中则主要为溶解态和固溶态。AASCM固化体中处于吸附态和固溶态的Cs⁺接近90%,处于溶解态的约为10%;而OPC固化体中处于固溶态的约为40%,处于溶解态的约为60%。