[发明专利]一种稳定酸性伴生放射性废渣的方法及所用稳定化药剂

说明书

本发明提供了一种稳定酸性伴生放射性废渣的方法及所用稳定化药剂。所述的稳定化药剂包括以下质量成分：海泡石1～5份、石灰1～1.75份、方镁石/水镁石1.75～2.5份、磷酸盐1～2.5份。本发明方法是将含铀钍酸性废渣与稳定化药剂分多步混合，混合过程加水搅拌，含水率控制在15％～20％，无需养护即可实现铀钍的同步稳定，稳定后废渣浸出液铀钍浓度小于0.1mg/L，去除率可达到99.2％，该药剂组合修复成本低、见效快，对铀钍伴生的酸性废渣具有很好的修复效果，克服了传统的石灰中和返酸和铀钍核素浸出控制不充分的问题，有利于提高放射性废渣处理处置后的本质安全水平。

技术领域

本发明涉及放射性废渣稳定化处理技术领域，具体地说是一种稳定酸性伴生放射性废渣的方法及所用稳定化药剂。

背景技术

自然界中许多矿产资源如稀土矿、钽铌矿、铝矿、铅锌矿、锆英矿、煤矿、磷矿等通常与铀、钍等放射性元素伴生，在矿物精选、冶炼、加工过程中会发生核素迁移、富集和扩散，产生的矿物废渣具备较强的放射性。

伴生矿涉及行业众多，采冶工艺不尽相同，由酸法工艺产生的废渣最为常见，含量也最多。酸法工艺中常用浸出剂多为硫酸、盐酸、草酸，产生的废渣中会残存大量H⁺、SO₄^2-、Cl^-、CO₃^2-。由于强酸的腐蚀作用，废渣表面会出现大量溶蚀孔，造成废渣比表面积增加，反应活性增强，核素浸出迁移风险加剧。

根据我国《第二次全国污染源普查公报》显示，我国目前有伴生放射性矿开发利用企业共464家，全国伴生放射性固体废物累积贮存量为20.30亿吨，其中放射性活度浓度超过10贝可/克的固体废物主要为稀土、铌/钽、锆石和氧化锆、铅/锌、锗/钛、铁等矿产，总量为224.95万吨。生态环境部2020年3月3日发布的《伴生放射性物料贮存及固体废物填埋辐射环境保护技术规范(试行)》(HJ 1114-2020)国家环境保护标准中规定伴生放射性固体废物填埋前应进行中和、稳定化等预处理，降低放射性核素浸出性能。因此，伴生放射性废渣的处置需求极大。

目前，酸性放射性废渣常用的稳定化处理技术为石灰中和法，该技术方法在引入OH^-的同时会携带大量Ca²⁺，Ca²⁺与SO₄^2-、CO₃^2-形成微溶或不溶物覆盖在石灰表面会阻止其中和功能发挥，降低效果。另外，石灰主要成分CaO属中强碱，在短时间内会释放大量OH^-与废渣表面H⁺中和，由于废渣孔隙中的残余酸释放具有滞后性，导致废渣pH快速提升至6～9的标准范围。此类废渣堆存过程中会陆续出现反酸问题，核素开始重新溶出。

目前，针对伴生放射性废渣的稳定化研究极少，其主要研究对象大都为重金属、核素或铀尾矿污染土壤与水体，如专利申请文件CN109201724A中公开了一种含磷化合物钝化修复铀尾矿铀及伴生重金属污染土壤的方法等，专利申请文件CN110560469A中公开了一种利用耐铀镉真菌强化植物修复铀镉复合污染土壤的方法，专利申请文件CN101502843中公开了一种修复改良铀尾矿渣污染土壤的方法，专利申请文件CN202110007917.4中公开了一种去除废水中铀、钍和铊的方法。

目前，尚不存在一种针对酸性伴生放射性废渣的稳定化药剂与相应使用方法，因此，研发一种环境友好、成本低廉、效果显著、可推广应用的稳定化处理药剂及使用方法，是酸性伴生放射性废渣处理处置领域的迫切需求。

发明内容

本发明的目的是提供一种稳定酸性伴生放射性废渣的方法及所用稳定化药剂，以解决现有处理技术中废渣反酸造成铀、钍核素长期稳定性能差、稳定效率低以及次生矿物造成药剂功能发挥不充分、资源浪费等问题。

本发明是这样实现的：一种稳定酸性伴生放射性废渣的方法，包括以下步骤：