一種高鹽高堿中低放廢液水泥固化配方的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于放射性廢液固化處理領(lǐng)域，具體涉及一種高鹽高堿中低放廢液水泥固 化配方。
【背景技術(shù)】
[0002] 目前國(guó)內(nèi)外針對(duì)中低放廢液固化方式，多采用水泥固化、瀝青固化、塑料固化、玻 璃固化、人造巖石固化、改進(jìn)型水泥固化、陶瓷固化、造粒固化等不同的處理工藝。水泥固化 是處理中低放廢液的常用技術(shù)，具有固化體性能穩(wěn)定、工藝操作簡(jiǎn)單、成本低廉等優(yōu)勢(shì)，被 廣泛用于中低放廢液、蒸殘液、泥漿、廢樹(shù)脂、焚燒灰等的固化處理。水泥固化原理是以水泥 作為主要的無(wú)機(jī)凝膠固化基材，還可摻入粉煤灰、凹凸棒石、礦粉、沸石等改變水泥固化體 性能及對(duì)核素吸附性能的添加劑，將這些材料按比例與廢物混合后，再加入一定量的水或 料液，所形成的灰漿經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，形成水泥固化體。
[0003] 乏燃料后處理廠產(chǎn)生的中放廢液包括后處理熱鈾元件溶殼產(chǎn)生的大量偏鋁酸鈉 廢液、中放工藝廢水、解吸去污液的蒸殘液；低放廢水蒸發(fā)液為低放廢水蒸發(fā)產(chǎn)生，低放廢 水包括核設(shè)施生產(chǎn)期間、維護(hù)運(yùn)行期間以及相關(guān)退役活動(dòng)中產(chǎn)生的大量低放廢水；中放α 泥漿為中放廢液罐底還殘留物組成。中低放廢液中放射性β核素以9°Sr、137Cs等為主，α 核素239+24°Pu、241Am等為主。本發(fā)明固化配方針對(duì)的中低放廢物源項(xiàng)十分特殊和復(fù)雜，同時(shí) 按照國(guó)家對(duì)中低放廢物處置管理要求，水泥固化體的多項(xiàng)指標(biāo)必須符合近地表處置的相關(guān) 標(biāo)準(zhǔn)要求。
[0004] 目前高鹽、高堿中低放廢液水泥固化配方的技術(shù)，國(guó)內(nèi)多停留在固化機(jī)理研宄， 實(shí)驗(yàn)室規(guī)模固化添加劑的篩選，實(shí)驗(yàn)室規(guī)模模擬料液固化研宄工作和實(shí)驗(yàn)室規(guī)模攙入非α 泥漿固化研宄。對(duì)于固化配方開(kāi)展真實(shí)放射性廢液的固化和開(kāi)展過(guò)工程規(guī)模驗(yàn)證及連續(xù)運(yùn) 行的較少，由于固化配方在模擬廢液和真實(shí)放射性廢液固化過(guò)程存在一定的差異性，實(shí)驗(yàn) 室規(guī)模試驗(yàn)和工程規(guī)模試驗(yàn)存在較大差異。高鹽高堿中低放廢液在固化時(shí)，廢液中含有大 量的鹽分存在，固化體表面易發(fā)生鹽析現(xiàn)象。
[0005] 現(xiàn)在技術(shù)中針對(duì)高鹽高堿中低放廢液（含α泥漿）水泥固化配方存在以下問(wèn)題： (1)固化配方的研宄多開(kāi)展針對(duì)模擬放射性廢液，利用模擬核素進(jìn)行研宄，開(kāi)展過(guò)真實(shí)放 射性廢液固化的配方較少；（2)多停留在實(shí)驗(yàn)室規(guī)模冷熱驗(yàn)證工作，開(kāi)展工程應(yīng)用的較少； (3)應(yīng)用于熱試驗(yàn)和工程規(guī)模的，針對(duì)低放廢液、中放廢液、α泥漿同時(shí)固化的水泥固化配 方，目前尚無(wú)報(bào)道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明的目的是解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，提供一種特別適用于鹽分在 200?300g/L，pH = 11?13. 5,主要化學(xué)成分以硝酸鈉為主，放射性核素9°Sr、137Cs、6°Co、 Σ U、239+24°Pu的低放蒸殘液和中放廢液的高鹽高堿中低放廢液水泥固化配方。
[0007] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為，一種高鹽高堿中低放廢液水泥固化配 方，應(yīng)用于含鹽量為200?300g/l、其中硝酸鈉占80%的中低放廢液，其組成為：泥漿體積 百分比為0?5% ;除泥漿以外，水泥、粉煤灰、礦粉、凹凸棒石四組分占質(zhì)量百分比分別為 50 ?100%、0 ?22. 5%、0 ?22. 5%和 0 ?5% ;液灰比為 0· 55 ?0· 65。
[0008] 所述水泥為普通硅酸鹽水泥型號(hào)為P. 042. 5R，比表面積水300m2/kg，粒度要求 為80 ym余量篩< 10% ;粉煤灰密度為2. 37g/cm3,勃氏比表面積水300m2/kg，粒度要求為 80 μ m余量篩< 12% ;礦粉主要含有鋁硅酸鹽玻璃體，礦粉密度為2. 83g/cm3,勃氏比表面 積：永350m2/kg ;凹凸棒石：含量彡60%，密度2. 12g/cm3,勃氏比表面積：永250m2/kg。
[0009] 優(yōu)選組分為：水泥占100%，液灰比為0. 55。
[0010] 優(yōu)選組分為：水泥、礦粉、凹凸棒石占質(zhì)量百分比分別為50%、45%、和5%，液灰 比為0. 55。
[0011] 優(yōu)選組分為：泥衆(zhòng)體積百分比為5% ;其余組分為水泥，液灰比為0. 60。
[0012] 優(yōu)選組分為：泥漿體積百分比為5% ;水泥、礦粉、凹凸棒石占質(zhì)量百分比分別為 50%、45%和5%，液灰比為0.60。
[0013] 優(yōu)選組分為：泥漿體積百分比為10%;水泥、粉煤灰、礦粉、凹凸棒石占質(zhì)量百分比 分別為50%、22· 5%、22· 5%和5%，液灰比為0· 55。
[0014] 本申請(qǐng)已在申請(qǐng)人水泥固化工程固化線的調(diào)試和連續(xù)運(yùn)行中得到驗(yàn)證，以本專(zhuān) 利配方制備的固化體性能，不但滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)《GB14569. 1-2011》、《GB/T7023-2011》和《GBT 1346-2011》的要求；并可推動(dòng)高鹽高堿中低放廢液（含α泥漿）水泥固化的開(kāi)展，加快基 礎(chǔ)應(yīng)用型科研到工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)型。
【具體實(shí)施方式】
[0015] 下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步描述。
[0016] 制備例
[0017] 本實(shí)施例以普通硅酸鹽水泥Ρ. 042. 5R作為主要的無(wú)機(jī)凝膠固化基材，還可摻入 粉煤灰、凹凸棒石、礦粉等改變水泥對(duì)核素吸附性能的添加劑，將這些材料按比例與廢物混 合后，所形成的灰漿經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的養(yǎng)護(hù)，形成水泥固化體。具體配比見(jiàn)下表：
[0018]
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高鹽高堿中低放廢液水泥固化配方，其特征在于泥漿體積百分比為0?5% ; 除泥漿以外，水泥、粉煤灰、礦粉、凹凸棒石四組分占質(zhì)量百分比分別為50?100%、0? 22. 5%、0 ?22. 5%和 0 ?5% ;液灰比為 0? 55 ?0? 65。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種高鹽高堿中低放廢液水泥固化配方，其特征在于水泥為普 通硅酸鹽水泥型號(hào)為P. 042. 5R，比表面積水300m2/kg，粒度要求為80 y m余量篩< 10 % ;粉 煤灰密度為2. 37g/cm3,勃氏比表面積水300m2/kg，粒度要求為80 ym余量篩< 12% ;礦粉 主要含有鋁硅酸鹽玻璃體，礦粉密度為2. 83g/cm3,勃氏比表面積：水350m2/kg ;凹凸棒石： 含量彡60%，密度2. 12g/cm3,勃氏比表面積：永250m2/kg。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種高鹽高堿中低放廢液水泥固化配方，其特征在于水泥占 100 %，液灰比為0. 55。
4. 如權(quán)利要求2所述的一種高鹽高堿中低放廢液水泥固化配方，其特征在于水泥、礦 粉、凹凸棒石占質(zhì)量百分比分別為50 %、45 %、和5 %，液灰比為0. 55。
5. 如權(quán)利要求2所述的一種高鹽高堿中低放廢液水泥固化配方，其特征在于泥漿體積 百分比為5%，其余組分為水泥，液灰比為0. 60。
6. 如權(quán)利要求2所述的一種高鹽高堿中低放廢液水泥固化配方，其特征在于泥漿體積 百分比為5 %;水泥、礦粉、凹凸棒石占質(zhì)量百分比分別為50 %、45 %和5 %，液灰比為0. 60。
7. 如權(quán)利要求2所述的一種高鹽高堿中低放廢液水泥固化配方，其特征在于泥漿體積 百分比為10% ;水泥、粉煤灰、礦粉、凹凸棒石占質(zhì)量百分比分別為50%、22. 5%、22. 5%和 5%，液灰比為0. 55。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種應(yīng)用于含鹽量為200～300g/l、其中硝酸鈉占80％中低放廢液的高鹽高堿中低放廢液水泥固化配方，其中硝酸鈉占80％的中低放廢液，其組成為：泥漿體積百分比為0～5％；除泥漿以外，水泥、粉煤灰、礦粉、凹凸棒石四組分占質(zhì)量百分比分別為50～100％、0～22.5％、0～22.5％和0～5％；液灰比為0.55～0.65。本申請(qǐng)已在申請(qǐng)人水泥固化工程固化線的調(diào)試和連續(xù)運(yùn)行中得到驗(yàn)證，以本發(fā)明配方制備的固化體性能，不但滿(mǎn)足國(guó)標(biāo)要求；并可推動(dòng)高鹽高堿中低放廢液(含α泥漿)水泥固化的開(kāi)展，加快基礎(chǔ)應(yīng)用型科研到工程應(yīng)用的轉(zhuǎn)型。
【IPC分類(lèi)】C04B28-00, C04B28-04
【公開(kāi)號(hào)】CN104529281
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201410765615
【發(fā)明人】徐立國(guó), 張東梅, 耿磊, 李鴻展, 趙玲君, 焦興乾, 馬文革, 楊應(yīng)光, 孟維強(qiáng), 崔艷敏
【申請(qǐng)人】中核四川環(huán)保工程有限責(zé)任公司
【公開(kāi)日】2015年4月22日
【申請(qǐng)日】2014年12月12日