[发明专利]放射性碘废物的方钠石基陶瓷-玻璃双重固化方法

权利要求书

1.方钠石基陶瓷-玻璃双重固化方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

(1)将4A沸石球磨，球磨后4A沸石粉末粒径小于0.1mm，其中4A沸石的分子式为Na₁₂[Al₁₂Si₁₂O₄₈]·27H₂O；

(2)将步骤(1)得到的4A沸石粉末与浓度为1～1.5mol/L的硝酸银溶液混合并在加热状态下搅拌，待银离子与4A沸石中的Na离子交换反应完全后将溶液烘干后得到银离子交换沸石；其中交换反应的反应式为：

(Na₁₂[Al₁₂Si₁₂O₄₈]·27H₂O+12AgNO₃→Ag₁₂[Al₁₂Si₁₂O₄₈]·27H₂O+12NaNO₃)；

(3)将步骤(2)得到的银离子交换沸石、含放射性碘的碘化银、硼酸盐玻璃粉混合，在混合物中加入去离子水并通过胶体磨研磨；

(4)将胶体磨研磨后的浆液通过置入水解反应容器中进行水解反应，水解反应温度为150～300℃，时间为5～24h，水解反应的同时将水解产物烘干；

(5)将步骤(4)烘干后的产物进行两步热处理，其中热处理的温度550～900℃，即可得到含碘的方钠石基陶瓷-玻璃固化烧结体。

2.根据权利要求1所述的方钠石基陶瓷-玻璃双重固化方法，其特征在于，所述玻璃粉为硼酸盐玻璃粉，其中该硼酸盐玻璃粉中，按照质量百分数计，氧化硼40～70％、氧化铋22～48％、氧化锌8％～12％。

3.根据权利要求1所述的方钠石基陶瓷-玻璃双重固化方法，其特征在于，步骤(1)中的球磨条件为300～500r/min，球磨1～2h。

4.根据权利要求1所述的方钠石基陶瓷-玻璃双重固化方法，其特征在于，步骤(2)中硝酸银物质的量超过反应计量比10％。

5.根据权利要求1所述的方钠石基陶瓷-玻璃双重固化方法，其特征在于，步骤(2)中加热温度为80～90℃，搅拌时间为2～3d，烘干温度为120～300℃。

6.根据权利要求1所述的方钠石基陶瓷-玻璃双重固化方法，其特征在于，步骤(3)中所述胶体磨研磨的时间为3～5h。

7.根据权利要求1所述的方钠石基陶瓷-玻璃双重固化方法，其特征在于，步骤(3)中所述银离子交换沸石、碘化银、玻璃粉在混合物中的质量比分别为66～78wt.％，14～17wt.％，5～20wt.％。

8.根据权利要求1所述的方钠石基陶瓷-玻璃双重固化方法，其特征在于，步骤(4)中浆液是通过蠕动泵注入到水解反应容器中。

9.根据权利要求1所述的方钠石基陶瓷-玻璃双重固化方法，其特征在于，步骤(5)中所述热处理是在马弗炉内进行且分为两步，第一步是在550～600℃下进行15～18h的预热处理，促使AgI进入银离子交换沸石晶格；第二步是在700～900℃常压烧结1～2h，得到放射性碘废物的固化烧结体，反应原理为Ag₁₂Al₁₂Si₁₂O₄₈+4AgI→2Ag₈Al₆Si₆O₂₄I₂。

10.根据权利要求1所述的方钠石基陶瓷-玻璃双重固化方法，其特征在于，步骤(3)中混合物与去离子水的固液比为1:4～1:10。

11.根据权利要求1所述的方钠石基陶瓷-玻璃双重固化方法，其特征在于，所述步骤(5)中热处理过程后自然降温至室温。