CN101935200A - 一种固化含硼酸盐的放射性废物的固化剂及其方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种属于废物处理技术领域的固化含硼酸盐的放射性废物的固化剂。该固化剂为水泥和硅酸钠的混合物，其中，水泥和硅酸钠的质量比为100∶1-15。本发明还公开了使用上述固化剂固化含硼酸盐的放射性废物的方法。本发明水泥和硅酸钠的混合物固化核电站产生的放射性废物，避免废物中吸附的硼酸盐对水泥的缓凝作用导致水泥浆不凝结或水泥固化体用水浸泡后开裂的现象，提高了包容量，而且缩短了水泥浆的初凝时间，固化体表面没有裂纹，且各项性能指标均能满足国家标准GB14569.1-93的要求。

Description

一种固化含硼酸盐的放射性废物的固化剂及其方法
技术领域
本发明属于废物处理技术领域，具体涉及一种固化含硼酸盐的放射性废物的固化剂及其方法。
背景技术
放射性废物主要在核工业中产生，包括放射性废树脂和放射性浓缩液等。
放射性废树脂是核电站和核设施运行过程中产生的主要低、中放射性废物之一，在压水堆核电站运行的过程中一回路需要添加硼酸来控制反应速率，因而在用于处理一回路水的树脂上会吸附大量的硼酸，硼酸对于水泥是一种缓凝剂，大量硼酸的存在会导致水泥固化的凝结时间太长，而过长的凝结时间又会导致树脂和水泥浆的分层，在树脂水泥固化中应该控制水泥浆的初凝时间小于12小时，同时放射性废物水泥固化体要防止产生裂纹和水浸泡后破碎，目前的水泥固化配方为了克服硼酸盐对水泥的缓凝作用树脂包容量约为35％。固化体存在固化体强度低、树脂包容量低等缺陷。
蒸发是核电站放射性废水处理的主要方法，废水经蒸发后其中的不挥发放射性核素和盐均浓缩到浓缩液中，这部分浓缩液放射性水平高、含盐量大，特别是核电站一回路中用于控制反应性的硼酸在浓缩液中的含量可达到几十到几百g/L，高浓度的硼酸盐引起的缓凝作用使浓缩液的水泥固化体也存在固化体开裂、强度低、包容量低等缺陷。
发明内容
本发明的目的在于提供一种固化含硼酸盐的放射性废物的固化剂。
本发明的另一目的在于提供一种利用上述固化剂固化含硼酸盐的放射性废物方法。
一种固化含硼酸盐的放射性废物的固化剂，该固化剂为水泥和硅酸钠的混合物，其中，水泥和硅酸钠的质量比为100∶1-15。
所述水泥优选为硫铝酸盐水泥或硅酸盐水泥。
当水泥为硫铝酸盐水泥时，水泥和硅酸钠的质量比优选为100∶1-10。
所述放射性废物为放射性废树脂或浓缩液。
上述水泥和硅酸钠的质量比是按照九水硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)来计算的，如果使用其他类型硅酸钠，所述质量比要进行相应换算。
一种利用上述固化剂固化含硼酸盐的放射性废物的方法，具体方案如下：当放射性废物为放射性废树脂时，将各组分按以下比例混合得到固化体，以每100L固化体的量计，放射性废物∶固化剂∶水＝45～65L∶100～120kg∶25～45L；当放射性废物为放射性浓缩液时，将各组分按以下比例混合得到固化体，以每100L固化体的量计，放射性废物∶固化剂＝45～65L∶100～120kg。
本发明的有益效果：本发明水泥和硅酸钠的混合物固化核电站产生的放射性废物，避免废物中吸附的硼酸盐对水泥的缓凝作用导致水泥浆不凝结或水泥固化体用水浸泡后开裂的现象。当采用硫铝酸盐水泥进行固化时，固化体中树脂的体积包容量可以从目前的30～35％提高到40-55％，水泥浆的初凝时间可以控制在2小时内，固化体中放射性浓缩液的包容量可以从目前的35～40％提高到40～55％，水泥浆的初凝时间可以控制在6小时内；当采用普通硅酸盐水泥进行固化时，固化体中树脂的体积包容量可以从目前的30～35％提高到40～55％，水泥浆的初凝时间控制在6小时内，固化体中放射性浓缩液的包容量可以从目前的35～40％提高到40～55％，水泥浆的初凝时间可以控制在6小时内；固化体表面没有裂纹，且各项性能指标均能满足国家标准GB14569.1-93的要求。
具体实施方式
实施例1
将各组分按以下用量混合，90kg硫铝酸盐水泥+1kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+45L浓缩液，固化体的初凝时间为5小时，得到的固化体的体积为90L、固化体中浓缩液的包容量为50％。
实施例2
将各组分按以下用量混合，90kg硫铝酸盐水泥+5kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+45L浓缩液，固化体的初凝时间为3小时，得到的固化体的体积为90L、固化体中浓缩液的包容量为50％。
实施例3
将各组分按以下用量混合，90kg硫铝酸盐水泥+10kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+45L浓缩液，固化体的初凝时间为1小时，得到的固化体的体积为90L、固化体中浓缩液的包容量为50％。
实施例4
将各组分按以下用量混合，100kg硫铝酸盐水泥+5kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+45L浓缩液，固化体的初凝时间为3小时，得到的固化体的体积为100L、固化体中浓缩液的包容量为45％。
实施例5
将各组分按以下用量混合，120kg硫铝酸盐水泥+5kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+65L浓缩液，固化体的初凝时间为4小时，得到的固化体的体积为120L、固化体中浓缩液的包容量为54％。
实施例6
将各组分按以下用量混合，100kg普通硅酸盐水泥(标号42.5Mpa)+1kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+50L废树脂+35kg水，固化体的初凝时间为6小时，得到的固化体的体积为110L、固化体中废树脂的包容量为45％。
实施例7
将各组分按以下用量混合，100kg普通硅酸盐水泥(标号42.5Mpa)+5kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+50L废树脂+35kg水，固化体的初凝时间为4小时，得到的固化体的体积为110L、固化体中废树脂的包容量为45％。
实施例8
将各组分按以下用量混合，100kg普通硅酸盐水泥(标号42.5Mpa)+15kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+50L废树脂+35kg水，固化体的初凝时间为2小时，得到的固化体的体积为110L、固化体中废树脂的包容量为45％。
实施例9
将各组分按以下用量混合，100kg硫铝酸盐水泥+1kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+50L废树脂+35kg水，固化体的凝结时间为1.5小时，得到的固化体的体积为110L、固化体中废树脂的包容量为45％。
实施例10
将各组分按以下用量混合，100kg硫铝酸盐水泥+5kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+50L废树脂+35kg水，固化体的凝结时间为1小时，得到的固化体的体积为110L、固化体中废树脂的包容量为45％。
实施例11
将各组分按以下用量混合，100kg硫铝酸盐水泥+10kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+50L废树脂+35kg水，固化体的凝结时间为1小时，得到的固化体的体积为110L、固化体中废树脂的包容量为45％。
实施例12
将各组分按以下用量混合，100kg普通硅酸盐水泥(标号42.5MPa)+1kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+45L浓缩液，固化体的初凝时间为5.5小时，得到的固化体的体积为95L、固化体中浓缩液的包容量为47％。
实施例13
将各组分按以下用量混合，100kg普通硅酸盐水泥(标号42.5MPa)+5kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+45L浓缩液，固化体的初凝时间为4小时，得到的固化体的体积为95L、固化体中浓缩液的包容量为47％。
实施例14
将各组分按以下用量混合，120kg普通硅酸盐水泥(标号42.5MPa)+15kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+45L浓缩液，固化体的初凝时间为2.5小时，得到的固化体的体积约为100L、固化体中浓缩液的包容量45％。
实施例15
将各组分按以下用量混合，100kg硫铝酸盐水泥+5kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+65L废树脂+35kg水，固化体的凝结时间为2小时，得到的固化体的体积为110L、固化体中废树脂的包容量为55％。
实施例16
将各组分按以下用量混合，120kg硫铝酸盐水泥+5kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+45L废树脂+35kg水，固化体的凝结时间为2小时，得到的固化体的体积为110L、固化体中废树脂的包容量为41％。
实施例17
将各组分按以下用量混合，100kg普通硅酸盐水泥(标号42.5MPa)+5kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+65L浓缩液，固化体的初凝时间为5.5小时，得到的固化体的体积为110L、固化体中浓缩液的包容量为55％。
实施例18
将各组分按以下用量混合，120kg普通硅酸盐水泥(标号42.5MPa)+5kg硅酸钠(Na2SiO3·9H2O)+45L浓缩液，固化体的初凝时间为2.5小时，得到的固化体的体积为110L、固化体中浓缩液的包容量为41％。

Claims (5)

1.一种固化含硼酸盐的放射性废物的固化剂，其特征在于，该固化剂为水泥和硅酸钠的混合物，其中，水泥和硅酸钠的质量比为100∶1-15。
2.根据权利要求1所述的固化含硼酸盐的放射性废物的固化剂，其特征在于，所述水泥为硫铝酸盐水泥或硅酸盐水泥。
3.根据权利要求2所述的固化含硼酸盐的放射性废物的固化剂，其特征在于，当水泥为硫铝酸盐水泥时，水泥和硅酸钠的质量比为100∶1-10。
4.根据权利要求1所述的固化含硼酸盐的放射性废物的固化剂，其特征在于，所述放射性废物为放射性废树脂或浓缩液。
5.利用权利要求1所述固化剂固化含硼酸盐的放射性废物的方法，其特征在于，当放射性废物为放射性废树脂时，将各组分按以下比例混合得到固化体，以每100L固化体的量计，放射性废物∶固化剂∶水＝45～65L∶100～120kg∶25～45L；当放射性废物为放射性浓缩液时，将各组分按以下比例混合得到固化体，以每100L固化体的量计，放射性废物∶固化剂＝45～65L∶100～120kg。
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Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102176334A (zh) * 2011-03-09 2011-09-07 清华大学 放射性废树脂水泥固化中增加固化体抗浸泡性能的方法
CN102208225A (zh) * 2011-05-19 2011-10-05 清华大学 一种硅酸盐水泥固化放射性含硼蒸残液的方法
CN102254579A (zh) * 2011-06-09 2011-11-23 清华大学 一种使用NaAlO2和Ca(OH)2促凝剂水泥固化放射性蒸残液的方法
CN102276231A (zh) * 2011-05-27 2011-12-14 清华大学 一种使用NaAlO2促凝剂水泥固化放射性废树脂的方法
CN102779560A (zh) * 2011-05-11 2012-11-14 毛樟水 吞纳吸收核电站泄漏放射性污染物的技术
CN102800377A (zh) * 2012-07-16 2012-11-28 中广核工程有限公司 核电废弃物的水泥固化方法
CN103886926A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 中核核电运行管理有限公司 一种放射性浓缩液固化配方
CN104464867A (zh) * 2014-12-03 2015-03-25 中国工程物理研究院材料研究所 一种放射性废机油高强度水泥固化体的制备方法
CN106732394A (zh) * 2016-12-12 2017-05-31 北京师范大学 用于放射性污染土壤治理的土壤固化吸附剂及其制备方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85105510A (zh) * 1984-07-10 1987-01-21 西屋电气公司 含有高浓度硼酸的废料浆的固化方法
JPH0235399A (ja) * 1989-07-24 1990-02-05 Hitachi Ltd 放射性廃棄物の固化方法
JP2912393B2 (ja) * 1989-09-20 1999-06-28 株式会社日立製作所 放射性廃棄物の処理方法
CN1262513A (zh) * 1999-01-29 2000-08-09 株式会社东芝 含硼废弃物的处理方法和处理装置
CN101088638A (zh) * 2006-06-14 2007-12-19 中国科学院沈阳应用生态研究所 一种处理危险废物的方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN85105510A (zh) * 1984-07-10 1987-01-21 西屋电气公司 含有高浓度硼酸的废料浆的固化方法
JPH0235399A (ja) * 1989-07-24 1990-02-05 Hitachi Ltd 放射性廃棄物の固化方法
JP2912393B2 (ja) * 1989-09-20 1999-06-28 株式会社日立製作所 放射性廃棄物の処理方法
CN1262513A (zh) * 1999-01-29 2000-08-09 株式会社东芝 含硼废弃物的处理方法和处理装置
CN101088638A (zh) * 2006-06-14 2007-12-19 中国科学院沈阳应用生态研究所 一种处理危险废物的方法

Cited By (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102176334A (zh) * 2011-03-09 2011-09-07 清华大学 放射性废树脂水泥固化中增加固化体抗浸泡性能的方法
CN102779560A (zh) * 2011-05-11 2012-11-14 毛樟水 吞纳吸收核电站泄漏放射性污染物的技术
CN102779560B (zh) * 2011-05-11 2015-04-15 衢州市易凡设计有限公司 吞纳吸收核电站泄漏放射性污染物的方法
CN102208225A (zh) * 2011-05-19 2011-10-05 清华大学 一种硅酸盐水泥固化放射性含硼蒸残液的方法
CN102276231A (zh) * 2011-05-27 2011-12-14 清华大学 一种使用NaAlO2促凝剂水泥固化放射性废树脂的方法
CN102254579A (zh) * 2011-06-09 2011-11-23 清华大学 一种使用NaAlO2和Ca(OH)2促凝剂水泥固化放射性蒸残液的方法
CN102800377A (zh) * 2012-07-16 2012-11-28 中广核工程有限公司 核电废弃物的水泥固化方法
CN103886926A (zh) * 2012-12-21 2014-06-25 中核核电运行管理有限公司 一种放射性浓缩液固化配方
CN104464867A (zh) * 2014-12-03 2015-03-25 中国工程物理研究院材料研究所 一种放射性废机油高强度水泥固化体的制备方法
CN104464867B (zh) * 2014-12-03 2017-03-15 中国工程物理研究院材料研究所 一种放射性废机油高强度水泥固化体的制备方法
CN106732394A (zh) * 2016-12-12 2017-05-31 北京师范大学 用于放射性污染土壤治理的土壤固化吸附剂及其制备方法

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