一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板配方及制备方法
【专利摘要】本发明公开了一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板配方，由如下成分制备组而成：200?240mL的模拟高放废液SiO253份?55份、B2O314份?15份、Na2O 5份?6份、Li2O2.5份?3.5份、Al2O34.5份?5份、CaO 8?9份、MgO 5份?6份、BaO4份?5份、V2O5 1.7份?2.1份、Sb2O50.6份?0.8份；本发明采用模拟高放废液及原料的混合熔制方法，产品的高温粘度和电阻率达到设定指标，完全解决了废液中硫的包容问题，而且产品的28d总失重、元素归一化浸出率、密度、均匀性、析晶率均达到了我国行业标准的要求。
【专利说明】
-种利用模拟高放废液制备石英玻璃板配方及制备方法
技术领域
[0001] 本发明设及玻璃板制备技术领域，具体设及一种利用模拟高放废液制备石英玻璃 板配方及制备方法。
【背景技术】
[0002] 中核四川环保工程有限责任公司现存的高放废液特点为硫、钢含量较高，在玻璃 板烙制过程中废液中的硫很容易从玻璃相中析出并形成"黄相"。"黄相"是一种易溶于水的 结晶物质，富含一定量的Sr、Cs等裂变核素。黄相的存在不仅对固化体结构和强度造成不良 影响，还会增加放射性核素的浸出。因此在玻璃固化过程中必须避免产生黄相。
【发明内容】
[0003] 针对W上问题，本发明提供了一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板配方及制备 方法，采用模拟高放废液及原料的混合烙制方法，产品的高溫粘度和电阻率达到设定指标， 完全解决了废液中硫的包容问题，而且产品的28d总失重、元素归一化浸出率、密度、均匀 性、析晶率均达到了我国行业标准的要求，可W有效解决【背景技术】中的问题。
[0004] 为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：一种利用模拟高放废液制备石 英玻璃板配方，由如下成分制备组而成： 200-240mL的模拟高放废液、Si〇253份-55份、B2O3I4份-15份、Na2〇5份-6份、Li2〇 2.5 份-3.5份、AI2O3 4.5份-5份、CaO 8份-9份、Mg05份-6份、BaO 4份-5份、V2O5 1.7份-2.1 份、 Sb2〇 已0.6份-0.8份。
[0005] 作为本发明一种优选的技术方案，所述模拟高放废液按照含量百分比由下述成分 组成：0.346% 的Ce〇2、2.023 % 的化2〇3、0.092% 的Cs2〇、〇 . 606% 的K20、11.625% 的La2〇3、 21.460%的尸62〇3、8.767%的412〇3、〇.129%的8曰0、45.405%的化2〇、〇.777%的]?〇〇3、 0.693%的炯2〇3、2.556%的化0、0.444%的口2〇5、4.623%的5〇3、0.047%的5'0、0.316%的 11〇2、0.091%的￥2〇3。
[0006] 另外本发明还设计了一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板的不揽拌烙制方法， 其具体为:根据石英玻璃板配方和模拟高放废液的组成计算并称量各组分，将称量好的化 学试剂在研鉢内混合均匀后装入300mL的相蜗中，在娃碳棒电炉内烙制，在115(TC的烙制溫 度下澄清3-4h后将烙制好的玻璃液诱注在预先加热的石墨模具中成形，然后再将玻璃放入 500°C的退火炉内退火1-化，最后关闭退火炉电源，玻璃在退火炉内自然冷却至室溫。
[0007] 另外本发明还设计了一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板的揽拌烙制方法，其 具体为:根据玻璃配方和模拟废液组成计算并称量各组分，将称量好的化学试剂在研鉢内 混合均匀后装入300mL的相蜗中，在高溫电阻炉内烙制，在1050°C开始进行揽拌，每20min揽 拌20s，在1150°C的烙制溫度下澄清2-4h后，将烙制好的玻璃液诱注在预先加热的石墨模具 中成形，然后再将玻璃放入500 °C的退火炉内退火1-化，最后关闭退火炉电源，玻璃在退火 炉内自然冷却至室溫。
[000引作为本发明一种优选的技术方案，烙制过程中，控制升溫速率在4-6°C/min，防止 烙制过程中发生溢料。
[0009] 本发明的有益效果： 本发明采用模拟高放废液及原料的混合烙制方法，产品的高溫粘度和电阻率达到设定 指标，完全解决了废液中硫的包容问题，而且产品的28d总失重、元素归一化浸出率、密度、 均匀性、析晶率均达到了我国行业标准的要求。
【具体实施方式】
[0010] 为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，W下结合实施例，对本发明 进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用W解释本发明，并不用于 限定本发明。
[00川实施例1: 一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板配方，由如下成分制备组而成： 200的模拟高放废液、Si0253份、B203l4份、化205份、Li202.5份、Al2034.5份、CaO 8份、 Mg05份、Ba04 份、V205i 1.7份、Sb2050. 6份。
[0012] 所述模拟高放废液按照含量百分比由下述成分组成： 0.346 % 的Ce〇2、2.023 % 的化2〇3、0.092 % 的Cs2〇、0.606 % 的K20、11.625 % 的La2〇3、 21.460%的尸62〇3、8.767%的412〇3、0.129%的8曰0、45.405%的化2〇、0.777%的]?〇〇3、 0.693%的炯2〇3、2.556%的化0、0.444%的口2〇5、4.623%的5〇3、0.047%的5'0、0.316%的 11〇2、0.091%的￥2〇3。
[0013] 不揽拌烙制方法:根据石英玻璃板配方和模拟高放废液的组成计算并称量各组 分，将称量好的化学试剂在研鉢内混合均匀后装入300mL的相蜗中，在娃碳棒电炉内烙制， 控制升溫速率在4°C/min，防止烙制过程中发生溢料，在115(TC的烙制溫度下澄清化后将烙 制好的玻璃液诱注在预先加热的石墨模具中成形，然后再将玻璃放入500°C的退火炉内退 火化，最后关闭退火炉电源，玻璃在退火炉内自然冷却至室溫。
[0014] 实施例2: 一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板配方，由如下成分制备组而成： 220mL 的模拟高放废液、Si〇254份、B2〇3l4.5份、Na2〇5.5 份、Li2〇3份、Al2〇34.7 份、CaOS. 5 份、MgO 5.5份、Ba04.5份、V2〇51.9份、Sb2〇5〇. 7份。
[0015] 不揽拌烙制方法:根据石英玻璃板配方和模拟高放废液的组成计算并称量各组 分，将称量好的化学试剂在研鉢内混合均匀后装入300mL的相蜗中，在娃碳棒电炉内烙制， 控制升溫速率在6°C/min，防止烙制过程中发生溢料，在115(TC的烙制溫度下澄清4h后将烙 制好的玻璃液诱注在预先加热的石墨模具中成形，然后再将玻璃放入500°C的退火炉内退 火化，最后关闭退火炉电源，玻璃在退火炉内自然冷却至室溫。
[0016] 实施例3: 一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板配方，由如下成分制备组而成： 200 的模拟高放废液、Si〇253 份、B2〇3l4 份、Na2〇5 份、Li2〇2.5 份、Al2〇34.5 份、CaOS 份、 Mg05份、Ba04 份、V2〇5i 1.7份、Sb2〇5〇. 6份。
[0017] 所述模拟高放废液按照含量百分比由下述成分组成： O . 346 % 的Ce〇2、2.023 % 的化2〇3、O . 092 % 的Cs2〇、O . 606 % 的K20、11.625 % 的La2〇3、 21.460%的尸62〇3、8.767%的412〇3、0.129%的8曰0、45.405%的化2〇、0.777%的]?〇〇3、 0.693%的炯2〇3、2.556%的化0、0.444%的口2〇5、4.623%的5〇3、0.047%的5'0、0.316%的 11〇2、0.091%的￥2〇3。
[0018] 揽拌烙制方法，其具体为:根据玻璃配方和模拟废液组成计算并称量各组分，将称 量好的化学试剂在研鉢内混合均匀后装入300mL的相蜗中，在高溫电阻炉内烙制，控制升溫 速率在4°C/min，防止烙制过程中发生溢料，在1050°C开始进行揽拌，每20min揽拌20s，在 115(TC的烙制溫度下澄清化后，将烙制好的玻璃液诱注在预先加热的石墨模具中成形，然 后再将玻璃放入500°C的退火炉内退火Ih,最后关闭退火炉电源，玻璃在退火炉内自然冷却 至室溫。
[0019] 实施例4: 一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板配方，由如下成分制备组而成： 220mL 的模拟高放废液、Si〇254份、B2〇3l4.5份、Na2〇5.5 份、Li2〇3份、Al2〇34.7 份、CaOS. 5 份、MgO 5.5份、Ba04.5份、V2〇51.9份、Sb2〇5〇. 7份。
[0020] 揽拌烙制方法，其具体为:根据玻璃配方和模拟废液组成计算并称量各组分，将称 量好的化学试剂在研鉢内混合均匀后装入300mL的相蜗中，在高溫电阻炉内烙制，控制升溫 速率在6°C/min，防止烙制过程中发生溢料，在1050°C开始进行揽拌，每20min揽拌20s，在 115(TC的烙制溫度下澄清4h后，将烙制好的玻璃液诱注在预先加热的石墨模具中成形，然 后再将玻璃放入500 °C的退火炉内退火化，最后关闭退火炉电源，玻璃在退火炉内自然冷却 至室溫。
[0021] (1)元素归一化浸出率:不同包容量下玻璃经过28d浸泡后单个元素归一化浸出率 (B)数据列入表1，由表1可知:所分析元素28d的元素归一化浸出率均小于IgAm2 ? d)，满足 我国行业标准中关于玻璃固化体浸出实验后元素归一化浸出率的要求(玻璃固化体在样品 表面积/浸泡剂体积之比为（l〇±〇.5)nfi的条件下，在(90±irC去离子水中，静态浸泡28d 的Si、B、化的归一化元素浸出率和137Cs、238U的归一化放射性核素浸出率应小于IgAm2 ? d))。
[0022] 表1玻處固化体在90°C去离子氷中浸渐28d后单个元素向一化浸出率
(2)总失重:不同废物包容量玻璃固化体浸出实验样品的单位表面积总失重(A)结果列 入表2,由表2可知，五种包容量下玻璃28d浸出实验的总失重结果都小于15g/m2,满足我国 行业标准中关于玻璃固化体总失重的要求中对于玻璃固化体的抗浸出性规定:玻璃固化体 在样品表面积/浸泡剂体积之比为（l〇±〇.5)nfi的条件下，在(90±irC去离子水中，静态浸 泡28d的单位表面积总失重应小于15g/m2。
[0023] 表2不同包容量下玻璃28d单位表面积总失重
(3) 密度:采用排水法测量了玻璃固化体的密度，结果列入表3。由表3可知，每一个包容 量下所得玻璃固化体的密度均大于2.50g/cm3,满足我国EJ1186-2005标准中对玻璃固化体 的密度要求。
[0024] 表3不同包容量玻璃固化体的密度
(4) 析晶率:EJ1186-2005中关于玻璃固化体的析晶率规定为:诱注后的玻璃固化体冷 却至室溫后的析晶率应小于体积分数5%。将诱注后的玻璃冷却至室溫后粉碎成约0.05mm 的粉末，用X射线衍射仪测量其中的晶体含量，结果表明，玻璃中未发现晶体存在，满足行业 标准EJl 186-2005的要求。
[0025] 基于上述，本发明的优点在于，本发明采用模拟高放废液及原料的混合烙制方法， 产品的高溫粘度和电阻率达到设定指标，完全解决了废液中硫的包容问题，而且产品的28d 总失重、元素归一化浸出率、密度、均匀性、析晶率均达到了我国行业标准的要求。
[0026] W上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用W限制本发明，凡在本发明的精 神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1. 一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板配方，其特征在于，由如下重量份数制备组 而成：200-240mL的模拟高放废液、Si0 253份-55份、B2O3H份-15份、Na205份-6份、Li 2O 2.5 份-3.5份、Al2O3 4.5份-5份、CaO 8份-9份、MgO 5份-6份、BaO 4份-5份、V2O5 1.7份-2.1 份、 Sb2O50.6份-0.8份。2. 根据权利要求1所述的一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板配方，其特征在于，所 述模拟高放废液按照含量百分比由下述成分组成： 0 · 346 % 的CeO2、2 · 023 % 的Cr2O3、0 · 092 % 的Cs2O、0 · 606 % 的K2O、11 · 625 % 的La2O3、 21.460%的卩62〇3、8.767%的厶12〇3、0.129%的8&0、45.405%的似2〇、0.777%的]?〇〇3、 0.693%的恥2〇3、2.556%的附0、0.444%的卩2〇5、4.623%的503、0.047%的51〇、0.316%的 Ti02、0.091% 的 Y2〇3。3. -种利用模拟高放废液制备石英玻璃板的制备方法，其特征在于，采用不搅拌熔制 方法，其具体为:根据石英玻璃板配方和模拟高放废液的组成计算并称量各组分，将称量好 的化学试剂在研钵内混合均匀后装入300mL的坩埚中，在硅碳棒电炉内熔制，在1150 °C的熔 制温度下澄清3-4h后将熔制好的玻璃液浇注在预先加热的石墨模具中成形，然后再将玻璃 放入500 °C的退火炉内退火l_2h，最后关闭退火炉电源，玻璃在退火炉内自然冷却至室温。4. 一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板的制备方法，其特征在于，采用搅拌熔制方 法，其具体为:根据玻璃配方和模拟废液组成计算并称量各组分，将称量好的化学试剂在研 钵内混合均匀后装入3 0 0m L的坩埚中，在高温电阻炉内熔制，在10 5 0 °C开始进行搅拌，每 20min搅拌20s，在1150°C的熔制温度下澄清2-4h后，将熔制好的玻璃液浇注在预先加热的 石墨模具中成形，然后再将玻璃放入500°C的退火炉内退火l_2h，最后关闭退火炉电源，玻 璃在退火炉内自然冷却至室温。5. 根据权利要求3至4任一项所述的一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板的制备方 法，其特征在于，熔制过程中，控制升温速率在4-6°C/min，防止熔制过程中发生溢料。
【文档编号】C03B5/033GK105924002SQ201610264714
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2016年4月26日
【发明人】李锦亮, 李明飞, 万永宁
【申请人】东莞市银通玻璃有限公司