[发明专利]废玻璃在固化放射性核素中的应用及对含放射性Cs+废物的常温固化方法

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固化放射性核素，同时开发出一种新型高效固化放射性核素Cs⁺的常温固化方法。 

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开发出以废玻璃作为固化物质固化放射性核素的新用途，同时提出以废玻璃固化含放射性Cs⁺废物的常温固化方法，该用途利用了最常见的固体废弃物玻璃，以废治废，绿色环保。 

首先，本发明提出了废玻璃在固化放射性核素中的应用的新用途。 

此外，本发明提出了一种应用废玻璃固化含放射性Cs⁺废物的常温固化体制备方法，其包括以下步骤：。 

1）将废玻璃清洗干燥，之后在球磨机中球磨成粉末，经200目筛子筛选； 

2）将含放射性Cs⁺废物的无机盐添加到碱性激发剂中，然后将碱性激发剂与废玻璃粉末混合搅拌成浆体，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； 

3）将振动处理后的模具密封，养护、脱模、干燥后制得含模拟放射性核素Cs⁺的废玻璃基常温固化体。 

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或氢氧化钾溶液，硅酸钠溶液或硅 酸钾溶液、或上述溶液的混合物。 

上述步骤2）所述的放射性核素Cs⁺与废玻璃的质量比为0.5～1.5:50。 

上述步骤2）所述的含放射性Cs⁺废物的无机盐形态为硝酸铯（CsNO₃），氯化铯（CsCl）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Cs⁺的废玻璃常温固化体在25℃去离子水、pH=1的硫酸溶液和质量分数为5%的硫酸镁溶液中的42天动态浸出率分别为2.18×10^-5cm/d、3.96×10^-3cm/d、8.88×10^-3cm/d，而水泥固化体在这三种溶液中的42天动态浸出率则分别为1.04×10^-3cm/d、1.12×10^-3cm/d、1.56×10^-3cm/d。因而玻璃基常温固化体可以有效提高对放射性核素Cs⁺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Cs⁺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Cs⁺，可有效降低放射性核素Cs⁺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Cs⁺，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：固化体微观形貌（SEM）图，其中图1a为水泥固化体扫描电镜图，图1b为废玻璃基常温固化体扫描电镜图； 

图2：废玻璃基常温固化体和水泥固化体抗压强度图； 

图3：废玻璃基常温固化体抗浸出效果图；其中图3a为25℃状态，图3b为70℃状态； 

图4：水泥固化体抗浸出效果图，其中图4a为25℃状态，图4b为70℃状态。 

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成玻璃粉末，在90℃烘箱中烘2h；