一種放射性廢有機溶劑的硫鋁酸鹽水泥固化方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于放射性廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種放射性廢有機溶劑的硫鋁酸鹽水泥固化方法。
【背景技術(shù)】
[0002]核廢料后處理的普萊克斯(I3UREX)工藝流程中，作為萃取劑的磷酸三丁酯(tr1-butyl phosphate，簡寫為TBP)和稀釋劑的煤油(kerosene，簡寫為OK)的混合物(TBP/OK，TBP與OK體積比為3:7)，因受到錒系元素和裂變產(chǎn)物等放射性核素的強輻射作用、不同濃度硝酸的化學作用以及光、熱作用而發(fā)生降解、聚合以及其他化學反應，導致多次循環(huán)使用后其性能變差，而成為新的放射性廢物一一放射性廢有機溶劑。
[0003]據(jù)報道，一個1500MTU/y的后處理廠每年產(chǎn)生30m3?10m 3的廢TBP溶劑。該放射性廢有機溶劑具有產(chǎn)地分散、產(chǎn)量較大、成分復雜、輻射危害較大、處理困難的特點，因而受到了廣泛關(guān)注。水泥固化技術(shù)具有性能穩(wěn)定、設(shè)備簡單、操作工藝簡便、成本低廉、無二次污染等優(yōu)點，成為中、低放廢物處理的普遍采用的方法。但是，用水泥固化方法處理放射性廢有機溶劑(ΤΒΡ/0Κ)，因無機相與有機相的不相容性而導致固化體包容量不高、固化體性能不穩(wěn)定的缺點。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種利用硫鋁酸鹽水泥固化放射性廢有機溶劑(ΤΒΡ/0Κ)的方法，以解決放射性廢有機溶劑固化時廢物包容量低、固化體性能不穩(wěn)定的問題。
[0005]本發(fā)明采用的技術(shù)方案為:
[0006]一種放射性廢有機溶劑的硫鋁酸鹽水泥固化方法，將硫鋁酸鹽水泥、沸石、熟石灰混合均勻，加入到由放射性廢有機溶劑、MR-1型乳化劑和水配制成的乳狀液中，攪拌均勻，然后入模，成型后脫模，養(yǎng)護，制成固化體。
[0007]所述放射性廢有機溶劑、MR-1型乳化劑、水、硫鋁酸鹽水泥、沸石、熟石灰的用量比為:(0.2 ?0.4) L: (8 ?30) mL: (0.25 ?0.4) L:((700 ?1000) g: (90 ?180) g: (10 ?70)
g°
[0008]所述成型的時間為24h。
[0009]所述養(yǎng)護的溫度為20°C?30°C，相對濕度為90%以上，養(yǎng)護時間為28d。
[0010]本發(fā)明所用硫鋁酸鹽水泥的主要熟料礦物是無水硫鋁酸鈣(3Ca0.3A1203.CaSO4)，具有早強、高強、抗凍、耐腐蝕等優(yōu)點。沸石為主要由Si02、Al2O3,H2O和堿金屬、堿土金屬離子四部分組成的硅酸鹽礦物，具有空間架狀結(jié)構(gòu)，沸石因堿金屬、堿土金屬和水分子結(jié)合的松散、易置換的特點而具有吸附特性、離子交換特性等性能。MR-1型乳化劑是一種非離子型乳化劑，主要成分是脂肪醇聚氧乙烯醚和烷基酚聚氧乙烯醚，常溫下為琥珀色透明液體。
[0011]本發(fā)明的有益效果:
[0012]本發(fā)明的放射性廢有機溶劑的硫鋁酸鹽水泥固化方法，利用MR-1型乳化劑對放射性廢有機溶劑進行乳化，有效提高了固化體中廢有機溶劑的體積包容量；固化體中廢有機溶劑的包容量達到20%?40%，漿料的流動性好，固化體的抗壓強度高，滿足國標GB14569.1-2011。
【具體實施方式】
[0013]下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明，但不能理解為對本發(fā)明保護范圍的限制。任何熟悉該領(lǐng)域的技術(shù)人員根據(jù)上述本
【發(fā)明內(nèi)容】
對本發(fā)明所做的一些非本質(zhì)的改進和調(diào)整，都應該涵蓋在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
[0014]實施例1
[0015]將900g硫鋁酸鹽水泥、120g沸石、60g熟石灰混合均勻，與0.24L放射性廢有機溶劑(TBP/OK)、14.4mL MR-1型乳化劑及0.30L水配制成的乳狀液在攪拌鍋內(nèi)攪拌3min，裝入直徑50mm、高度50mm的模具內(nèi)，24h后脫模，養(yǎng)護28d，養(yǎng)護溫度為25±5°C，相對濕度多90%，制成水泥固化體。將固化體上下表面用砂紙適當打磨，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。固化體28d抗壓強度為13.81MPa，漿料流動度為223mm，放射性廢有機溶劑的包容量為28%。
[0016]實施例2
[0017]將900g硫鋁酸鹽水泥、120g沸石、40g熟石灰混合均勻，與0.36L放射性廢有機溶劑(TBP/OK) ,28.8mL MR-1型乳化劑及0.30L水配制成的乳狀液在攪拌鍋內(nèi)攪拌3min，裝入直徑50mm、高度50mm的模具內(nèi)，24h后脫模，養(yǎng)護28d，養(yǎng)護溫度為25±5°C，相對濕度^ 90%，制成水泥固化體。將固化體上下表面用砂紙適當打磨，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。固化體28d抗壓強度為8.69MPa，放射性廢有機溶劑的包容量為36%。
[0018]實施例3
[0019]將900g硫鋁酸鹽水泥、120g沸石、60g熟石灰混合均勻，與0.32L放射性廢有機溶劑(TBP/OK)、24mL MR-1型乳化劑及0.30L水配制成的乳狀液在攪拌鍋內(nèi)攪拌3min，裝入直徑50mm、高度50mm的模具內(nèi)，24h后脫模，養(yǎng)護28d，養(yǎng)護溫度為25 ± 5 °C，相對濕度多90 %，制成水泥固化體。將固化體上下表面用砂紙適當打磨，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。固化體28d抗壓強度為8.93MPa，漿料流動度為240mm，放射性廢有機溶劑的包容量為40%。
[0020]實施例4
[0021]將900g硫鋁酸鹽水泥、120g沸石、40g熟石灰混合均勻，與0.2L放射性廢有機溶劑(TBP/OK)、16mL MR-1型乳化劑及0.30L水配制成的乳狀液在攪拌鍋內(nèi)攪拌3min，裝入直徑50mm、高度50mm的模具內(nèi)，24h后脫模，養(yǎng)護28d，養(yǎng)護溫度為25 ± 5 °C，相對濕度多90 %，制成水泥固化體。將固化體上下表面用砂紙適當打磨，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。固化體28d抗壓強度為17.48MPa。
[0022]實施例5
[0023]將720g硫鋁酸鹽水泥、180g沸石、40g熟石灰混合均勻，與0.2L放射性廢有機溶劑(TBP/OK)、16mL MR-1型乳化劑及0.30L水配制成的乳狀液在攪拌鍋內(nèi)攪拌3min，裝入直徑50mm、高度50mm的模具內(nèi)，24h后脫模，養(yǎng)護28d，養(yǎng)護溫度為25 ± 5 °C，相對濕度多90 %，制成水泥固化體。將固化體上下表面用砂紙適當打磨，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。固化體28d抗壓強度為13.27MPa。
【主權(quán)項】
1.一種放射性廢有機溶劑的硫鋁酸鹽水泥固化方法，其特征在于，將硫鋁酸鹽水泥、沸石、熟石灰混合均勻，加入到由放射性廢有機溶劑、MR-1型乳化劑和水配制成的乳狀液中，攪拌均勻，然后入模，成型后脫模，養(yǎng)護，制成固化體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性廢有機溶劑的硫鋁酸鹽水泥固化方法，其特征在于，所述放射性廢有機溶劑、MR-1型乳化劑、水、硫鋁酸鹽水泥、沸石、熟石灰的用量比為:(0.2 ?0.4) L: (8 ?30) mL: (0.25 ?0.4) L: ((700 ?1000) g: (90 ?180) g: (10 ?70) g。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性廢有機溶劑的硫鋁酸鹽水泥固化方法，其特征在于，所述成型的時間為24h。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的放射性廢有機溶劑的硫鋁酸鹽水泥固化方法，其特征在于，所述養(yǎng)護的溫度為20°C?30°C，相對濕度為90%以上，養(yǎng)護時間為28d。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種放射性廢有機溶劑的硫鋁酸鹽水泥固化方法。所述的方法將硫鋁酸鹽水泥、沸石、熟石灰混合均勻，加入到由放射性廢有機溶劑、MR-1型乳化劑和水配制成的乳狀液中，攪拌均勻，然后入模，成型后脫模，養(yǎng)護，制成固化體；所述養(yǎng)護的溫度為20℃～30℃，相對濕度為90％以上，養(yǎng)護時間為28d。本發(fā)明的放射性廢有機溶劑的硫鋁酸鹽水泥固化方法，利用MR-1型乳化劑對放射性廢有機溶劑進行乳化，有效提高了固化體中廢有機溶劑的體積包容量；固化體中廢有機溶劑的包容量達到20％～40％，漿料的流動性好，固化體的抗壓強度高。
【IPC分類】G21F9-34, C04B28-36
【公開號】CN104751930
【申請?zhí)枴緾N201510155733
【發(fā)明人】王建龍, 張文鋒, 李俊峰
【申請人】清華大學
【公開日】2015年7月1日
【申請日】2015年4月2日