[发明专利]用于处理有害污泥和离子交换介质的组合物和方法

权利要求书

1.固定含有铀、石墨、镁和铝中至少一种放射性元素或合金的含核废物的组合物，所述组合物包含：

与所述至少一种放射性元素或合金反应的至少一种矿物相形成元素或化合物；和

至少一种玻璃形成元素或化合物，用于形成玻璃相，该玻璃相包含不与所述至少一种矿物相形成元素或化合物反应的杂质和废物放射性同位素，

其中该组合物将所述含核废物固定在固体废物形式中。

2.根据权利要求1所述的组合物，其中所述含核废物包含镁金属、碳酸盐或氢氧化物，并且该矿物相足以将镁金属、碳酸盐或氢氧化物转化为MgO。

3.根据权利要求1所述的组合物，其中所述含核废物包含铀金属和/或水合的和碳酸化的铀，并且该矿物相足以转化铀氧化物。

4.根据权利要求1所述的组合物，其中含核废物包含镁诺克斯污泥、斜发沸石废物和它们的组合。

5.根据权利要求1所述的组合物，其中最终废物形式具有大于90％理论密度的密度。

6.根据权利要求1所述的组合物，其中该镁具有颗粒尺寸<250μm的镁衍生组分。

7.根据权利要求1所述的组合物，还包含至少一种添加剂以帮助最终废物形式的热处理和固结。

8.根据权利要求7所述的组合物，其中该至少一种添加剂包含与镁组分反应形成稳定相的Ti、Si、P或Al来源。

9.根据权利要求8所述的组合物，其中该Ti、Si、P或Al来源包括二氧化钛、钛酸盐矿物、氧化铝、磷酸盐二氧化硅、硅酸盐矿物、二氧化硅溶胶和玻璃料。

10.根据权利要求8所述的组合物，其中该稳定相包含MgTiO₃、Mg₂TiO₄、和MgTi₂O₅、MgSiO₃、Mg₂SiO₄、MgAl₂O₄、和它们的组合。

11.根据权利要求8所述的组合物，还包含来自废物中其它元素的三元多组分相。

12.根据权利要求11所述的组合物，其中该三元多组分相包含透辉石(CaMgSi₂O₆)和钙钛矿(CaTiO₃)。

13.根据权利要求1所述的组合物，其中该废物形式包含包封在保护玻璃和陶瓷相基体中的MgO和其它陶瓷相的混合物。

14.根据权利要求1所述的组合物，其中该废物形式包含包封在基体中的铀氧化物或选自钛酸盐矿物的化合物：钛铀矿、烧绿石、钙钛锆石。

15.根据权利要求1所述的组合物，其中该含核废物以范围从10:90至90:10的比例含有粗粒级和细粒级的颗粒。

16.根据权利要求15所述的组合物，其中大部分的粗粒级具有范围从200μm至6mm的颗粒尺寸并且大部分的细粒级具有范围从0.1至小于200μm的颗粒尺寸。

17.处理含核废物的方法，所述方法包括：

形成包含含核废物和至少一种添加剂的浆料；

干燥所述浆料以形成干燥产物；

煅烧该干燥产物以形成煅烧产物；

将该煅烧产物装入罐容器中；

将金属罐容器抽空并密封；和

在该罐容器中热处理材料以产生致密的废物形式产物，该产物包含玻璃-陶瓷。