CN111799009B - 一种固化放射性废闪烁液的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种固化放射性废闪烁液的方法，本发明用包括淀粉、纤维素、硬脂酸、活性炭的固化剂来固化放射性废闪烁液，具有操作简单、固化反应迅速、固化时间短、成本低的优点。并且采用本发明固化的放射性废闪烁液的固化体具有松散、不粘连、渗油率低、无游离液体等特点，避免了放射性废闪烁液在长时间的运输过程中逸散的风险。本发明利用活性炭、淀粉、纤维素对放射性废闪烁液进行吸附，实现了放射性废闪烁液的初步固化；再利用硬质酸与强碱溶液溶反应得到的硬脂酸盐与硬脂酸、强碱溶液组成的胶体将吸附了放射性废闪烁液的活性炭、淀粉、纤维上进行包覆，将放射性废闪烁液锁定在活性炭、淀粉、纤维素中，实现最终固化，避免放射性废闪烁液的逸散。
Description
技术领域
本发明涉及废弃物处理技术领域，具体涉及一种固化放射性废闪烁液的方法。
背景技术
放射性废闪烁液是闪烁谱仪在放射性核素分析过程中产生的放射性有机废液，含有氚、锶、钚等放射性核素且具有流动性，长期暂存的潜在危险很大。放射性废闪烁液处理的主要方法有焚烧法、蒸馏法、固化法、精制法等，其中蒸馏法、固化法、精制法处理过程复杂且无法达到最终处置的目的，后续处理投入较大，采用焚烧法对其进行处理是可行且最理想的减容法。由于放射性液体运输受限，设施运行单位产生的放射性废闪烁液大部分只能暂存于各家单位，无法进行焚烧处理。因此，如何降低放射性废闪烁液储存、运输风险，并最终能够将集中的放射性废闪烁液进行焚烧处理，已经成为本领域的研究热点之一。
发明内容
为了克服现有技术中存在的放射性液体废物的运输风险、暂存风险等问题，本发明提供一种成本低、固化速度快的放射性废闪烁液的固化方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：
一种固化放射性废闪烁液的方法，包括以下步骤：
步骤1：往放射性废闪烁液中加入包括淀粉、纤维素、硬脂酸和活性炭的固化剂，得到混合物I；
步骤2：将步骤1得到的混合物I置于70℃-100℃环境中加热直至混合物I中的硬脂酸完全溶解，得到混合物II；
步骤3：在70℃-100℃的温度下往步骤2得到的混合物II中加入摩尔浓度为5mol/L-10mol/L的强碱溶液，然后搅拌反应2-3min使强碱溶液与混合物II充分混合，冷却至室温获得放射性废闪烁液被固化的固化体。
优选地，所述步骤1中每1mL的放射性废闪烁液中加入淀粉0.2g-0.6g、纤维素0.1g-0.5g、硬脂酸0.1g-0.3g和活性炭0.1g-0.3g。
优选地，所述步骤1中每1mL的放射性废闪烁液中加入淀粉0.4g、纤维素0.3g、硬脂酸0.2g和活性炭0.2g。
优选地，所述步骤3中的强碱溶液的摩尔浓度为8mol/L。
优选地，所述步骤3中的放射性废闪烁液与强碱溶液的体积比为1:(0.1-0.3)。
优选地，所述步骤3中的放射性废闪烁液与强碱溶液的体积比为1:0.2。
优选地，所述步骤3中的强碱溶液为NaOH或KOH。
与现有技术相比，本发明具有以下的有益效果：
(1)采用本发明对放射性废闪烁液进行固化，该方法具有操作简单、固化反应迅速、固化时间短、成本低的优点，在2-3min可完成对放射性废闪烁液的固化。并且采用本发明固化的放射性废闪烁液的固化体具有松散、不粘连、渗油率低、无游离液体等特点，从而避免了放射性废闪烁液在长时间的运输过程中逸散的风险。
(2)本发明用包括淀粉、纤维素、硬脂酸、活性炭的固化剂对放射性废闪烁液进行固化，利用活性炭极强吸附力以及淀粉、纤维素与放射性废闪烁液中的分子的相互作用将放射性废闪烁液吸附到活性炭、淀粉、纤维素中，实现了放射性废闪烁液的初步固化；同时，再利用硬质酸与强碱溶液反应得到的硬脂酸盐与硬脂酸、强碱溶液形成的胶体将吸附了放射性废闪烁液的活性炭、淀粉、纤维素进行包覆，进一步将放射性废闪烁液锁定在活性炭、淀粉、纤维素中，做到对放射性废闪烁液的最终固化。从而避免了放射性废闪烁液在长时间的运输过程中逸散的风险以及暂存泄露风险。
(3)本发明选用包括活性炭、淀粉、纤维素、硬脂酸的固化剂对放射性废闪烁液进行固化，由于固化剂均为可燃烧的物质，并且从实验结果得出采用本方法得到的固化体的裂解减重大于85％，因此，在后期对固化体燃烧处理时能够做到废物最小化。
(4)本发明中所用到的物质价格便宜、容易获得，并且该方法操作简单，因此，其成本较低，后期成果转化难度系数较低，具有较大的市场前景。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进一步进行清楚、完整地描述，其中，本发明实施例所用原材料均为市售。下述实施例中的纤维素选用甲基纤维素、乙基纤维素、羟甲基丙基纤维素、甲基纤维素衍生物、乙基纤维素衍生物和羟甲基丙基纤维素衍生物中的一种或多种。
实施例1
一种固化放射性废闪烁液的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：取某厂样品分析产生的放射性废闪烁液20.0ml，向放射性废闪烁液中加入4.0g淀粉、2.0g纤维素、2.0g硬脂酸和2.0g活性炭，搅拌均匀后得到混合物I。
步骤2：将步骤1得到的混合物I置于70.0℃的水浴锅中进行加热，直到混合物I中的硬脂酸溶解，得到混合物II。
步骤3：在70.0℃的条件下往步骤2获得混合物II中加入摩尔浓度为5mol/L的NaOH溶液2.0mL，并搅拌反应2-3min，冷却后得到放射性废闪烁液被固化的固化体。
采用本实施例的方法对放射性闪烁液进行固化，得到固化体呈松散、不粘连、无游离液体且不粘壁的现象。
本实施例制备的固化体集中收集后进行焚烧处理。
实施例2
一种固化放射性废闪烁液的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：取某厂样品分析产生的放射性废闪烁液20.0ml，向放射性废闪烁液中加入8.0g淀粉、6.0g纤维素、4.0g硬脂酸和2.0g活性炭，搅拌均匀后得到混合物I。
步骤2：将步骤1得到的混合物I置于80.0℃的水浴锅中进行加热，直到混合物I中的硬脂酸溶解，得到混合物II。
步骤3：在80.0℃的条件下往步骤2获得混合物II中加入摩尔浓度为8mol/L的NaOH溶液4.0mL，并搅拌反应2-3min，冷却后得到放射性废闪烁液被固化的固化体。
采用本实施例的方法对放射性闪烁液进行固化，得到固化体呈松散、不粘连、无游离液体且不粘壁的现象。
本实施例制备的固化体集中收集后进行焚烧处理。
实施例3
一种固化放射性废闪烁液的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：取某厂样品分析产生的放射性废闪烁液20.0ml，向放射性废闪烁液中加入8.0g淀粉、6.0g纤维素、4.0g硬脂酸和4.0g活性炭，搅拌均匀后得到混合物I。
步骤2：将步骤1得到的混合物I置于80.0℃的水浴锅中进行加热，直到混合物I中的硬脂酸溶解，得到混合物II。
步骤3：在80.0℃的条件下往步骤2获得混合物II中加入摩尔浓度为8mol/L的NaOH溶液4.0mL，并搅拌反应2-3min，冷却后得到放射性废闪烁液被固化的固化体。
采用本实施例的方法对放射性闪烁液进行固化，得到固化体呈松散、不粘连、无游离液体且不粘壁的现象。
本实施例制备的固化体集中收集后进行焚烧处理。
实施例4
一种固化放射性废闪烁液的方法，具体包括以下步骤：
步骤1：取某厂样品分析产生的放射性废闪烁液20.0ml，向放射性废闪烁液中加入12.0g淀粉、10.0g纤维素、6.0g硬脂酸和6.0g活性炭，搅拌均匀后得到混合物I。
步骤2：将步骤1得到的混合物I置于100.0℃的水浴锅中进行加热，直到混合物I中的硬脂酸溶解，得到混合物II。
步骤3：在100.0℃的条件下往步骤2获得混合物II中加入摩尔浓度为10mol/L的NaOH溶液6.0mL，并搅拌反应2-3min，冷却后得到放射性废闪烁液被固化的固化体。
采用本实施例的方法对放射性闪烁液进行固化，得到固化体呈松散、不粘连、无游离液体且不粘壁的现象。
本实施例制备的固化体集中收集后进行焚烧处理。
实施例5
对上述实施例1-实施例4中的放射性废闪烁液被固化的固化体进行密度、增重比、体积膨胀率、渗油率、裂解减重比等性能参数进行测量，其结果如表1所示。
(1)密度：通过体积重量法测量固化体的密度。
(2)增重比：增重比为固化体重量与固化的放射性废闪烁液的重量比值。
(3)体积膨胀率：体积膨胀率为固化体的体积增大值与固化的放射性废闪烁液的体积比。
(4)渗油率：固化体在稳定环境条件下放置30天后渗出游离态的油占固化体重量的比值，在测渗油率时，首先称量称量纸的重量M1，再对应称量每组固化体适量M于称量纸上，放置于一定常温和常压的试验柜中，30天之后取出，除去固化体，然后再次称量纸的重量M2，渗油率为：(M2-M1)/M。
(5)裂解减重比：将固化体置于管式炉中模拟近缺氧裂解分解，取称量好的固化产物M1于石英舟中，在管式炉中热解，取出烧渣称量质量M2，裂解减重比的计算方法：(M1-M2)/M1×100％。
表1.放射性废闪烁液被固化得到固化体性能参数测量
从表1可以得出，采用该方法对放射性废闪烁液进行固化得到的固化体的密度在0.887～0.899g/cm3、增重比为1.63～1.70、体积膨胀率在65.9％～67.8％、渗油率为0.485％～0.673％、裂解减重比为87.2％～90.4％。一方面说明本方法对放射性废闪烁液具有很好的固化效果，避免放射性废物长时间运输的逸散风险和暂存风险；另一方面，根据固化体的裂解减重比可以看出采用本方法将放射性废闪烁液固化得到固化体在后期燃烧处理后剩余的废渣较小，实现固化体后期燃烧处理时废物最小化。
综上所述，本发明解决现有技术中的技术缺陷。本发明利用活性炭、淀粉、纤维素对放射性废闪烁液进行吸附，实现了对放射性废闪烁液的初步固化；再利用硬质酸与NaOH溶反应得到的硬脂酸盐与硬脂酸、NaOH溶液形成的胶体将吸附了放射性废闪烁液的活性炭、淀粉、纤维上进行包覆，从而将放射性废闪烁液锁定在活性炭、淀粉、纤维素中，实现最终固化，避免放射性废闪烁液的逸散。
以上所述仅是本发明的部分实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (7)
1.一种固化放射性废闪烁液的方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1：往放射性废闪烁液中加入包括淀粉、纤维素、硬脂酸和活性炭的固化剂，得到混合物I；
步骤2：将步骤1得到的混合物I置于70℃-100℃环境中加热直至混合物I中的硬脂酸完全溶解，得到混合物II；
步骤3：在70℃-100℃的温度下往步骤2得到的混合物II中加入摩尔浓度为5mol/L-10mol/L的强碱溶液，然后搅拌反应2-3min使强碱溶液与混合物II充分混合，冷却至室温获得放射性废闪烁液被固化的固化体。
2.根据权利要求1所述的一种固化放射性废闪烁液的方法，其特征在于，所述步骤1中每1mL的放射性废闪烁液中加入淀粉0.2g-0.6g、纤维素0.1g-0.5g、硬脂酸0.1g-0.3g和活性炭0.1g-0.3g。
3.根据权利要求2所述的一种固化放射性废闪烁液的方法，其特征在于，所述步骤1中每1mL的放射性废闪烁液中加入淀粉0.4g、纤维素0.3g、硬脂酸0.2g和活性炭0.2g。
4.根据权利要求1所述的一种固化放射性废闪烁液的方法，其特征在于，所述步骤3中的强碱溶液的摩尔浓度为8mol/L。
5.根据权利要求1-4任一项所述的一种固化放射性废闪烁液的方法，其特征在于，所述步骤3中的放射性废闪烁液与强碱溶液的体积比为1:(0.1-0.3)。
6.根据权利要求5所述的一种固化放射性废闪烁液的方法，其特征在于，所述步骤3中的放射性废闪烁液与强碱溶液的体积比为1:0.2。
7.根据权利要求6所述的一种固化放射性废闪烁液的方法，其特征在于，所述步骤3中的强碱溶液为NaOH或KOH溶液。
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| CN111799009A (zh) | 2020-10-20 |
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