一种高盐高碱中低放废液水泥固化配方的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于放射性废液固化处理领域，具体涉及一种高盐高碱中低放废液水泥固 化配方。
【背景技术】
[0002] 目前国内外针对中低放废液固化方式，多采用水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻 璃固化、人造岩石固化、改进型水泥固化、陶瓷固化、造粒固化等不同的处理工艺。水泥固化 是处理中低放废液的常用技术，具有固化体性能稳定、工艺操作简单、成本低廉等优势，被 广泛用于中低放废液、蒸残液、泥浆、废树脂、焚烧灰等的固化处理。水泥固化原理是以水泥 作为主要的无机凝胶固化基材，还可掺入粉煤灰、凹凸棒石、矿粉、沸石等改变水泥固化体 性能及对核素吸附性能的添加剂，将这些材料按比例与废物混合后，再加入一定量的水或 料液，所形成的灰浆经过一段时间的养护，形成水泥固化体。
[0003] 乏燃料后处理厂产生的中放废液包括后处理热铀元件溶壳产生的大量偏铝酸钠 废液、中放工艺废水、解吸去污液的蒸残液；低放废水蒸发液为低放废水蒸发产生，低放废 水包括核设施生产期间、维护运行期间以及相关退役活动中产生的大量低放废水；中放α 泥浆为中放废液罐底还残留物组成。中低放废液中放射性β核素以9°Sr、137Cs等为主，α 核素239+24°Pu、241Am等为主。本发明固化配方针对的中低放废物源项十分特殊和复杂，同时 按照国家对中低放废物处置管理要求，水泥固化体的多项指标必须符合近地表处置的相关 标准要求。
[0004] 目前高盐、高碱中低放废液水泥固化配方的技术，国内多停留在固化机理研宄， 实验室规模固化添加剂的筛选，实验室规模模拟料液固化研宄工作和实验室规模搀入非α 泥浆固化研宄。对于固化配方开展真实放射性废液的固化和开展过工程规模验证及连续运 行的较少，由于固化配方在模拟废液和真实放射性废液固化过程存在一定的差异性，实验 室规模试验和工程规模试验存在较大差异。高盐高碱中低放废液在固化时，废液中含有大 量的盐分存在，固化体表面易发生盐析现象。
[0005] 现在技术中针对高盐高碱中低放废液（含α泥浆）水泥固化配方存在以下问题： (1)固化配方的研宄多开展针对模拟放射性废液，利用模拟核素进行研宄，开展过真实放 射性废液固化的配方较少；（2)多停留在实验室规模冷热验证工作，开展工程应用的较少； (3)应用于热试验和工程规模的，针对低放废液、中放废液、α泥浆同时固化的水泥固化配 方，目前尚无报道。
【发明内容】
[0006] 本发明的目的是解决了现有技术中存在的问题，提供一种特别适用于盐分在 200?300g/L，pH = 11?13. 5,主要化学成分以硝酸钠为主，放射性核素9°Sr、137Cs、6°Co、 Σ U、239+24°Pu的低放蒸残液和中放废液的高盐高碱中低放废液水泥固化配方。
[0007] 为了实现上述目的，本发明的技术方案为，一种高盐高碱中低放废液水泥固化配 方，应用于含盐量为200?300g/l、其中硝酸钠占80%的中低放废液，其组成为：泥浆体积 百分比为0?5% ;除泥浆以外，水泥、粉煤灰、矿粉、凹凸棒石四组分占质量百分比分别为 50 ?100%、0 ?22. 5%、0 ?22. 5%和 0 ?5% ;液灰比为 0· 55 ?0· 65。
[0008] 所述水泥为普通硅酸盐水泥型号为P. 042. 5R，比表面积水300m2/kg，粒度要求 为80 ym余量筛< 10% ;粉煤灰密度为2. 37g/cm3,勃氏比表面积水300m2/kg，粒度要求为 80 μ m余量筛< 12% ;矿粉主要含有铝硅酸盐玻璃体，矿粉密度为2. 83g/cm3,勃氏比表面 积：永350m2/kg ;凹凸棒石：含量彡60%，密度2. 12g/cm3,勃氏比表面积：永250m2/kg。
[0009] 优选组分为：水泥占100%，液灰比为0. 55。
[0010] 优选组分为：水泥、矿粉、凹凸棒石占质量百分比分别为50%、45%、和5%，液灰 比为0. 55。
[0011] 优选组分为：泥衆体积百分比为5% ;其余组分为水泥，液灰比为0. 60。
[0012] 优选组分为：泥浆体积百分比为5% ;水泥、矿粉、凹凸棒石占质量百分比分别为 50%、45%和5%，液灰比为0.60。
[0013] 优选组分为：泥浆体积百分比为10%;水泥、粉煤灰、矿粉、凹凸棒石占质量百分比 分别为50%、22· 5%、22· 5%和5%，液灰比为0· 55。
[0014] 本申请已在申请人水泥固化工程固化线的调试和连续运行中得到验证，以本专 利配方制备的固化体性能，不但满足国标《GB14569. 1-2011》、《GB/T7023-2011》和《GBT 1346-2011》的要求；并可推动高盐高碱中低放废液（含α泥浆）水泥固化的开展，加快基 础应用型科研到工程应用的转型。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合实施例对本发明进行进一步描述。
[0016] 制备例
[0017] 本实施例以普通硅酸盐水泥Ρ. 042. 5R作为主要的无机凝胶固化基材，还可掺入 粉煤灰、凹凸棒石、矿粉等改变水泥对核素吸附性能的添加剂，将这些材料按比例与废物混 合后，所形成的灰浆经过一段时间的养护，形成水泥固化体。具体配比见下表：
[0018]
【主权项】
1. 一种高盐高碱中低放废液水泥固化配方，其特征在于泥浆体积百分比为0?5% ; 除泥浆以外，水泥、粉煤灰、矿粉、凹凸棒石四组分占质量百分比分别为50?100%、0? 22. 5%、0 ?22. 5%和 0 ?5% ;液灰比为 0? 55 ?0? 65。
2. 如权利要求1所述的一种高盐高碱中低放废液水泥固化配方，其特征在于水泥为普 通硅酸盐水泥型号为P. 042. 5R，比表面积水300m2/kg，粒度要求为80 y m余量筛< 10 % ;粉 煤灰密度为2. 37g/cm3,勃氏比表面积水300m2/kg，粒度要求为80 ym余量筛< 12% ;矿粉 主要含有铝硅酸盐玻璃体，矿粉密度为2. 83g/cm3,勃氏比表面积：水350m2/kg ;凹凸棒石： 含量彡60%，密度2. 12g/cm3,勃氏比表面积：永250m2/kg。
3. 如权利要求2所述的一种高盐高碱中低放废液水泥固化配方，其特征在于水泥占 100 %，液灰比为0. 55。
4. 如权利要求2所述的一种高盐高碱中低放废液水泥固化配方，其特征在于水泥、矿 粉、凹凸棒石占质量百分比分别为50 %、45 %、和5 %，液灰比为0. 55。
5. 如权利要求2所述的一种高盐高碱中低放废液水泥固化配方，其特征在于泥浆体积 百分比为5%，其余组分为水泥，液灰比为0. 60。
6. 如权利要求2所述的一种高盐高碱中低放废液水泥固化配方，其特征在于泥浆体积 百分比为5 %;水泥、矿粉、凹凸棒石占质量百分比分别为50 %、45 %和5 %，液灰比为0. 60。
7. 如权利要求2所述的一种高盐高碱中低放废液水泥固化配方，其特征在于泥浆体积 百分比为10% ;水泥、粉煤灰、矿粉、凹凸棒石占质量百分比分别为50%、22. 5%、22. 5%和 5%，液灰比为0. 55。
【专利摘要】本发明公开了一种应用于含盐量为200～300g/l、其中硝酸钠占80％中低放废液的高盐高碱中低放废液水泥固化配方，其中硝酸钠占80％的中低放废液，其组成为：泥浆体积百分比为0～5％；除泥浆以外，水泥、粉煤灰、矿粉、凹凸棒石四组分占质量百分比分别为50～100％、0～22.5％、0～22.5％和0～5％；液灰比为0.55～0.65。本申请已在申请人水泥固化工程固化线的调试和连续运行中得到验证，以本发明配方制备的固化体性能，不但满足国标要求；并可推动高盐高碱中低放废液(含α泥浆)水泥固化的开展，加快基础应用型科研到工程应用的转型。
【IPC分类】C04B28-00, C04B28-04
【公开号】CN104529281
【申请号】CN201410765615
【发明人】徐立国, 张东梅, 耿磊, 李鸿展, 赵玲君, 焦兴乾, 马文革, 杨应光, 孟维强, 崔艳敏
【申请人】中核四川环保工程有限责任公司
【公开日】2015年4月22日
【申请日】2014年12月12日