[發明專利]一種利用粉煤灰基地聚合物固化放射性廢樹脂的方法

無效

• 申請號: 201410447417.2
• 申請日: 2014-09-03
• 公開（公告）號: CN104200862A
• 公開（公告）日: 2014-12-10
• 發明（設計）人: 李琴;鄧寧;崔皓;安浩;苗琛琛;翟建平
• 申請（專利權）人: 南京大學
• 主分類號: G21F9/30
• 分類號: G21F9/30
• 代理公司: 南京鐘山專利代理有限公司 32252
• 代理人: 戴朝榮

技術領域

本發明屬于放射性廢物安全處置技術領域，具體涉及一種利用粉煤灰基地聚合物固化放射性廢樹脂的方法。

背景技術

核能與核技術在能源、電力、國防和科研領域得到了日益廣泛的應用，在帶來巨大經濟效應和社會效應的同時，放射性廢物安全處置問題如影隨形。放射性廢樹脂主要來源于核電站中的蒸汽發生器排污、化學和容積控制、反應堆換料腔和乏燃料水池的冷卻和處理、硼回收和廢液處理等系統。這些含有放射性核素的物質如果處理不當就會遷移到環境中去，進而影響生物圈，危機人類的健康，甚至帶來無法彌補的巨大危害。

水泥基質膠凝材料因為設備簡單，投資和運行費用低，現在已成為最主要的放射性核素固化材料，但是,由于水泥基質膠凝材料的多孔結構，化學穩定性較差的特性，導致固化體放射性核素的浸出率較高，增加了潛在的環境風險，因此，研發新型高性能放射性固化材料已成為全世界普遍關注的問題。

粉煤灰地聚合物是最近十幾年新興的無機膠凝材料，具有優異的耐酸、鹽侵蝕；熱穩定性以及抗輻照性能。目前，缺乏一種安全性好、所得固化體抗壓強度較高的利用粉煤灰基地聚合物固化放射性廢樹脂的方法。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是提供了一種安全性好、所得固化體抗壓強度較高的利用粉煤灰基地聚合物固化放射性廢樹脂的方法。

為了實現上述目的，本發明通過如下技術方案實現：一種利用粉煤灰基地聚合物固化放射性廢樹脂的方法，包括如下步驟：

(1)烘干：粉煤灰在使用前經干燥處理；

(2)混合：首先將羧甲基纖維素鈉、放射性廢樹脂與堿激發劑混合均勻為混合物A，碳纖維與粉煤灰混合均勻為混合物B，最后將上述的混合物A和混合物B混合并攪拌均勻；

(3)入模：將攪拌后的混合漿體倒入模具中，使用水泥膠砂振實臺振動振實；

(4)養護：將模具試塊放入標準養護箱中養護，養護好后即制得含有放射性核素粉煤灰基地聚合物固化體。

進一步地，在步驟(1)中，所述粉煤灰使用烘箱進行干燥；所述粉煤灰為煤燃燒鍋爐煙氣除塵后的捕集灰和經研磨后的底渣灰。

進一步地，在步驟(2)中，所述粉煤灰、堿激發劑、放射性廢樹脂、羧甲基纖維素鈉、碳纖維的質量比為10:5:2:0.005:0.05---10:5:4:0.02:0.1。

更進一步地，在步驟(2)中，所述放射性廢樹脂在使用前要經脫水處理；所述放射性廢樹脂為核工業產生的放射性廢樹脂。

進一步地，在步驟(2)中，所述放射性廢樹脂為陰離子交換樹脂、陽離子型交換樹脂或大孔型離子交換樹脂中的一種或幾種的組合。

進一步地，在步驟(2)中，所述堿性激發劑溶液為硅酸鈉溶液、硅酸鉀溶液中的一種或兩種的組合；所述堿激發劑溶液的模數為1.0-2.0。

更進一步地，在步驟(2)中，所述攪拌過程是利用行星式膠砂攪拌機攪拌，攪拌過程為先攪拌20-30s，轉速為50-100r/min；然后再攪拌30-50s，轉速為700-1500r/min。

進一步地，在步驟(4)中，所述的養護過程為：養護溫度30-60℃，養護濕度為90-99％，養護24小時后脫模，脫模后繼續養護至28d齡期。

進一步地，在步驟(4)中，所述養護溫度為40℃。

本發明的粉煤灰基地聚合物在固化放射性廢樹脂的應用。

有益效果：本發明具有操作簡單，成本低，安全性好，所得固化體抗壓強度較高，易于推廣應用的特點。經測定，粉煤灰基地聚合物固化體28天的抗壓強度超過16.2MPa，抗折強度超過3.4MPa，固化體核素浸出率低，滿足國家標準要求。固化過程中模具中并放在震實臺上振動，以排除漿體中的氣泡。使用羧甲基纖維素鈉提高了漿體的粘度；碳纖維可有效防止因樹脂吸水膨脹導致固化體開裂的現象，并且利用了火電廠的大宗固體廢棄物來固化核電廠產生的放射性廢樹脂，以廢治廢，具有明顯的經濟效益、環境效益和社會效益。

附圖說明

圖1為本發明含有放射性核素粉煤灰基地聚合物固化體的效果圖。

具體實施方式

下面將通過具體實施例對本發明做進一步的具體描述，但不能理解為是對本發明保護范圍的限定。

實施例1