專利名稱:一種硅酸鹽水泥固化放射性含硼蒸殘液的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于放射性廢物處理技術(shù)領(lǐng)域：
，具體涉及一種硅酸鹽水泥固化放射性含硼蒸殘液的方法。
背景技術(shù)：
在壓水堆核電站運行的過程中一回路需要添加硼酸來控制反應(yīng)速率，而且當(dāng)換料或檢修時也會向堆芯加入大量硼酸溶液來保證安全性。當(dāng)不再需要時用去離子水將硼溶液充排出去，而產(chǎn)生了放射性含硼廢液。這些含硼廢液在固化之前常常先經(jīng)濃縮，以減小固化體體積。一座百萬千瓦級的壓水堆核電站，每年約排放132m3含硼O. 7%的含硼廢液或23m3含硼4%的蒸殘液。如何高效、安全地處理處置這些放射性廢液是核電站放射性三廢處理處置的一大核心問題。
水泥固化因其固化體性能穩(wěn)定、設(shè)備簡單、易于操作、成本較低的優(yōu)勢，被廣泛應(yīng)用于核電站中、低放廢物的固化。但硼酸對于水泥是一種緩凝劑，大量硼酸的存在會導(dǎo)致水泥固化的凝結(jié)時間過長，而影響固化體的強度與廢物的包容量。長期以來秦山核電站使用法國的水泥固化配方，其固化體強度低，蒸殘液包容量小。
目前秦山二核和大亞灣核電站采用常規(guī)水泥固體工藝處理含硼40g/L的濃縮液，配方組分包括水泥、砂和石灰，其包容量約為40%。而其它改進(jìn)的水泥固化工藝多是將濃縮液中加入石灰，得到硼酸鈣沉淀后，或是固液分離再濃縮上清液，再進(jìn)行固化操作，或是將廢液蒸干，采用制粉造粒灌漿工藝。這些工藝操作步驟復(fù)雜，成本高。
在水泥固化配方中使用添加劑可以調(diào)節(jié)凝結(jié)時間、改善固化體的性能。沸石能夠提高水泥固化體抗核素浸出的能力，尤其是提高抗137Cs的浸出能力。減水劑可顯著分散水泥顆粒，影響水泥的水化速率，從而影響水化溫度和水化溫峰值，同時在不減少單位用水量的情況下，提高流動性，進(jìn)而提高固化體的強度。杜拉纖維可以顯著改善固化體的抗折強度和抗沖擊性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種硅酸鹽水泥固化放射性含硼蒸殘液的方法，提高固化體的包容量和抗壓強度。
一種硅酸鹽水泥固化放射性含硼蒸殘液的方法，其特征在于，將硅酸鹽水泥、沸石、石灰、減水劑、杜拉纖維混合均勻，與放射性含硼蒸殘液在攪拌鍋內(nèi)攪拌3min，移至Φ 50mmX 50mm的模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d，養(yǎng)護(hù)溫度為25 ±5°C，相對濕度彡90%。
所述放射性含硼蒸殘液、硅酸鹽水泥、沸石、石灰、減水劑與杜拉纖維的用量比例為(0.4 O. 5) L IOOOg (20 70) g (90 110) g (3 30) g : (I 4)g。
本發(fā)明的有益效果本發(fā)明的方法固化放射性含硼蒸殘液，提高了固化體的廢物包容量和抗壓強度，固化體的抗壓強度和核素浸出率滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。
具體實施方式
下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
實施例I
將IOOOg硅酸鹽水泥、50g沸石、IlOg石灰、3g減水劑、2g杜拉纖維混合均勻，與O. 45L放射性含硼蒸殘液在攪拌鍋內(nèi)攪拌3min,移至C>50mmX50mm的模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d,養(yǎng)護(hù)溫度為25±5°C，相對濕度> 90%，制成固化體。計算固化體的總體積并以此計算固化體中廢物包容量，得到數(shù)值為63%。
實施例2
將IOOOg硅酸鹽水泥、50g沸石、IlOg石灰、3g減水劑、2g杜拉纖維混合均勻，與
O.45L放射性含硼蒸殘液在攪拌鍋內(nèi)攪拌3min,移至C>50mmX50mm的模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d,養(yǎng)護(hù)溫度為25±5°C，相對濕度> 90%，制成固化體。將固化體上下表面用砂紙適當(dāng)打磨，保持上下表面平行，然后在壓力試驗機上測定其無側(cè)限抗壓強度。測得28d抗壓強度為37. 3MPa。
實施例3
將IOOOg硅酸鹽水泥、45g沸石、IlOg石灰、IOg減水劑、3g杜拉纖維混合均勻，與
O.48L放射性含硼蒸殘液在攪拌鍋內(nèi)攪拌3min,移至C>50mmX50mm的模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d,養(yǎng)護(hù)溫度為25±5°C，相對濕度> 90%，制成固化體。固化體的廢物包容量和28d抗壓強度數(shù)值分別為63%和35. 2MPa。
實施例4
將IOOOg硅酸鹽水泥、50g沸石、IlOg石灰、20g減水劑、I. 5g杜拉纖維混合均勻，與O. 5L放射性含硼蒸殘液在攪拌鍋內(nèi)攪拌3min,移至C>50mmX50mm的模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d,養(yǎng)護(hù)溫度為25±5°C，相對濕度> 90%，制成固化體。固化體的廢物包容量和28d抗壓強度數(shù)值分別為65%和32. 3MPa。
權(quán)利要求
1.一種硅酸鹽水泥固化放射性含硼蒸殘液的方法，其特征在于將硅酸鹽水泥、沸石、石灰、減水劑、杜拉纖維混合均勻，與放射性含硼蒸殘液在攪拌鍋內(nèi)攪拌3min，移至Φ 50mmX 50mm的模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d，養(yǎng)護(hù)溫度為25±5°C，相對濕度彡90% ;所述放射性含硼蒸殘液、硅酸鹽水泥、沸石、石灰、減水 劑與杜拉纖維的用量比例為(0. 4^0. 5) L :1000 g (20 70) g :(90 110) g :(3 30) g (Γ4) g。
專利摘要
本發(fā)明公開了屬于放射性廢物處理技術(shù)領(lǐng)域：
的一種硅酸鹽水泥固化放射性含硼蒸殘液的方法。該方法將硅酸鹽水泥、沸石、石灰、減水劑、杜拉纖維混合均勻，與放射性含硼蒸殘液在攪拌鍋內(nèi)攪拌3min，移至Φ50mm×50mm的模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d，制成固化體。本發(fā)明的方法固化放射性含硼蒸殘液，提高了固化體的廢物包容量和抗壓強度，固化體的抗壓強度和核素浸出率滿足國家標(biāo)準(zhǔn)。
文檔編號G21F9/16GKCN102208225 B發(fā)布類型授權(quán) 專利申請?zhí)朇N 201110130888
公開日2013年1月30日 申請日期2011年5月19日
發(fā)明者王建龍, 孫奇娜, 李俊峰 申請人:清華大學(xué)導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan