一种放射性碘废物的处理方法与流程

文档序号:19120121发布日期:2019-11-13 01:34阅读:2511来源:国知局

本发明属于放射性废物处理技术领域,涉及一种放射性碘废物的处理方法。



背景技术:

核能的快速发展伴随着大量核废物的产生,其中放射性碘-129/131等通常以i-、io3-、i2、io-或ch3i等形式挥发出来,对环境造成污染,影响人身体健康。

核工业发展早期,将放射性碘通过吸附的方式固定,例如复旦大学唐丽娟等人采用敷银硅胶将含放射性碘-129/131的放射性废气进行吸附。虽然这种方法对于i2和ch3i的去除效率达到99.99%以上,但所获得含碘的敷银硅胶颗粒因易受环境温度及ph的影响,从而影响材料的稳定性,不能满足长期处置的需求。

目前对放射性碘的处理方法主要有海洋处置法,水泥、塑料、沥青固化法等。这些方法虽然在一定程度上能够对放射性碘进行处置,但存在固化体稳定性差,引起二次污染等问题,故也不能满足长期处置放射性碘的需求。



技术实现要素:

本发明的目的是提供一种放射性碘废物的处理方法,以能够工艺过程简单、节能环保、安全可靠的进行放射性碘废物的处理。

为实现此目的,在基础的实施方案中,本发明提供一种放射性碘废物的处理方法,所述的处理方法依次包括如下步骤:

(1)将放射性碘废物与氢氧化钠反应,得到放射性碘废物转化物粉末(3i2+6naoh=5nai+naio3+3h2o);

(2)将4a沸石(化学式为na12[al12si12o48]·27h2o)与放射性碘废物转化物粉末混合后研磨,干燥称重后加入去离子水进一步进行研磨、细化、均匀化处理,得到湿润均匀的混合物;

(3)将湿润均匀的混合物水解蒸干后进行升温烧结,得到碘方钠石固化体。

在一种优选的实施方案中,本发明提供一种放射性碘废物的处理方法,其中步骤(1)中,放射性碘废物与氢氧化钠的质量比为70-80:20-30。

在一种优选的实施方案中,本发明提供一种放射性碘废物的处理方法,其中步骤(2)中,4a沸石与放射性碘废物转化物粉末的质量比为45-65:35-55。

在一种优选的实施方案中,本发明提供一种放射性碘废物的处理方法,其中步骤(2)中,4a沸石、放射性碘废物转化物粉末的混合物与去离子水的质量比为1:10-1:5。

在一种优选的实施方案中,本发明提供一种放射性碘废物的处理方法,其中步骤(2)中,湿润均匀的混合物中固化物的平均粒径为1-5μm。

在一种优选的实施方案中,本发明提供一种放射性碘废物的处理方法,其中步骤(3)中,水解蒸干的温度为200-250℃,时间为10-60min。

在一种优选的实施方案中,本发明提供一种放射性碘废物的处理方法,其中步骤(3)中,升温烧结的程序如下:先升温至400-450℃保温10-15h,再升温至650-1050℃保温10-60min。

在一种优选的实施方案中,本发明提供一种放射性碘废物的处理方法,其中步骤(3)中,升温烧结的程序如下:先升温至400-450℃保温10-15h,再升温至750-950℃保温10-40min。

本发明的有益效果在于,利用本发明的放射性碘废物的处理方法,能够工艺过程简单、节能环保、安全可靠的进行放射性碘废物的处理。

具体实施方式

实施例1:放射性碘废物的处理(一)

采用如下方法步骤进行放射性碘废物的处理:

(1)将280g放射性碘废物(来源为核废物中排放出来的气态i2)与80g氢氧化钠反应,得到放射性碘废物转化物粉末。

(2)将45g的4a沸石与55g的放射性碘废物转化物粉末混合后在胶体磨(廊坊市冠通机械有限公司,jf-130型)中研磨,80℃干燥12h后称重,加入去离子水(固液质量比为1:10)进一步进行研磨、细化、均匀化处理,得到湿润均匀的混合物(固化物的平均粒径为1μm)。

(3)将湿润均匀的混合物在马弗炉(天津市泰斯特仪器有限公司,mflc-7/12p型)中水解蒸干(温度为200℃,时间为60min)后进行升温烧结,自然冷却至室温后得到碘方钠石固化体。升温烧结的程序如下:先升温至400℃保温15h,再升温至950℃保温10min。

经xrd测试,制得的碘方钠石固化体物相除主要衍射峰na4al3si3o12i外,还存在少量的naalsi2o6,体积密度为2.298g/cm3,pct标准下放射性核素i的浸出率(浸出率表明所要提取的元素被浸出的程度,即元素被浸出的百分率;浸出率测定方法参见sakuragit,nishimurat,nasuy,etal.immobilizationofradioactiveiodineusingagivitrificationtechniqueforthetruwastesdisposal:evaluationofleachingandsurfaceproperties[j].mrsonlineproceedingslibraryarchive,2008,1107.)在42天后低于4.23×10-4g·m-2·d-1

实施例2:放射性碘废物的处理(二)

采用如下方法步骤进行放射性碘废物的处理:

(1)将280g放射性碘废物(来源为核废物中排放出来的气态i2)与120g氢氧化钠反应,得到放射性碘废物转化物粉末。

(2)将65g的4a沸石与35g的放射性碘废物转化物粉末混合后在胶体磨(廊坊市冠通机械有限公司,jf-130型)中研磨,80℃干燥12h后称重,加入去离子水(固液质量比为1:5)进一步进行研磨、细化、均匀化处理,得到湿润均匀的混合物(固化物的平均粒径为5μm)。

(3)将湿润均匀的混合物在马弗炉(天津市泰斯特仪器有限公司,mflc-7/12p型)中水解蒸干(温度为250℃,时间为10min)后进行升温烧结,自然冷却至室温后得到碘方钠石固化体。升温烧结的程序如下:先升温至450℃保温10h,再升温至750℃保温40min。

经xrd测试,制得的碘方钠石固化体物相除主要衍射峰na4al3si3o12i外,还存在少量的naalsi2o6,体积密度为1.968g/cm3,pct标准下放射性核素i的浸出率在42天后低于5.56×10-2g·m-2·d-1

实施例3:放射性碘废物的处理(三)

采用如下方法步骤进行放射性碘废物的处理:

(1)将320g放射性碘废物(来源为核废物中排放出来的气态i2)与80g氢氧化钠反应,得到放射性碘废物转化物粉末。

(2)将50g的4a沸石与50g的放射性碘废物转化物粉末混合后在胶体磨(廊坊市冠通机械有限公司,jf-130型)中研磨,80℃干燥12h后称重,加入去离子水(固液质量比为1:8)进一步进行研磨、细化、均匀化处理,得到湿润均匀的混合物(固化物的平均粒径为3μm)。

(3)将湿润均匀的混合物在马弗炉(天津市泰斯特仪器有限公司,mflc-7/12p型)中水解蒸干(温度为220℃,时间为30min)后进行升温烧结,自然冷却至室温后得到碘方钠石固化体。升温烧结的程序如下:先升温至420℃保温13h,再升温至850℃保温25min。

经xrd测试,制得的碘方钠石晶相单一,体积密度为2.354g/cm3,pct标准下放射性核素i的浸出率在42天后低于1.78×10-4g·m-2·d-1

显然,本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样,倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内,则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明,本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施,而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此,描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明,任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。

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