[其他]放射性废物固化的工艺过程

说明书

本发明是关于固化放射性废物的工艺过程。首先能将放射性废物转化成几乎水不溶解的粉末（包括水不溶解粉末），然后在固化容器内用水凝固化剂固化。或者可将放射性废物干燥制成粉末，将这种粉末干燥制成颗粒，然后用一种几乎水不溶解的物质（包括水不溶解的物质）将颗粒敷胶制成微型胶丸。这种几乎水不溶解的盐最好选择钙盐。添加剂最好选择氢氧化钙溶液或者二氯甲烷和已烷组合溶剂。获得的固化物具有高度坚实性，并且体积大大缩小。

本发明是关于核电站放射性废物固化的工艺过程，特别是关于使用水凝固化剂进行固化的工艺过程。

核电站的放射性废物量和有关的处理厂的数量在逐年增加，因而减少这种放射性废物的体积的需求也在不断增加，以便确保处理厂内有贮存的地方。

至今已经考查过的用于减少放射性废物体积的方法如下：将已浓缩的废液干燥制成粉末。已浓缩的废液是通过浓缩在废离子交换树脂的再生中产生的废液，和浓缩核电站中大量存在的离子交换树脂粉浆得到的。这样，使占废液体积主要部分的水分分离出来。如果有必要，进一步将粉末制粒，然后在固化容器内整体封装固化（美国专利说明书号：No4，299，271）。

然而这种方法还是有缺点的，当使用水泥或碱金属硅酸盐（例如，水玻璃）一类水凝固化剂时，这废液不一定能够变成稳定的固体。

沸水堆核电站产生的已浓缩废液主要由一种钠盐，即硫酸钠（Na₂SO₄）组成的。另一方面，在压水堆核电站中，已浓缩废液主要由一种钠盐，即硼酸钠Na₂B₄O₇组成的，这些钠盐都是可溶于水的。

如果将沸术堆核电站产生的已浓缩废液干燥、制粉，或者如果有必要，进一步制粒，然后用水凝固化剂进行固化，它的主要成分硫酸钠将吸收这固化剂浆糊中的水分和固化反应所产生的水分，形成一种膨胀的水化物Na₂SO₄·10H₂O，引起该固化物的破裂。另外，如果用水泥作固化剂，硫酸钠将同水泥水化时产生的氢氧化钙（熟石灰）发生反应生成石膏。这石膏将避免水泥硬化太快。但另一方面，石膏将加速产生钙矾石（3CaO·Al₂O₃·3CaSO₄·32H₃O），引起固化物膨胀或破裂。

如果是固化压水堆核电站产生的已浓缩废液，其主要成分硼酸钠同样将使固化物的强度降低，它会产生水化物Na₂B₁O₇。10H₂。而发热，如果使用水泥固化剂，将阻碍水泥水化时硅酸钙（3CaO·2SiO₂·3H₂O）和铝酸钙（3CaO·Al₂O₃·6H₂O）的形成。

由于在这两种情况中，粉末或颗粒废物主要含有水溶性钠盐，固化物在长期贮存中将会发生结构的裂解、浸出率上升，强度降低和由于渗出而致的比重下降。

此外在固化过程中硼酸钠同水凝固化剂反应非常快。这一固化进行得这样快，以至会干扰固化混合物的平稳浇注。为了避免这种情况发生，在固化混合物中废液的含量必须限制，至多占30%重量，因此体积缩小比相应降低了。

本发明的目的是提供放射性废物固化的工艺过程，使得到的固化物长期具有高度坚实性。

本发明的另一个目的是提供放射性废物固化的工艺过程，使得到的固化物体积大大缩小。

本发明的另一个目的是提供放射性废物固化的工艺过程，使得到的固化物的结构由于渗出而致的裂解较少。

本发明的另一个目的是提供放射性废物固化的工艺过程，使得到的固化物具有低的浸出率。

引起发明人注意的是，发现上面提到的问题完全是由于在废液中包含的主要成分是可溶解的盐。因此，他们做了各种研究，确信这些问题可用下列方法解决，即在进入固化过程之前，将放射性废物转化成几乎水不溶解的盐结构（包括不溶解结构），他们终于取得了本发明。