CN105924002A - 一种利用模拟高放废液制备石英玻璃板配方及制备方法 - Google Patents

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李明飞
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Abstract

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。

Description

一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
本发明涉及玻璃板制备技术领域，具体涉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
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、钠含量较高，在玻璃板熔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
针对以上问题，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，可以有效解决背景技术中的问题。
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、SiO253份-55份、B2O314份-15份、Na2O5份-6份、Li2O 2.5份-3.5份、Al2O3 4.5份-5份、CaO 8份-9份、MgO5份-6份、BaO 4份-5份、V2O5 1.7份-2.1份、Sb2O50.6份-0.8份。
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CeO2、2.023％的Cr2O3、0.092％的Cs2O、0.606％的K2O、11.625％的La2O3、21.460％的Fe2O3、8.767％的Al2O3、0.129％的BaO、45.405％的Na2O、0.777％的MoO3、0.693％的Nd2O3、2.556％的NiO、0.444％的P2O5、4.623％的SO3、0.047％的SrO、0.316％的TiO2、0.091％的Y2O3。
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℃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℃的退火炉内退火1-2h，最后关闭退火炉电源，玻璃在退火炉内自然冷却至室温。
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300mL的坩埚中，在高温电阻炉内熔制，在1050℃开始进行搅拌，每20min搅拌20s，在1150℃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℃的退火炉内退火1-2h，最后关闭退火炉电源，玻璃在退火炉内自然冷却至室温。
作为本发明一种优选的技术方案，熔制过程中，控制升温速率在4-6℃/min，防止熔制过程中发生溢料。
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。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，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以解释本发明，并不用于限定本发明。
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、SiO253份、B2O314份、Na2O5份、Li2O2.5份、Al2O34.5份、CaO 8份、MgO5份、BaO4份、V2O511.7份、Sb2O50.6份。
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Fe2O3、8.767％的Al2O3、0.129％的BaO、45.405％的Na2O、0.777％的MoO3、0.693％的Nd2O3、2.556％的NiO、0.444％的P2O5、4.623％的SO3、0.047％的SrO、0.316％的TiO2、0.091％的Y2O3。
不搅拌熔制方法：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钵内混合均匀后装入300mL的坩埚中，在硅碳棒电炉内熔制，控制升温速率在4℃/min，防止熔制过程中发生溢料，在1150℃的熔制温度下澄清3h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℃的退火炉内退火1h，最后关闭退火炉电源，玻璃在退火炉内自然冷却至室温。
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、SiO254份、B2O314.5份、Na2O5.5份、Li2O3份、Al2O34.7份、CaO8.5份、MgO 5.5份、BaO4.5份、V2O51.9份、Sb2O50.7份。
不搅拌熔制方法：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钵内混合均匀后装入300mL的坩埚中，在硅碳棒电炉内熔制，控制升温速率在6℃/min，防止熔制过程中发生溢料，在1150℃的熔制温度下澄清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℃的退火炉内退火2h，最后关闭退火炉电源，玻璃在退火炉内自然冷却至室温。
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、SiO253份、B2O314份、Na2O5份、Li2O2.5份、Al2O34.5份、CaO8份、MgO5份、BaO4份、V2O511.7份、Sb2O50.6份。
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Fe2O3、8.767％的Al2O3、0.129％的BaO、45.405％的Na2O、0.777％的MoO3、0.693％的Nd2O3、2.556％的NiO、0.444％的P2O5、4.623％的SO3、0.047％的SrO、0.316％的TiO2、0.091％的Y2O3。
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300mL的坩埚中，在高温电阻炉内熔制，控制升温速率在4℃/min，防止熔制过程中发生溢料，在1050℃开始进行搅拌，每20min搅拌20s，在1150℃的熔制温度下澄清2h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℃的退火炉内退火1h，最后关闭退火炉电源，玻璃在退火炉内自然冷却至室温。
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、SiO254份、B2O314.5份、Na2O5.5份、Li2O3份、Al2O34.7份、CaO8.5份、MgO 5.5份、BaO4.5份、V2O51.9份、Sb2O50.7份。
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300mL的坩埚中，在高温电阻炉内熔制，控制升温速率在6℃/min，防止熔制过程中发生溢料，在1050℃开始进行搅拌，每20min搅拌20s，在1150℃ 的熔制温度下澄清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℃的退火炉内退火2h，最后关闭退火炉电源，玻璃在退火炉内自然冷却至室温。
(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1g/(m2·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(10±0.5)m-1的条件下，在(90±1)℃去离子水中，静态浸泡28d的Si、B、Na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1g/(m2·d))。
表1玻璃固化体在90℃去离子水中浸泡28d后单个元素归一化浸出率
(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(10±0.5)m-1的条件下，在(90±1)℃去离子水中，静态浸泡28d的单位表面积总失重应小于15g/m2。
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。
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：浇注后的玻璃固化体冷却至室温后的析晶率应小于体积分数5％。将浇注后的玻璃冷却至室温后粉碎成约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EJ1186-2005的要求。
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。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。

Claims (5)

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、SiO253份-55份、B2O314份-15份、Na2O5份-6份、Li2O 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Fe2O3、8.767％的Al2O3、0.129％的BaO、45.405％的Na2O、0.777％的MoO3、0.693％的Nd2O3、2.556％的NiO、0.444％的P2O5、4.623％的SO3、0.047％的SrO、0.316％的TiO2、0.091％的Y2O3。
3.一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℃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℃的退火炉内退火1-2h，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300mL的坩埚中，在高温电阻炉内熔制，在1050℃开始进行搅拌，每20min搅拌20s，在1150℃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℃的退火炉内退火1-2h，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℃/min，防止熔制过程中发生溢料。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112779600A (zh) * 2019-11-08 2021-05-11 徐晓军 一种石英坩埚及其制备方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5580735A (en) * 1978-12-07 1980-06-18 Nippon Electric Glass Co Ltd Solidification treating method for high level radioactive waste
CN101501786A (zh) * 2006-01-18 2009-08-05 地理矩阵解决方案公司 在硼硅酸盐玻璃中固定放射性和有害废料的方法和组成
WO2015083881A1 (ko) * 2013-12-04 2015-06-11 한국수력원자력 주식회사 가연성 폐기물을 유리화하기 위한 유리조성물 및 이를 이용한 가연성 폐기물의 유리화 방법
CN104810072A (zh) * 2015-03-09 2015-07-29 西南科技大学 一种含硫高放废液玻璃陶瓷固化基材的制备方法

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5580735A (en) * 1978-12-07 1980-06-18 Nippon Electric Glass Co Ltd Solidification treating method for high level radioactive waste
CN101501786A (zh) * 2006-01-18 2009-08-05 地理矩阵解决方案公司 在硼硅酸盐玻璃中固定放射性和有害废料的方法和组成
WO2015083881A1 (ko) * 2013-12-04 2015-06-11 한국수력원자력 주식회사 가연성 폐기물을 유리화하기 위한 유리조성물 및 이를 이용한 가연성 폐기물의 유리화 방법
CN104810072A (zh) * 2015-03-09 2015-07-29 西南科技大学 一种含硫高放废液玻璃陶瓷固化基材的制备方法

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
刘丽君等: "高硫高钠高放废液玻璃固化的配方验证", 《核化学与放射化学》 *
王孝强等: "高硫高钠高放废液玻璃固化配方研究"", 《核化学与放射化学》 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN112779600A (zh) * 2019-11-08 2021-05-11 徐晓军 一种石英坩埚及其制备方法
CN112779600B (zh) * 2019-11-08 2022-04-19 徐晓军 一种石英坩埚及其制备方法

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