[发明专利]一种放射性含氟废液水泥固化方法

说明书

技术领域

本发明涉及水泥固化，更具体地涉及一种放射性含氟废液水泥固化方法。

背景技术

钍基熔盐堆不同于压水堆，其主冷却剂是一种熔融态的氟化盐。熔盐堆在运行和乏燃料后处理阶段不可避免的产生含氟放射性废液，为保证周边公众安全和大量废液对环境污染的威胁，需要对放射性含氟废液进行减容和固化处理，使其达到安全暂存要求。

水泥固化是放射性废液处理的一种常用的方法，它为放射性废液以安全稳定的固体状态封存提供了一种行之有效的办法。水泥固化具有以下优点：设备简单、工艺成熟、操作方便、安全可靠、耗能少、设备投资和运行费用低、固化体机械强度高等。

目前的水泥固化是针对压水堆的含硼废液，对于放射性含氟废液水泥固化的配方还未见相关报道，亟需开展相关配方研究，以保证形成的水泥固化体能对放射性含氟废液形成有效包容，满足最终处置的要求。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本发明旨在提供一种能够有效包容放射性含氟废液的水泥固化体，从而提供一种放射性含氟废液水泥固化方法。

本发明所述的放射性含氟废液水泥固化方法，包括步骤：S1，提供放射性含氟废液；S2，将硅酸盐水泥和添加剂与放射性含氟废液混合，其中，硅酸盐水泥、添加剂和放射性含氟废液的比例为1000kg:500kg:450L；所述添加剂由质量比为1:1:3的沸石、硅灰和石英砂组成；S3，混合物在模具中固化，得到水泥固化体。

放射性含氟废液中的氟的质量浓度为0.5％-8％。

放射性含氟废液中含有氟化钠。

放射性含氟废液中还包括Sr(NO₃)₂、CsNO₃和Co(NO₃)₂。

石英砂为200目、400目或1200目的石英砂。

步骤S2在水泥胶砂搅拌机的搅拌锅中进行。

本发明的放射性含氟废液水泥固化方法，通过沸石来抑制放射性元素和元素氟的析出率；通过硅灰来降低水泥浆流动度，降低泌水性；通过石英砂来增加水泥固化体的抗压强度；如此，本发明提供的水泥固化体的各项指标能满足GB14569.1-2011的要求，且能很好的包容氟元素，使得其近乎没有浸出。因此，本发明的放射性含氟废液水泥固化方法能够有效解决放射性含氟废液水泥固化处理问题，为其最终处置提供了基础，填补了国内放射性含氟废液水泥固化配方的空白。

附图说明

图1是根据本发明的放射性含氟废液水泥固化方法提供的水泥固化体经过抗冲击性能测试后的测试结果图；

图2是模拟核素浸出试验中水泥固化体的模拟Sr²⁺析出率曲线图；

图3是模拟核素浸出试验中水泥固化体的模拟Cs⁺析出率曲线图；

图4是模拟核素浸出试验中水泥固化体的模拟Co²⁺析出率曲线图；

图5是模拟核素浸出试验中水泥固化体的模拟Sr²⁺累积浸出率曲线图；

图6是模拟核素浸出试验中水泥固化体的模拟Cs⁺累积浸出率曲线图；

图7是模拟核素浸出试验中水泥固化体的模拟Co²⁺累积浸出率曲线图；

图8是水泥固化体的F^-浸出-浓度曲线。

具体实施方式

下面结合附图，给出本发明的较佳实施例，并予以详细描述。

本发明的放射性含氟废液水泥固化方法，包括以下步骤：

S1，按照下表1提供放射性含氟废液；

表1放射性含氟废液组成

其中，该放射性含氟废液可以是经过处理得到的含氟质量浓度在0.5％～8％的放射性废液。实施例5中模拟含氟放射性废液有部分NaF不溶解，需将模拟含氟放射性废液搅拌均匀后进行固化，以保证F的质量浓度达到8％。

S2，在水泥胶砂搅拌机的搅拌锅中，将1000kg的硅酸盐水泥和500kg的添加剂与450L的放射性含氟废液混合。其中，所述添加剂由100kg的沸石、100kg的硅灰和300kg的石英砂组成。其中，石英砂为200目、400目或1200目的石英砂。其中，搅拌时间约在2-5min即可，优选3min。

S3，混合物在模具中固化，得到水泥固化体。其中，该模具为塑料模具。混合物注入Φ50×50mm³的塑料模具中固化。