一种放射性废树脂无机化废液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，涉及一种放射性废树脂无机化废液的水泥固化方法。


背景技术：

2.核电厂运行过程中会产生一些放射性废树脂，作为一种特殊废物流，其安全处理处置是国内外放射性废物管理的难点和热点之一。目前，国内外正在开展放射性废树脂无机化减容处理技术研究，包括fenton氧化法、超临界水氧化、蒸汽重整等，其中fenton氧化法进度最快，已经完成了中试规模的热试验证。这些处理技术都会产生放射性废液，需要稳定化处理才可以处置。
3.废液水泥固化是一种传统的放射性废液处理技术，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。
4.为了实现废物最小化，放射性废树脂无机化废液水泥固化前需要蒸发浓缩以减少废物体积。蒸发浓缩后的废液中含盐量》30％，且含有高浓度的硫酸盐和硼酸。硼酸对水泥固化有显著的缓凝作用；硫酸盐是一种对水泥水化具有化学侵蚀性的物质。目前国内外尚未有针对放射性废树脂无机化废液的水泥固化方法。


技术实现要素：

5.本发明的目的是提供一种放射性废树脂无机化废液的水泥固化方法，以能够更好地处理放射性废树脂无机化废液，从而填补放射性废树脂无机化处理到处置的缺失环节，推动放射性废树脂无机化处理技术的工程应用。
6.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树脂无机化废液的水泥固化方法，所述的方法是在容器中加入放射性废树脂无机化废液，搅拌下先加入氢氧化钙以将放射性废树脂无机化废液的ph调整至适宜的范围，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。
7.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种放射性废树脂无机化废液的水泥固化方法，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。
8.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种放射性废树脂无机化废液的水泥固化方法，其中所述的放射性废树脂无机化废液含盐量30％～45％，加入质量为70～110kg；所述的氢氧化钙加入的质量为放射性废树脂无机化废液质量的5％～30％；所述的添加剂加入的质量为放射性废树脂无机化废液质量的0.5％～5.0％；所述的水泥加入的质量为放射性废树脂无机化废液质量的60％～150％。
9.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种放射性废树脂无机化废液的水泥固化方法，其中加入氢氧化钙后持续搅拌的时间为5～30min。
10.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种放射性废树脂无机化废液的水泥固化
方法，其中ph的适宜的范围为8.0-11.5。
11.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种放射性废树脂无机化废液的水泥固化方法，其中所述的添加剂包括减水剂、硅粉、分子筛、促凝剂、早强剂。
12.在一种优选的实施方案中，本发明提供一种放射性废树脂无机化废液的水泥固化方法，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树脂无机化废液的水泥固化方法，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树脂无机化废液的水泥固化方法，能够更好地处理放射性废树脂无机化废液，从而填补放射性废树脂无机化处理到处置的缺失环节，推动放射性废树脂无机化处理技术的工程应用。
15.本发明的优点体现在：
16.(1)本发明可以兼容核电厂现有桶内水泥固化系统，便于直接进行工程应用；
17.(2)本发明可以实现水泥固化体相对于树脂的减容，减少废物处置成本；
18.(3)本发明各物料添加量均为质量计量，便于控制；
19.(4)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
20.图1为实施例1中本发明的放射性废树脂无机化废液的水泥固化方法的原理示意图，其包括废液计量加料罐1、氢氧化钙计量加料罐2、添加剂计量加料罐3、搅拌装置4、水泥计量加料罐5。
具体实施方式
21.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。
22.实施例1：放射性废树脂无机化废液的水泥固化
23.废液调制：称取70～110kg含盐量30％～45％的放射性废液放入200l标准钢桶中，将钢桶转运至水泥固化系统辊道上，将钢桶转移至固化工位并将开始搅拌废液。利用固化系统物料计量装置称量废液质量15％～30％的氢氧化钙，边搅拌边加入钢桶中，加完后继续搅拌5-30min。
24.加入添加剂：利用固化系统物料计量装置称取废液质量0.5％～5.0％的添加剂(按重量百分比包括聚羧酸减水剂0.5％-5.0％、硅粉3％-30％、分子筛1.0％-7.5％、硅酸钠0.1％-8.7％、甲酸钙0.05％-3.6％)，边搅拌边加入钢桶，加完后继续搅拌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废液质量60％～150％的水泥，加完水泥后继续搅拌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.采用废树脂湿法氧化废液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12.9mpa。
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18.6mpa。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增加了43.8％，无抗压损失。
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：
1.一种放射性废树脂无机化废液的水泥固化方法，其特征在于：所述的方法是在容器中加入放射性废树脂无机化废液，搅拌下先加入氢氧化钙以将放射性废树脂无机化废液的ph调整至适宜的范围，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：所述的放射性废树脂无机化废液含盐量30％～45％，加入质量为70～110kg；所述的氢氧化钙加入的质量为放射性废树脂无机化废液质量的5％～30％；所述的添加剂加入的质量为放射性废树脂无机化废液质量的0.5％～5.0％；所述的水泥加入的质量为放射性废树脂无机化废液质量的60％～150％。4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：加入氢氧化钙后持续搅拌的时间为5～30min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：ph的适宜的范围为8.0-11.5。6.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、分子筛、促凝剂、早强剂。7.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。8.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，涉及一种放射性废树脂无机化废液的水泥固化方法。所述的方法是在容器中加入放射性废树脂无机化废液，搅拌下先加入氢氧化钙以将放射性废树脂无机化废液的pH调整至适宜的范围，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树脂无机化废液的水泥固化方法，能够更好地处理放射性废树脂无机化废液，从而填补放射性废树脂无机化处理到处置的缺失环节，推动放射性废树脂无机化处理技术的工程应用。的工程应用。的工程应用。


技术研发人员：席亚慧 郭喜良 闫晓俊 柳兆峰 张丽 韩旭 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：2023/1/2