一种放射性废物焚烧灰的水泥固化方法与流程

1.本发明属于放射性废物处理技术领域，涉及一种放射性废物焚烧灰的水泥固化方法。


背景技术：

2.核电厂、后处理厂等核设施运行过程中都会产生大量的可燃废物，包括纤维类物质(如纸、棉织物、木材等)、塑料、橡胶类物质、离子交换树脂等，另外还有液体可燃废物如污油、废溶剂、液闪废液等。
3.焚烧法是放射性可燃废物的传统处理方法，是可燃废物最好的减容措施，减容比可达到50-70，减重比可达20以上，可大大减少放射性废物的贮存、运输和处置费用。目前已有多台焚烧设备在处理核工业产生的放射性可燃废物。但焚烧法处理放射性废物会产生放射性焚烧灰，这些焚烧灰目前都处于暂存状态，没有妥善的处理办法。
4.水泥固化是一种传统的放射性废物处理技术，该技术具有工艺简单、技术成熟、废物固化体稳定性好、成本低等技术优势，而且放射性废物水泥固化体是公认的处置可接收的形式。
5.焚烧灰一般为粉末状，粒度以1μm～5mm为主，由熔渣及不可燃的玻璃、陶瓷等组成，通常松散堆积，逸散后容易在空气中长期滞留，形成内照射污染源。水泥固化法通过机械固化、吸附固化和化学固化对放射性废料中的核素起到固化作用，形成的水泥固化体机械稳定性、耐热性、耐久性及对辐射的屏蔽性均较好。但目前国内外尚未有针对放射性废物焚烧灰的水泥固化方法。


技术实现要素：

6.本发明的目的是提供一种放射性废物焚烧灰的水泥固化方法，以能够更好地处理放射性废物焚烧灰，使放射性废物焚烧灰达到可以处置的状态。
7.为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种放射性废物焚烧灰的水泥固化方法，所述的方法是在容器中加入放射性废物焚烧灰，搅拌下先加入除盐水，持续搅拌一段时间，再加入添加剂，并持续搅拌一段时间，最后加入水泥并持续搅拌一段时间，完成固化。
8.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种放射性废物焚烧灰的水泥固化方法，其中所述的容器为200l标准钢桶，内径560mm，内高860mm，桶壁厚度1.2～1.5mm。
9.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种放射性废物焚烧灰的水泥固化方法，其中所述的放射性废物焚烧灰的加入量为50～120kg，所述的除盐水加入的质量为放射性废物焚烧灰质量的50％～90％，所述的添加剂加入的质量为放射性废物焚烧灰质量的1.0％～5.0％，所述的水泥加入的质量为放射性废物焚烧灰质量的60％～300％。
10.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种放射性废物焚烧灰的水泥固化方法，其中加入除盐水后持续搅拌的时间为10～25min。
11.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种放射性废物焚烧灰的水泥固化方法，其中所述的添加剂包括减水剂、硅粉、缓凝剂、分子筛。
12.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种放射性废物焚烧灰的水泥固化方法，其中加入添加剂后持续搅拌的时间为10～25min。
13.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种放射性废物焚烧灰的水泥固化方法，其中加入水泥后持续搅拌的时间为10～25min。
14.本发明的有益效果在于，利用本发明的放射性废物焚烧灰的水泥固化方法，能够更好地处理放射性废物焚烧灰，使放射性废物焚烧灰达到可以处置的状态。
15.本发明的优点体现在：
16.(1)本发明固化包容率高，可以实现焚烧灰体积包容率≥80％，基本不增容；
17.(2)本发明各物料添加量均为质量计量，便于控制；
18.(3)本发明产生的固化体性能满足《低、中水平放射性废物固化体性能要求-水泥固化体》(gb14569.1-2011)的要求，可以用于处置。
附图说明
19.图1为实施例1中本发明的放射性废物焚烧灰的水泥固化方法的原理示意图，其包括去离子水储罐1、添加剂计量加料罐2、搅拌装置3、水泥计量加料罐4。
具体实施方式
20.以下通过实施例对本发明的具体实施方式作出进一步的说明。
21.实施例1：放射性废物焚烧灰的水泥固化
22.焚烧灰加料：称取50～120kg的焚烧灰加入200l标准钢桶中，将钢桶转运至水泥固化系统辊道上。
23.加入除盐水：将钢桶转移至固化工位，利用固化系统物料计量装置称取焚烧灰质量60％～90％的除盐水，边加入除盐水，边将搅拌桨伸入钢桶并开始搅拌，搅拌桨到位后继续搅拌10～25min。
24.加入添加剂：利用固化系统物料计量装置称取焚烧灰质量1.0％～5.0％的添加剂(按重量百分比包括聚羧酸减水剂1％-5％、硅粉1％-10％、硼酸0.1％-3％、5a分子筛0.5％-5％)边搅拌边加入钢桶，5min内加完，然后继续搅拌10～25min，使物料充分混合均匀。
25.加入水泥：利用固化系统水泥计量装置向桶内加入焚烧灰质量60％～300％的水泥，然后继续搅拌10～25min。
26.固化体养护：将搅拌完成的水泥桶封盖密封后放置于温度25
±
5℃的环境养护，养护时间不少于28d。养护完成后固化体强度满足国标要求，可以送交处置。
27.采用放射性废物焚烧灰制备的水泥固化体性能测试结果为：
28.1)抗压强度满足gb14569.1-2011规定的要求：6个测量值相对偏差均未超出平均值的
±
20％，计算其平均抗压强度为51.2mpa。
29.2)抗浸泡性满足gb14569.1-2011规定的要求：6个样品经抗浸泡试验后的抗压强度都大于7mpa，6个测量值相对偏差均未超出平均值的
±
20％，6个样品的平均抗压强度均
值为45.0mpa。与抗浸泡试验前的抗压强度相比，水泥固化体抗浸泡性试验后的平均抗压强度损失了12.1％。
30.显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若对本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其同等技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。上述实施例或实施方式只是对本发明的举例说明，本发明也可以以其它的特定方式或其它的特定形式实施，而不偏离本发明的要旨或本质特征。因此，描述的实施方式从任何方面来看均应视为说明性而非限定性的。本发明的范围应由附加的权利要求说明，任何与权利要求的意图和范围等效的变化也应包含在本发明的范围内。


技术特征：
1.一种放射性废物焚烧灰的水泥固化方法，其特征在于：所述的方法是在容器中加入放射性废物焚烧灰，搅拌下先加入除盐水，持续搅拌一段时间，再加入添加剂，并持续搅拌一段时间，最后加入水泥并持续搅拌一段时间，完成固化。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的容器为200l标准钢桶，内径560mm，内高860mm，桶壁厚度1.2～1.5mm。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的放射性废物焚烧灰的加入量为50～120kg，所述的除盐水加入的质量为放射性废物焚烧灰质量的50％～90％，所述的添加剂加入的质量为放射性废物焚烧灰质量的1.0％～5.0％，所述的水泥加入的质量为放射性废物焚烧灰质量的60％～300％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：加入除盐水后持续搅拌的时间为10～25min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述的添加剂包括减水剂、硅粉、缓凝剂、分子筛。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：加入添加剂后持续搅拌的时间为10～25min。7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：加入水泥后持续搅拌的时间为10～25min。

技术总结
本发明属于放射性废物处理技术领域，涉及一种放射性废物焚烧灰的水泥固化方法。所述的方法是在容器中加入放射性废物焚烧灰，搅拌下先加入除盐水，持续搅拌一段时间，再加入添加剂，并持续搅拌一段时间，最后加入水泥并持续搅拌一段时间，完成固化。利用本发明的放射性废物焚烧灰的水泥固化方法，能够更好地处理放射性废物焚烧灰，使放射性废物焚烧灰达到可以处置的状态。处置的状态。处置的状态。


技术研发人员：席亚慧 郭喜良 郑博文 闫晓俊 徐卫 韩旭 崔晗 柳兆峰 褚浩然 张丽 秦翔 高凯 高超 冯文东 刘建琴
受保护的技术使用者：中国辐射防护研究院
技术研发日：2022.09.22
技术公布日：2022/12/30