一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑的方法
【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，特別涉及一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]放射性廢有機(jī)溶劑(萃取劑:磷酸三丁醋，tr1-butyl phosphate，簡(jiǎn)寫為TBP ;稀釋劑:煤油，kerosene，簡(jiǎn)寫為OK ；TBP與OK按體積比3:7混合形成有機(jī)溶劑，簡(jiǎn)寫為TBP/0K,多次使用性能下降而成為放射性廢物)是核工業(yè)產(chǎn)生的重要的放射性廢液，按照GB9133-1995《放射性廢物分類標(biāo)準(zhǔn)》規(guī)定，其屬于中、低放廢液。目前，國(guó)內(nèi)外對(duì)其處理方法很多，主要有焚燒法、濕式氧化法、電化學(xué)催化氧化法、水解固化法、熱等離子體技術(shù)、蒸餾法、水泥固化法等，而水泥固化技術(shù)具有性能穩(wěn)定、設(shè)備簡(jiǎn)單、操作工藝簡(jiǎn)便、成本低廉、無二次污染等優(yōu)點(diǎn)，成為中、低放廢物處理的普遍采用的方法。但水泥固化方法處理放射性廢有機(jī)溶劑(ΤΒΡ/0Κ)，又存在水泥的無機(jī)相與有機(jī)溶劑的有機(jī)相的相容性較差的問題，從而導(dǎo)致固化體包容量不高、固化體性能不穩(wěn)定的缺點(diǎn)。
[0003]硫鋁酸鹽水泥主要熟料礦物是無水硫鋁酸鈣(3Ca0.3A1203.CaSO4)，具有早強(qiáng)、高強(qiáng)、抗凍、耐腐蝕等優(yōu)點(diǎn)，近年來廣泛用于放射性廢物固化研宄領(lǐng)域，可以作為固化基材。沸石是主要由Si02、Al203、H20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(diǎn)而具有吸附特性、離子交換特性等性能。摻加了 10 %?20 %沸石、固化模擬放射性樹脂的硫鋁酸鹽水泥固化體，Cs浸出率大幅降低，不超過10%的摻加量有利于固化體強(qiáng)度的提高。硅灰具有很高的比表面積，其密實(shí)效應(yīng)可減少固化體空隙和通道的形成，達(dá)到有效改善固化體孔結(jié)構(gòu)和降低核素的浸出的作用；吸油材料是一種吸附劑，是主要成分為S12的白色粉末。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)不足，本發(fā)明提供了一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑(ΤΒΡ/0Κ)的方法，解決固化放射性廢有機(jī)溶劑(ΤΒΡ/0Κ)時(shí)廢物包容量低的問題。
[0005]一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑的方法，將硫鋁酸鹽水泥、沸石、硅灰、熟石灰混合均勻，所得混合物與經(jīng)過吸油材料吸附處理的放射性廢有機(jī)溶劑、萘系減水劑及水?dāng)嚢杈鶆?，裝入模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d，制成固化體。
[0006]所述放射性廢有機(jī)溶劑、水、萘系減水劑、吸油材料、硫鋁酸鹽水泥、沸石、硅灰、熟石灰的用量比依次分別為:(0.08L?0.24L):(0.20L?0.40L):(6g?13g):(10g?30g):900g: (10g ?120g): (Og ?40g): (30g ?40g)。
[0007]所述沸石為斜發(fā)沸石。
[0008]所述硅灰中含有S1jP Al 203等物質(zhì)，其中S1 2的含量為75 %?98 %。
[0009]所述吸油材料為一種吸附劑材料，其主要成分為S12,具體可為蛭石、活性炭和硅藻土中的一種以上。
[0010]所述萘系減水劑為UNF-5型萘系減水劑；UNF-5型萘系減水劑為常用的水泥外加劑之一，可以在水膠比固定的情況下提高漿料流動(dòng)度。
[0011]所述與經(jīng)過吸油材料吸附處理的放射性廢有機(jī)溶劑為放射性廢有機(jī)溶劑與吸油材料的混合物料。
[0012]所述養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)溫度為20°C?30 °C，養(yǎng)護(hù)相對(duì)濕度彡90%。
[0013]本發(fā)明的有益效果為:
[0014]使用本發(fā)明的方法固化放射性廢有機(jī)溶劑(TBP/OK)時(shí)，固化體中放射性廢有機(jī)溶劑(TBP/OK)包容量達(dá)到10%?24%，固化體的抗壓強(qiáng)度滿足國(guó)標(biāo)GB14569.1-2011。
【具體實(shí)施方式】
[0015]本發(fā)明提供了一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑的方法，下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步說明。
[0016]實(shí)施例1
[0017]將900g硫鋁酸鹽水泥、120g沸石、40g熟石灰混合均勻，與經(jīng)過1g吸油材料吸附處理過的0.08L放射性廢有機(jī)溶劑(TBP/OK)、9g萘系減水劑UNF_5、0.40L水在攪拌鍋內(nèi)攪拌均勻(3min)，裝入尺寸為Φ 50mmX 50mm的模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d，養(yǎng)護(hù)溫度為20°C?30°C，養(yǎng)護(hù)相對(duì)濕度多90%，制成水泥固化體。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(yàn)機(jī)上測(cè)定其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。固化體28d抗壓強(qiáng)度為13.4MPa，漿料流動(dòng)度為200mm，放射性廢有機(jī)溶劑體積包容量為10%。
[0018]實(shí)施例2
[0019]將900g硫鋁酸鹽水泥、120g沸石、40g熟石灰混合均勻，與經(jīng)過20g吸油材料吸附處理過的0.16L放射性廢有機(jī)溶劑(TBP/OK)、9g萘系減水劑UNF_5、0.40L水在攪拌鍋內(nèi)攪拌均勻(3min)，裝入尺寸為Φ 50mmX 50mm的模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d，養(yǎng)護(hù)溫度為20°C?30°C，養(yǎng)護(hù)相對(duì)濕度多90%，制成水泥固化體。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(yàn)機(jī)上測(cè)定其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。固化體28d抗壓強(qiáng)度為7.08MPa，漿料流動(dòng)度為213mm，放射性廢有機(jī)溶劑體積包容量為18.2%。
[0020]實(shí)施例3
[0021]將900g硫鋁酸鹽水泥、120g沸石、40g熟石灰混合均勻，經(jīng)過30g吸油材料吸附處理過的0.24L放射性廢有機(jī)溶劑(TBP/OK)、13g萘系減水劑UNF_5、0.34L水在攪拌鍋內(nèi)攪拌均勻(3min)，裝入尺寸為Φ 50mmX 50mm的模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d，養(yǎng)護(hù)溫度為20°C?30°C，養(yǎng)護(hù)相對(duì)濕度多90%，制成水泥固化體。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(yàn)機(jī)上測(cè)定其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。固化體28d抗壓強(qiáng)度為7.44MPa，漿料流動(dòng)度為200mm，放射性廢有機(jī)溶劑體積包容量為24%。
[0022]實(shí)施例4
[0023]將900g硫鋁酸鹽水泥、120g沸石、40g硅灰、40g熟石灰混合均勻，與經(jīng)過20g吸油材料吸附處理過的0.24L放射性廢有機(jī)溶劑(TBP/OK)、8g萘系減水劑UNF_5、0.30L水在攪拌鍋內(nèi)攪拌均勾(3min)，裝入尺寸為Φ50mmX50mm的模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d，養(yǎng)護(hù)溫度為20°C?30°C，養(yǎng)護(hù)相對(duì)濕度多90%，制成水泥固化體。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(yàn)機(jī)上測(cè)定其無側(cè)限抗壓強(qiáng)度。固化體28d抗壓強(qiáng)度為 7.73MPa，漿料流動(dòng)度為191_，放射性廢有機(jī)溶劑體積包容量為22.3%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑的方法，其特征在于，將硫鋁酸鹽水泥、沸石、硅灰、熟石灰混合均勻，所得混合物與經(jīng)過吸油材料吸附處理的放射性廢有機(jī)溶劑、萘系減水劑及水?dāng)嚢杈鶆?，裝入模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d，制成固化體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑的方法，其特征在于，所述放射性廢有機(jī)溶劑、水、萘系減水劑、吸油材料、硫鋁酸鹽水泥、沸石、硅灰、熟石灰的用量比依次分別為:(0.08L ?0.24L): (0.20L ?0.40L): (6g ?13g): (1g ?30g):900g: (10g ?120g): (Og ?40g): (30g ?40g)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑的方法，其特征在于，所述沸石為斜發(fā)沸石。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑的方法，其特征在于，所述硅灰中含有S1jP Al 203，其中S1jA含量為75%?98%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑的方法，其特征在于，所述吸油材料為蛭石、活性炭和硅藻土中的一種以上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑的方法，其特征在于，所述萘系減水劑為UNF-5型萘系減水劑。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑的方法，其特征在于，所述與經(jīng)過吸油材料吸附處理的放射性廢有機(jī)溶劑為放射性廢有機(jī)溶劑與吸油材料的混合物料。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑的方法，其特征在于，所述養(yǎng)護(hù)的養(yǎng)護(hù)溫度為20°C?30°C，養(yǎng)護(hù)相對(duì)濕度彡90%。
【專利摘要】本發(fā)明屬于放射性廢物處理技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用吸附-固化法固化放射性廢有機(jī)溶劑的方法。本發(fā)明方法通過將硫鋁酸鹽水泥、沸石、硅灰、熟石灰混合均勻，所得混合物與經(jīng)過吸油材料吸附處理的放射性廢有機(jī)溶劑、萘系減水劑及水?dāng)嚢杈鶆?，裝入模具內(nèi)，養(yǎng)護(hù)28d，制成固化體。使用本發(fā)明的方法固化放射性廢有機(jī)溶劑(TBP/OK)時(shí)，固化體中放射性廢有機(jī)溶劑(TBP/OK)包容量達(dá)到10％～24％，固化體的抗壓強(qiáng)度滿足國(guó)標(biāo)GB14569.1-2011。
【IPC分類】G21F9-06
【公開號(hào)】CN104751928
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510135046
【發(fā)明人】王建龍, 張文鋒, 李俊峰
【申請(qǐng)人】清華大學(xué)
【公開日】2015年7月1日
【申請(qǐng)日】2015年3月26日