[发明专利]废玻璃在固化放射性核素中的应用及固化Sr2+废物的方法

说明书

 

技术领域

本发明属于放射性废物环保处理技术领域，以废玻璃为固化物质，开发出一种新型高效固化放射性核素的应用，并提供了固化含Sr²⁺废物的常温制备方法。

背景技术

核能与核技术在工业、国防、科研等领域得到了日益广泛的应用。但在应用核技术给人类带来巨大经济与社会效益的同时，也产生了大量的放射性废物。这些放射性废物有特定的放射生物学毒性，如果泄露到生物圈，会造成严重的放射性污染，将对人类和环境造成巨大的危害。

水泥为基质的固化技术因为设备简单、投资和运行费用低，现已成为目前最主要的放射性废物固化方法。但是，水泥固化材料的多孔性及化学稳定性较差的特性，造成放射性核素的浸出率较高，增加了固化放射性废物的难度，提高了潜在的环境风险。因此，研发新型的放射性废物固化材料已成为全世界普遍关注的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种以废玻璃作为固化物质固化放射性核素的新用途，特别是提供一种采用废玻璃固化含放射性核素Sr²⁺废物的常温制备方法，该方法可有效降低放射性核素的浸出率，且成本低廉，具有很高的实用性、环保性和应用价值。

本发明请求保护废玻璃在固化放射性核素中的新应用。

此外，还提供了一种应用废玻璃常温固化含放射性Sr²⁺废物的方法，其包括以下步骤：

1）废玻璃在使用前经清洗干燥，并在球磨机中球磨成粉末；

2）将碱性激发剂与废玻璃粉末混合搅拌成浆体，然后将需要固化的含放射性Sr²⁺废物的无机盐溶液或无机盐废渣添加到浆体反应体系中，并使放射性核素Sr²⁺与废玻璃的质量比为0.5~1.5:50，碱性激发剂溶液与废玻璃的液固比为0.3~0.5；

3）将反应体系充分搅拌后放入模具中进行振动，以排除反应体系中所含的气泡；

4）将振动处理后的模具密封，养护、脱模、烘干后制得含放射性核素Sr²⁺的废玻璃基地聚合物固化体。

上述步骤1）中的废玻璃是市政回收的废玻璃或工业生产中产生的废玻璃。

上述步骤2）所述的碱性激发剂溶液为氢氧化钠溶液、氢氧化钾溶液、硅酸钠溶液、硅酸钾溶液或上述溶液的混合物。

上述步骤2）所述含放射性Sr²⁺废物的无机盐形态为硝酸锶（Sr(NO₃)₂），硫酸锶（SrSO₄），氯化锶（SrCl₂）中的一种或一种以上。

本发明的有益效果：

经测定，含放射性核素Sr²⁺的废玻璃常温固化体在25℃去离子水溶液，70℃去离子水溶液中的42天动态浸出率分别为0.46×10^-4 cm/d、0.51×10^-4 cm/d。，而水泥固化体在这两种溶液中的42天浸出率则分别为1.67×10^-4 cm/d，1.4×10^-3 cm/d。因而玻璃基常温固化体可以有效提高对放射性核素Sr²⁺的固化效果，降低其浸出率。

综上所述，应用废玻璃常温固化体固化放射性核素Sr²⁺与传统的水泥固化相比，有以下优点：

1、应用废玻璃基常温固化体固化放射性核素Sr²⁺，可有效降低放射性核素Sr²⁺的浸出率，提高固化效果。

2、应用废玻璃基常温固化体固化放射性核素Sr²⁺，资金投入较低，同时可有效利用堆置的固体废弃物——废玻璃，因而具有很高的实用性、环保性和应用价值。

附图说明  

图1：其中图1a为水泥固化体扫描电镜图，图1b为废玻璃基地聚合物固化体扫描电镜图；

图2：废玻璃基地聚合物固化体和水泥固化体抗压强度图；

图3：废玻璃基地聚合物固化体抗浸出效果图；

图4：水泥固化体抗浸出效果图。

具体实施方式

   下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步详细的说明：

实施例1

1）将废玻璃清洗干燥并球磨处理后，在90℃烘箱中烘2h；