废机油包容量对水泥固化体性能的影响

本文采用硫铝酸盐水泥结合乳化固化法对模拟放射性废机油进行固化处理,以固化体中不同机油包容量为变量,参照国标GB 14569.1—2011分析了固化体的力学性能、抗浸出性能及冻融性能。结果表明,当机油包容量小于25%(质量比)时,固化体性能满足国标GB 14569.1—2011相关要求。在此基础上,采用梯度升温法、TG、XRD、静态氮吸附仪考察了不同机油固化体的热稳定性能、孔隙率及物项组成,实验结果表明,固化体中机油包容量小于16.67%时,固化体热稳定性性能优良,机油包容量为12.5%时,固化体微观孔隙和孔径最小,故该包容量下固化体强度最高,当机油包容量小于25%时,机油不会抑制硫铝酸盐水泥的水化过程及水泥固化体的孔径分布微分曲线。

放射性废树脂桶外搅拌水泥固化关键技术

某核设施运行单位,为了消除废树脂暂存的安全风险,建立了放射性废树脂(以下简称为废树脂)桶外搅拌水泥固化生产线。该生产线在冷调过程中出现了废树脂输送泵堵塞、废树脂计量液位计卡死等情况,导致该生产线无法正常投入运行。为了使该生产线尽快投入生产运行,对制约该生产线的关键技术进行了研究,通过研究解决了废树脂输送过程中堵塞、计量不准等瓶颈技术问题,为废树脂水泥固化生产线的运行奠定了基础。

放射性废物固化处理的研究及应用现状

放射性废物安全有效的处置是世界各国关注的重要课题,也是核工业健康、可持续发展的重要保证。对放射性废物进行固化处理后埋入地下已经成为放射性废物处置的发展趋势。对水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固化、人造岩石固化等5种固化处理方法的固化机理、研究现状、应用情况、适用领域及优缺点进行了较系统的分析探讨。水泥固化、沥青固化、塑料固化适用于中低放废物的固化处理,玻璃固化和人造岩石固化适用于高放废物的固化处理。

放射性废物水泥固化研究进展

水泥化学的理论研究进展和新的水泥系列、混合材、外加剂及混凝土用纤维材料的研究成果,均可借鉴到放射性废物水泥固化的配方研究中。本文综述硅酸盐水泥、碱活化矿渣水泥、硫铝酸盐水泥等在放射性废物水泥固化研究中的应用现状,介绍火山灰质混合材、外加剂、纤维材料等在提高废物包容量、固化体强度、耐久性和降低核素浸出等方面的研究进展,以期为水泥固化配方的研究与开发提供新的思路。

压水堆核电站放射性废液水泥固化技术分析

目前,除台湾地区外,国内的所有压水堆核电站都采用水泥固化技术处理放射性废液及其他湿废物。用钢桶作为包装容器与使用混凝土桶作包装容器相比较,可以使最终废物的体积减少50%以上,且钢桶的制造成本及运输成本都比混凝土桶低得多,但对于放射性水平较高的废物需要增设附加屏蔽。选择合适的搅拌桨在桶内混合-固化废液,可以提高废物装桶率;桶外搅拌装置将不可避免地产生二次废物。用小车作为废物桶的运输工具,可以使运输设备及地面的去污更加容易,且小车的制造成本和维修成本也比传统的辊道低得多。合理选择废液的固化配方,尽量避免加入其他物质,可提高废物的包容率。

放射性废离子交换树脂特种水泥固化体的微观结构分析

研究了特种水泥 (ASC)树脂固化体的微观结构。用压汞实验比较了ASC特种水泥的树脂固化体和普通硅酸盐水泥 (OPC)固化体多孔性能 ,通过电镜扫描 (SEM )观察比较了ASC和OPC的微观晶体结构。分析结果发现ASC水泥固化体具有较好的孔形结构 ,这是ASC固化体浸出率低的原因 ;ASC水泥固化体晶体呈针状结构 ,OPC水泥固化体晶体呈片状结构 ,针状结构的力学性能和结构强度要比OPC的片状结构好 ,该结构是ASC固化放射性废树脂包容量大、强度高的根本原因。

水泥固化高放射性废物的研究进展

近十几年来，许多国家正在加速研究和开发高放射性废物的水泥固化技术，并取得了较大进展。

模拟高放射性废物碱矿渣水泥基固化体的性能研究

研究了用初压成型和振动成型工艺制造的碱矿渣水泥固化体的某些性能。结果表明，用碱矿渣水泥基材料固化模拟高放射性废物是可行的。采用初压成型工艺制造的碱矿渣水泥固化体，２８ｄ抗压强度达１１７．３ＭＰａ，孔隙率为９．６４％，且固化体还具有良好的抗冲击性能和较低的核素浸出率。

碱矿渣-粘土复合水泥固化模拟放射性泥浆的可行性研究

实验研究了碱矿渣粘土复合水泥(AASCM)固化模拟放射性泥浆的可行性。结果表明:模拟泥浆掺量、水胶比对AASCM与模拟泥浆拌合物的流动度以及温度对拌合物的凝结时间影响较大,实验用阴离子的种类对凝结时间影响较小。该水泥应用于固化工程时,宜在低于20℃的条件下施工。当胶砂比为1∶1、水胶比为0.45、模拟泥浆掺量为20%时,拌合物的流动度能满足施工要求,固化体的抗压强度满足GB14569.1—93要求,其固化体的浸出率较普通硅酸盐水泥的低。硅灰能够改善AASCM与模拟泥浆拌合物的和易性及降低其固化体的浸出率。

沸石用于放射性废树脂水泥固化的试验研究

在放射性废离子交换树脂水泥固化配方中加入沸石,利用沸石对放射性核素137Cs和90Sr的吸附,降低了水泥固化体的放射性浸出率,从而提高了对废树脂的包容率和固化体处置的安全性。

含^(60)Co和^(152)Eu放射性废液的水泥固化配方研究

针对含60 Co 3 8× 10 5Bq/L、152 Eu 6 67× 10 5Bq/L、总放射性活度为 2× 10 7Bq的放射性废液进行了水泥固化配方及工艺试验研究。结果表明 :水泥浆流动度和初凝时间随水灰比增大而增大 ,而固化体的抗压强度则随其增大而降低。优选配方的水泥固化体各种性能均满足中低放废液固化体性能要求 :水泥浆流动度≥ 130mm ;水泥固化体 2 8d抗压强度 >7MPa ;4 2d浸出率60 Co为1 84× 10 - 4cm/d、152 Eu为 2 76× 10 - 5cm/d(剂灰比 0 15 ) ,60 Co为 5 4 7× 10 - 4cm/d、152 Eu为1 5 5× 10 - 4cm/d(无添加剂 ) ;总 β的累积浸出分数 (4 2d)分别为 1 7× 10 - 2 cm(剂灰比 0 15 )和3 5× 10 - 2 cm(无添加剂 )

高放废液碱矿渣水泥固化体中矿渣反应程度研究

出于安全性的考虑，高放废液碱矿渣水泥固化体应该具有较高的热力学稳定性，要求在一个不太长的时间内使处于介稳态的矿渣玻璃体完全水化转化为热力学稳定的水化产物。为此分别用水杨酸甲醇—丙酮萃取法和非蒸发水法估测碱矿渣水泥中的矿渣反应率，用非蒸发水法结合ＤＴＡ法估测固化体中的矿渣反应率。结果表明，高细度矿渣（大于６００ｍ２／ｋｇ）水化主要发生在早期，２８天时矿渣反应率（或碱矿渣水泥水化程度）约为４５％。水化１００多天固化体的水化程度约为７３％，ＤＴＡ上已测不出矿渣玻璃体的反玻化峰。

压水堆核电站产生的硼酸废液和浓缩废液的水泥固化研究

本文介绍了压水堆核电站产生的硼酸废液和浓缩废液水泥固化的实验室研究结果。硼酸废液在水泥中有良好的分散性和缓凝作用，水泥浆的泌水和终凝时间太长限制了水泥固化体中废液的包容量。推荐的含砂水泥固化体中硼酸废液的包容量为２３％（ｗｔ），纯水泥固化体为２８％（ｗｔ）。浓缩废液与水泥等组分搅拌形成的水泥浆又粘又稠，凝结很快。推荐的含砂水泥固化体中浓缩废液的包容量为２８％（ｗｔ），纯水泥固化体为３８％（ｗｔ），上述固化体的性能均符合技术指标的要求。

水泥固化体的铯的浸出行为

通过对硅酸盐水泥、碱矿渣水泥以及掺加沸石的碱矿渣水泥固化体在２５℃和７０℃下Ｃｓ￣＋的浸出行为研究发现，掺加３０％沸石的碱矿渣水泥固化体２８天Ｃｓ￣＋累积浸出量仅是硅酸盐水泥固化体的１／１０，是碱矿渣水泥固化体的１／６－１／４。几种水泥固化体Ｃｓ￣＋的累积浸出分数Ｐｔ与ｔ￣（１／２）作图都呈折线关系，前３天Ｃｓ￣＋扩散系数大于后期。Ｃｓ￣＋的浸出主要取决于水泥固化体的结构致密程度和固化体连通孔溶液中游离Ｃｓ￣＋浓度，而后者则又与水化产物束缚Ｃｓ￣＋的能力成反比和水化产物的溶解度成正比。因此碱矿渣水泥固化Ｃｓ￣＋的能力大于硅酸盐水泥。同时探讨了水泥固化体Ｃｓ￣＋的浸出模型。

模拟高放废液碱矿渣水泥固化体稳定性的研究

本文主要研究了碱矿渣水泥固化体的热力学稳定性、热稳定性和在地下水中的稳定性。研究结果表明，水化到２８ 天时，固化体中处于介稳态的矿渣玻璃体基本消失，转化为稳定的水化产物，固化体的热力学稳定性良好；固化体在５００ ℃的高温下仍具有足够的强度，热稳定性良好；同时，在地下水中，固化体也具有良好的稳定性。

放射性废物固化体抗浸出性快速测定方法探讨

固化体的抗浸出性是放射性废物安全管理的一重要参数。目前,国内采用国标GB7023—86中的标准浸出试验方法测试固化体的抗浸出性,试验周期长。并且,国标GB14569.1—93仅对核素第42d的浸出率作了规定。这一规定不能很好反映不同固化基材、不同配方固化体间抗浸出性的差异。美国国家标准ANSI/ANS-16.1—2003采用快速浸出试验方法,并用浸出因子来表征核素的抗浸出性。本工作参照美国标准对试验结果的处理方法,对以往获得的真实或模拟放射性废物水泥固化体的浸出试验数据进行重新计算。计算结果表明,当核素累积浸出百分数小于20%时,核素的浸出率与浸出因子间存在一定的换算关系。据此,可考虑建立快速浸出试验方法和新的试验结果表述式,以较全面地判定放射性废物固化体的抗浸出性能。

模拟高盐高碱低中水平放射性废液水泥固化工艺的研究

针对高盐高碱低中水平放射性废液的特性,通过在普通硅酸盐水泥中掺入矿渣粉、粉煤灰和沸石作为矿物掺合料进行优化,获得固溶度大、低泌水率、流动性好、低核素浸出率的工艺配方,着重研究了水泥基材料组成、液灰比、盐浓度和促凝剂对扩展流动度、泌水率、凝结时间的影响规律。研究结果表明:矿物掺合料替代部分水泥可以发挥火山灰效应、减水效应,从而提高固化体对废液的包容量,改善拌合物的泌水、盐析现象;矿渣粉和粉煤灰有利于获得较高流动度的水泥拌合物,沸石可显著延长拌合物的凝结时间;随着高盐高碱低中水平放射性废液盐浓度的增加,扩展流动度减小,泌水率减小,凝结时间延长;三乙醇胺能有效缩短水泥固化的施工作业时间,掺量为1%时,PSFZ配方拌合物的初凝时间为262 min,终凝时间为302 min,可以满足施工作业要求。

30%TBP-煤油有机废液水泥固化配方研究

一、前言我国后处理厂现存的30%磷酸三丁醋-煤油(以下简称为30%TBP-OK)有机废液,急待寻求安全、经济、合理的处理处置方案。国内外对这类放射性有机废液较多采用焚烧法处理,亦有一部分采用水泥固化,但因包容量低,固化体性能不够理想,而未达到商用阶段。本工作试图探索用大体积浇注水泥固化法处理处置有机废液的可能性。

模拟放射性树脂特种水泥固化提高包容量的研究

研究了用ASC特种水泥固化放射性废树脂过程中增加树脂包容量对固化体强度、核素浸出率和水化热温升的影响。研究结果表明:增加树脂包容量将使固化体强度有所降低,但当树脂包容量不大于60%的时候仍然可以满足废物处理和处置的要求;增加树脂包容量对核素浸出率影响很小,并且可使固化过程中的水化热温升有所降低。

PAIV萃淋树脂分离铁溶液中微量钕的研究

研究了０．２ｍｏｌ／ＬＰＡＩＶ（酰胺荚醚）－６０％煤油－４０％辛醇在硝酸体系中对钕和铁的萃取及负载有机相在不同反萃液中的反萃行为。进而研究了钕和铁在ＰＡＩＶ萃淋树脂色层柱上的吸附及淋洗行为。通过改变淋洗剂组成和浓度，能将微克钕和毫克铁分离。分别用分光光度法和原子吸收法测定钕和铁，钕的回收率９６．７％，铁的回收率９５％以上。